JP2015163499A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に用いられる空調装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner used in a vehicle.
従来、特許文献１には、圧縮機から吐出された高温高圧の気相冷媒を、室内熱交換器で車室内への送風空気と熱交換させて車室内への送風空気を加熱する車両用空調装置が記載されている。
Conventionally,
この従来技術では、室内熱交換器から流出した冷媒が吸熱することなく圧縮機に戻される、いわゆるホットガスサイクルを構成している。 This prior art constitutes a so-called hot gas cycle in which the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger is returned to the compressor without absorbing heat.
ホットガスサイクルは、サイクル高圧が高いほど良い性能が得られる。すなわち、サイクル高圧が高いと吸入密度が高くなって冷媒流量が増加し、ひいてはエンタルピ差が大きくなる。 In the hot gas cycle, the higher the cycle high pressure, the better the performance. That is, when the cycle high pressure is high, the suction density increases, the refrigerant flow rate increases, and the enthalpy difference increases accordingly.
しかるに、上記従来技術によると、冬期には室内熱交換器に導入される送風空気が低温になるので、低温の送風空気が室内熱交換器で冷媒と熱交換することとなる。そのため、サイクル高圧の上昇が抑制され、十分な性能を得ることができなくなる。 However, according to the above prior art, since the blown air introduced into the indoor heat exchanger becomes low in winter, the low-temperature blown air exchanges heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger. Therefore, an increase in cycle high pressure is suppressed and sufficient performance cannot be obtained.
この問題は、ホットガスサイクルのみならず、室内熱交換器から流出した冷媒が吸熱した後に圧縮機に戻される、いわゆるヒートポンプサイクルにおいても同様に発生する。 This problem occurs not only in the hot gas cycle but also in a so-called heat pump cycle in which the refrigerant flowing out of the indoor heat exchanger absorbs heat and then is returned to the compressor.
本発明は上記点に鑑みて、車室内への送風空気を加熱する熱交換器に導入される送風空気が低温であっても十分な性能を発揮できる車両用空調装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a vehicle air conditioner capable of exhibiting sufficient performance even when the blown air introduced into the heat exchanger for heating the blown air into the vehicle compartment is at a low temperature. To do.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
車室内への送風空気を発生させる送風機（２５）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２１）と、
圧縮機（２１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された熱媒体と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１６）と、
熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、空気加熱用熱交換器（１６）を流れる送風空気の流量を減少させる空気流量制御手段（４０ｅ）とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in
A blower (25) for generating blown air into the passenger compartment;
A compressor (21) for sucking and discharging refrigerant;
A heat exchanger for heat medium heating (15) for heating the heat medium by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor (21) and the heat medium;
An air heating heat exchanger (16) that heats the blown air by exchanging heat between the heat medium heated by the heat medium heating heat exchanger (15) and the blown air;
When it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is lower than the predetermined value (α), air heating is performed as compared with the case where the temperature (Tw2) of the heat medium is determined to be equal to or higher than the predetermined value (α). And an air flow rate control means (40e) for reducing the flow rate of the blown air flowing through the heat exchanger (16).
これによると、熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、空気加熱用熱交換器（１６）を流れる送風空気の風量を減少させるので、空気加熱用熱交換器（１６）における熱媒体と送風空気との熱交換が抑制され、熱媒体の温度（Ｔｗ２）が上昇する。 According to this, when it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is lower than the predetermined value (α), the air volume of the blown air flowing through the air heating heat exchanger (16) is reduced. Heat exchange between the heat medium and the blown air in the exchanger (16) is suppressed, and the temperature (Tw2) of the heat medium rises.
そのため、熱媒体加熱用熱交換器（１５）における冷媒圧力を上昇させることができるので、空気加熱用熱交換器（１６）に導入される送風空気が低温であっても、送風空気の温度の影響を小さくして十分な性能を発揮させることができる。 Therefore, since the refrigerant pressure in the heat exchanger for heat medium heating (15) can be increased, even if the blown air introduced into the heat exchanger for air heating (16) is at a low temperature, the temperature of the blown air is reduced. The influence can be reduced and sufficient performance can be exhibited.
上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明では、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２１）と、
圧縮機（２１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された熱媒体と車室内へ流れる空気とを熱交換させて空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１６）と、
空気加熱用熱交換器（１６）を流れる空気の流量を制御する空気流量制御手段（２５、３５、４０ｅ、４０ｈ）とを備え、
熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、空気加熱用熱交換器（１６）を流れる空気の流量を空気流量制御手段（２５、３５、４０ｅ、４０ｈ）で減少させることによって、冷媒の熱を利用して熱媒体の蓄熱量を増加させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 2,
A compressor (21) for sucking and discharging refrigerant;
A heat exchanger for heat medium heating (15) for heating the heat medium by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor (21) and the heat medium;
An air heating heat exchanger (16) that heats the heat medium heated by the heat medium heating heat exchanger (15) and the air flowing into the passenger compartment to heat the air,
Air flow rate control means (25, 35, 40e, 40h) for controlling the flow rate of the air flowing through the air heating heat exchanger (16),
When it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is lower than the predetermined value (α), air heating is performed as compared with the case where the temperature (Tw2) of the heat medium is determined to be equal to or higher than the predetermined value (α). The heat storage amount of the heat medium is increased by using the heat of the refrigerant by decreasing the flow rate of the air flowing through the heat exchanger (16) with the air flow rate control means (25, 35, 40e, 40h). And
これによると、熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、空気加熱用熱交換器（１６）における熱媒体と空気との熱交換を抑制することによって、圧縮機（２１）から吐出された冷媒の熱を利用して熱媒体の蓄熱量を増加させるので、圧縮機（２１）から吐出された冷媒の温度を過度に上昇させることなく熱媒体の温度（Ｔｗ２）を上昇させて熱媒体加熱用熱交換器（１５）における冷媒圧力を上昇させることができる。 According to this, when it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is less than the predetermined value (α), by suppressing heat exchange between the heat medium and air in the air heating heat exchanger (16), Since the heat storage amount of the heat medium is increased using the heat of the refrigerant discharged from the compressor (21), the temperature of the heat medium (without excessively increasing the temperature of the refrigerant discharged from the compressor (21)). The refrigerant pressure in the heat exchanger for heat medium heating (15) can be increased by increasing Tw2).
したがって、圧縮機（２１）から吐出された冷媒の温度が過度に上昇して圧縮機（２１）の効率が低下することを抑制できるので、冷凍サイクル（２０）の効率を向上でき、ひいては十分な性能を発揮できる。 Therefore, since it can suppress that the temperature of the refrigerant | coolant discharged from the compressor (21) rises excessively and the efficiency of a compressor (21) falls, the efficiency of a refrigerating cycle (20) can be improved and by extension sufficient Performance can be demonstrated.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示す車両用熱管理装置１０は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。本実施形態では、車両用熱管理装置１０を、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. The vehicle
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。 The hybrid vehicle of the present embodiment is configured as a plug-in hybrid vehicle that can charge power supplied from an external power source (commercial power source) when the vehicle is stopped to a battery (vehicle battery) mounted on the vehicle. As the battery, for example, a lithium ion battery can be used.
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用熱管理装置１０を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
The driving force output from the engine is used not only for driving the vehicle but also for operating the generator. And the electric power generated by the generator and the electric power supplied from the external power source can be stored in the battery, and the electric power stored in the battery is not only the electric motor for running but also the
車両用熱管理装置１０は、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、室外熱交換器１３、冷却水冷却用熱交換器１４、冷却水加熱用熱交換器１５およびヒータコア１６を備えている。
The vehicle
第１ポンプ１１および第２ポンプ１２は、冷却水（熱媒体）を吸入して吐出する電動ポンプである。冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。
The
室外熱交換器１３、冷却水冷却用熱交換器１４、冷却水加熱用熱交換器１５およびヒータコア１６は、冷却水が流通する冷却水流通機器（熱媒体流通機器）である。
The
室外熱交換器１３は、冷却水と外気（車室外空気）とを熱交換する冷却水外気熱交換器（熱媒体外気熱交換器）である。室外熱交換器１３は、車両の最前部に配置されている。室外熱交換器１３には、室外送風機１７によって外気が送風される。車両の走行時には室外熱交換器１３に走行風を当てることができるようになっている。
The
室外送風機１７は、室外熱交換器１３へ向けて外気を送風する送風手段である。室外送風機１７は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。
The
室外熱交換器１３を流通する冷却水の温度が外気の温度よりも低い場合、室外熱交換器１３は、外気の熱を冷却水に吸熱させる吸熱器として機能する。室外熱交換器１３を流通する冷却水の温度が外気の温度よりも高い場合、室外熱交換器１３は、冷却水の熱を外気に放熱させる放熱器として機能する。
When the temperature of the cooling water flowing through the
冷却水冷却用熱交換器１４は、冷凍サイクル２０の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を冷却する低圧側熱交換器（熱媒体冷却用熱交換器）である。冷却水冷却用熱交換器１４では冷却水を外気の温度よりも低温まで冷却することができる。
The cooling water
冷却水加熱用熱交換器１５は、冷凍サイクル２０の高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を加熱する高圧側熱交換器（熱媒体加熱用熱交換器）である。
The cooling water
冷凍サイクル２０は、圧縮機２１、冷却水加熱用熱交換器１５、膨張弁２２および冷却水冷却用熱交換器１４を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル２０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
The
圧縮機２１は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機、またはベルトによって駆動される可変容量圧縮機であり、冷凍サイクル２０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。冷却水加熱用熱交換器１５は、圧縮機２１から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。
The
膨張弁２２は、冷却水加熱用熱交換器１５から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。冷却水冷却用熱交換器１４は、膨張弁２２で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる蒸発器である。冷却水冷却用熱交換器１４で蒸発した気相冷媒は圧縮機２１に吸入されて圧縮される。
The
ヒータコア１６は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（熱媒体空気熱交換器）である。ヒータコア１６では、冷却水が顕熱変化にて送風空気に放熱する。すなわち、ヒータコア１６では、冷却水が送風空気に放熱しても冷却水が液相のままで相変化しない。ヒータコア１６には、室内送風機２５によって内気、外気、または内気と外気との混合空気が送風される。
The
室内送風機２５は、車室内へ向けて送風される送風空気を発生する送風手段である。室内送風機２５は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータ（ブロワモータ）にて駆動する電動送風機である。
The
第１ポンプ１１、冷却水冷却用熱交換器１４および室外熱交換器１３は、第１冷却水回路Ｃ１（第１熱媒体回路）に配置されている。第１冷却水回路Ｃ１は、冷却水（第１熱媒体）が第１ポンプ１１→冷却水冷却用熱交換器１４→室外熱交換器１３→第１ポンプ１１の順に循環するように構成されている。
The
第２ポンプ１２、冷却水加熱用熱交換器１５およびヒータコア１６は、第２冷却水回路Ｃ２（第２熱媒体回路）に配置されている。第２冷却水回路Ｃ２は、冷却水（第２熱媒体）が第２ポンプ１２→ヒータコア１６→冷却水加熱用熱交換器１５→第２ポンプ１２の順に循環するように構成されている。
The
第２冷却水回路Ｃ２には、バイパス流路２６および流量調整弁２７が設けられている。バイパス流路２６は、冷却水がヒータコア１６をバイパスして流れる流路である。流量調整弁２７は、バイパス流路２６を流れる冷却水の流量を調整する電磁弁である。
The second coolant circuit C2 is provided with a
ヒータコア１６および室内送風機２５は、車両用空調装置の室内空調ユニット３０のケーシング３１に収容されている。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。ケーシング３１は、室内空調ユニット３０の外殻を形成している。
The
ケーシング３１は、車室内に送風される車室内送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。
The
ケーシング３１内の車室内送風空気流れ最上流側には、内気導入口および外気導入口が形成されている。内気導入口は、ケーシング３１内に内気を導入させる内気導入手段である。外気導入口は、ケーシング３１内に外気を導入させる外気導入手段である。
An inside air introduction port and an outside air introduction port are formed on the most upstream side of the vehicle interior blown air flow in the
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、車室内へ空調風を吹き出すための開口部が形成されている。開口部の空気流れ下流側は、空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられた吹出口（図示せず）に接続されている。
An opening for blowing conditioned air into the passenger compartment is formed in the most downstream part of the air flow of the
制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、圧縮機２１、室外送風機１７、室内送風機２５、流量調整弁２７等の作動を制御する制御手段である。
The
制御装置４０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。
The
制御装置４０のうち第１ポンプ１１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、第１冷却水流量制御手段４０ａ（第１熱媒体流量制御手段）を構成している。第１冷却水流量制御手段４０ａは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
制御装置４０のうち第２ポンプ１２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、第２冷却水流量制御手段４０ｂ（第２熱媒体流量制御手段）を構成している。第２冷却水流量制御手段４０ｂは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
制御装置４０のうち圧縮機２１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、冷媒流量制御手段４０ｃを構成している。冷媒流量制御手段４０ｃは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
制御装置４０のうち室外送風機１７の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、空気流量制御手段４０ｄを構成している。空気流量制御手段４０ｄは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
制御装置４０のうち室内送風機２５の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、送風機制御手段４０ｅを構成している。送風機制御手段４０ｅは、ヒータコア１６を流れる送風空気の流量を制御する空気流量制御手段である。空気流量制御手段４０ｅは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The structure (hardware and software) which controls the action | operation of the
制御装置４０のうち流量調整弁２７の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、流量調整弁制御手段４０ｆを構成している。流量調整弁制御手段４０ｆは、バイパス流路２６および流量調整弁２７とともに、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を制御する冷却水流量制御手段（熱媒体流量制御手段）を構成している。流量調整弁制御手段４０ｆは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
The configuration (hardware and software) for controlling the operation of the
制御装置４０の入力側には、内気センサ４１、外気センサ４２、日射センサ４３、冷却水温度センサ４６等のセンサ群の検出信号が入力される。
Detection signals of sensor groups such as the
内気センサ４１は、内気温（車室内温度）を検出する検出手段（内気温度検出手段）である。外気センサ４２は、外気温（車室外温度）を検出する検出手段（外気温度検出手段）である。日射センサ４３は、車室内の日射量を検出する検出手段(日射量検出手段）である。
The
冷却水温度センサ４６は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水温度を検出する検出手段(熱媒体温度検出手段）である。冷却水温度センサ４６は、第２冷却水回路Ｃ２の任意の場所に設置すればよい。
The cooling
なお、内気温、外気温、日射量、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水温度を、種々の物理量の検出値に基づいて推定するようにしてもよい。 Note that the inside air temperature, the outside air temperature, the amount of solar radiation, and the cooling water temperature of the second cooling water circuit C2 may be estimated based on detection values of various physical quantities.
制御装置４０の入力側には、空調操作パネル５０の操作部材からの種々な空調操作信号が入力される。空調操作パネル５０は、車室内の計器盤付近に配置されている。空調操作パネル５０には、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ、圧縮機２１の作動・停止を切り替えるエアコンスイッチ、室内送風機２５の風量を切り替える風量切替スイッチ等が設けられている。
Various air conditioning operation signals from the operation members of the air
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置４０が第１ポンプ１１、第２ポンプ１２および圧縮機２１を作動させると、冷凍サイクル２０に冷媒が循環し、第１冷却水回路Ｃ１に冷却水が循環し、第２冷却水回路Ｃ２に冷却水が循環する。
Next, the operation in the above configuration will be described. When the
冷却水冷却用熱交換器１４では、冷凍サイクル２０の冷媒が第１冷却水回路Ｃ１の冷却水から吸熱するので、第１冷却水回路Ｃ１の冷却水が冷却される。冷却水冷却用熱交換器１４で吸熱した冷媒は、冷却水加熱用熱交換器１５で第２冷却水回路Ｃ２の冷却水へ放熱する。これにより、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水が加熱される。冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された第２冷却水回路Ｃ２の冷却水は、ヒータコア１６で車室内への送風空気に放熱する。これにより、車室内への送風空気が加熱される。
In the cooling water
冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された第１冷却水回路Ｃ１の冷却水は、室外熱交換器１３で外気から吸熱する。
The cooling water of the first cooling water circuit C1 cooled by the cooling water
室外熱交換器１３で吸熱した外気の熱は、冷凍サイクル２０の冷媒を介して冷却水冷却用熱交換器１４で第２冷却水回路Ｃ２の冷却水に放熱されるので、外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。
The heat of the outside air absorbed by the
ヒートポンプ運転時の作動に対して第１ポンプ１１および室外送風機１７の少なくとも一方を停止させた場合、外気から吸熱しないホットガスサイクルにすることができる。
When at least one of the
制御装置４０は、図２のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップＳ１００では、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っているか否かを判定する。所定値αは、予め制御装置４０に記憶されている固定値である。制御装置４０は、所定値αを少なくとも外気温度に基づいて算出してもよい。換言すれば、制御装置４０は、所定値αを算出する算出手段を構成していてもよい。
The
例えば、所定値αを、目標吹出温度ＴＡＯと同じ値にしてもよい。目標吹出温度ＴＡＯは、以下の数式により算出される。 For example, the predetermined value α may be the same value as the target blowing temperature TAO. The target blowing temperature TAO is calculated by the following formula.
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ４１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ４２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ４３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
TAO = Kset * Tset-Kr * Tr-Kam * Tam-Ks * Ts + C
Tset is the vehicle interior temperature set by the vehicle interior temperature setting switch, Tr is the vehicle interior temperature (internal air temperature) detected by the
目標吹出温度ＴＡＯは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置が生じさせる必要のある熱量に相当するもので、車両用空調装置に要求される空調熱負荷（冷房負荷および暖房負荷）として捉えることができる。すなわち、車両用空調装置に要求される冷房負荷が高い場合、目標吹出温度ＴＡＯは低温域になり、車両用空調装置に要求される暖房負荷が高い場合、目標吹出温度ＴＡＯは高温域になる。 The target outlet temperature TAO corresponds to the amount of heat that the vehicle air conditioner needs to generate in order to keep the passenger compartment at a desired temperature, and the air conditioning heat load (cooling load and heating load) required for the vehicle air conditioner. ). That is, when the cooling load required for the vehicle air conditioner is high, the target outlet temperature TAO is in a low temperature range, and when the heating load required for the vehicle air conditioner is high, the target outlet temperature TAO is in a high temperature range.
ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていると判定した場合、ステップＳ１１０へ進み、室内送風機２５を停止させる。これにより、ヒータコア１６で冷却水と車室内への送風空気とが熱交換されないので、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が上昇する。
When it determines with the temperature Tw2 of the cooling water of the 2nd cooling water circuit C2 being less than predetermined value (alpha) in step S100, it progresses to step S110 and the
ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていないと判定した場合、ステップＳ１２０へ進み、室内送風機２５を作動させる。これにより、ヒータコア１６で冷却水と車室内への送風空気とが熱交換されるので、車室内への送風空気が加熱されて暖房が行われる。
When it determines with the temperature Tw2 of the cooling water of the 2nd cooling water circuit C2 not being less than predetermined value (alpha) in step S100, it progresses to step S120 and the
図３は、第１ポンプ１１および室外送風機１７の少なくとも一方を停止させてホットガスサイクルにした場合のモリエル線図を示している。図３は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が高いほど、サイクル高圧が上昇することを示している。
FIG. 3 shows a Mollier diagram in a case where at least one of the
ホットガスサイクルは、サイクル高圧が高いほど良い性能が得られる。すなわち、サイクル高圧が高いと吸入密度が高くなって冷媒流量が増加し、ひいてはエンタルピ差が大きくなる。そのため、図４に示すように、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が高いほど、高い加熱能力が得られる。 In the hot gas cycle, the higher the cycle high pressure, the better the performance. That is, when the cycle high pressure is high, the suction density increases, the refrigerant flow rate increases, and the enthalpy difference increases accordingly. Therefore, as shown in FIG. 4, the higher the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit C2, the higher the heating capability.
第１ポンプ１１および室外送風機１７を作動させてヒートポンプサイクルにした場合も、ホットガスサイクルにした場合と同様に、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が高いほど、高い加熱能力が得られる。
Even when the
制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αに近づくように、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量を制御するようにしてもよい。例えば、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αよりも低い場合、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量を減少させ、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αよりも高い場合、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量を増加させるようにすればよい。
The
ヒータコア１６を流れる送風空気の風量の増減は、室内送風機２５の送風能力（回転数）を制御することによって行うことができる。ヒータコア１６を流れる送風空気の風量の増減は、エアミックスドア（図示せず）の開度を制御することによっても行うことができる。
Increasing or decreasing the air volume of the blown air flowing through the
エアミックスドアは、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量と、ヒータコア１６を迂回して流れる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整手段である。エアミックスドアは、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量を制御する空気流量制御手段である。
The air mix door is an air volume ratio adjusting unit that adjusts the air volume ratio between the air volume of the blown air flowing through the
制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αに近づくように、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を制御するようにしてもよい。例えば、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αよりも低い場合、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を減少させ、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αよりも高い場合、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を増加させるようにすればよい。
The
ヒータコア１６を流れる冷却水の流量の増減は、流量制御弁２７の開度を制御を制御することによって行うことができる。ヒータコア１６を流れる冷却水の流量の増減は、第２ポンプ１２の冷却水吐出能力（回転数）を制御することによっても行うことができる。
The flow rate of the cooling water flowing through the
本実施形態では、制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α以上であると判断される場合と比較して、ヒータコア１６を流れる送風空気の流量を減少させる。
In the present embodiment, when it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is less than the predetermined temperature α, the
これによると、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、ヒータコア１６を流れる送風空気の風量を減少させるので、ヒータコア１６における冷却水と送風空気との熱交換が抑制され、冷却水の温度Ｔｗ２が上昇する。そのため、冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を上昇させることができるので、送風空気の温度の影響を小さくして十分な性能を発揮させることができる。
According to this, when it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is less than the predetermined temperature α, the air volume of the blown air flowing through the
また、ヒータコア１６における冷却水と送風空気との熱交換が抑制されるので、圧縮機２１から吐出された冷媒の熱を利用して第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の蓄熱量を増加させることができる。
Moreover, since heat exchange between the cooling water and the blown air in the
そのため、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を過度に上昇させることなく冷却水の温度Ｔｗ２を上昇させて冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を上昇させることができる。
Therefore, it is possible to increase the coolant pressure in the cooling water
したがって、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度が過度に上昇して圧縮機２１の効率が低下することを抑制できるので、冷凍サイクル２０の効率を向上できる。その結果、十分な性能を発揮できるので、暖房効率を向上できる。
Therefore, since it can suppress that the temperature of the refrigerant | coolant discharged from the
具体的には、制御装置４０は、冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、送風機２５を停止させ、冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α以上であると判断される場合、送風機２５を作動させる。
Specifically, when it is determined that the cooling water temperature Tw2 is lower than the predetermined temperature α, the
制御装置４０は、冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、送風機２５の送風能力（回転数）を減少させ、冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α以上であると判断される場合、送風機２５の送風能力（回転数）を増加させるようにしてもよい。
When it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water is less than the predetermined temperature α, the
これにより、冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を確実に上昇させることができるので、十分な性能を確実に発揮させることができる。
Thereby, since the refrigerant pressure in the
特に、冷媒が外部から吸熱することなく循環するホットガスサイクルにしている場合、性能を顕著に向上できる。 In particular, when the hot gas cycle in which the refrigerant circulates without absorbing heat from the outside is used, the performance can be remarkably improved.
本実施形態において、制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αに近づくように、ヒータコア１６を流れる送風空気の流量を制御してもよい。これにより、高い性能を安定して発揮できる。
In the present embodiment, the
本実施形態において、制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αに近づくように、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を制御してもよい。これにより、高い性能を安定して発揮できる。特に、冷却水は、空気よりも温度変動が少ないため、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２を良好に制御できる。
In the present embodiment, the
例えば、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量の制御を流量制御弁２７によって行えば、第２冷却水回路Ｃ２の全体の冷却水流量を変化させることなくヒータコア１６を流れる冷却水の流量を制御できる。
For example, if the flow rate of the cooling water flowing through the
本実施形態において、制御装置４０は、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度αに近づくように、圧縮機２１から吐出される冷媒の流量を制御してもよい。これにより、高い性能を安定して発揮できる。
In the present embodiment, the
具体的には、圧縮機２１の回転数（冷媒吐出能力）を制御することによって、圧縮機２１から吐出される冷媒の流量を制御できる。
Specifically, the flow rate of the refrigerant discharged from the
本実施形態において、制御装置４０は、所定温度αを、少なくとも外気温度に基づいて算出してもよい。これにより、外気温度等の環境条件の変化に応じて十分な性能を発揮させることが可能になる。
In the present embodiment, the
（第２実施形態）
図５に示すように、本実施形態の熱管理システム１０は、クーラコア５１、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３、冷却水冷却水熱交換器５４、第１切替弁５５および第２切替弁５６を備えている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the
クーラコア５１は、冷却水が流通する冷却水流通機器（熱媒体流通機器）である。クーラコア５１は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器（熱媒体空気熱交換器）である。
The
クーラコア５１では、冷却水が顕熱変化にて送風空気から吸熱する。すなわち、クーラコア５１では、冷却水が送風空気から吸熱しても冷却水が液相のままで相変化しない。クーラコア５１には、室内送風機２５によって内気、外気、または内気と外気との混合空気が送風される。
In the
インバータ５２、電池温調用熱交換器５３および冷却水冷却水熱交換器５４は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器（温度調整対象機器）である
インバータ５２は、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。インバータ５２は、作動に伴って発熱する発熱機器である。
The
電池温調用熱交換器５３は、電池と冷却水とを熱交換する熱交換器である。電池温調用熱交換器５３は、電池に接触配置されていて、電池との間で熱伝導が行われる熱交換器である。電池温調用熱交換器５３は、電池への送風経路に配置されていて、送風空気と冷却水とを熱交換する熱交換器（空気熱媒体熱交換器）であってもよい。
The battery temperature
冷却水冷却水熱交換器５４は、車両用熱管理システム１０の冷却水（第１ポンプ１１または第２ポンプ１２によって循環される冷却水）と、エンジン冷却回路７０の冷却水（エンジン用熱媒体）とを熱交換する熱交換器（熱媒体熱媒体熱交換器）である。
The cooling water cooling
第１ポンプ１１は、第１ポンプ用流路６１に配置されている。第１ポンプ用流路６１において第１ポンプ１１の吐出側には、冷却水冷却用熱交換器１４が配置されている。
The
第２ポンプ１２は、第２ポンプ用流路６２に配置されている。第２ポンプ用流路６２において第２ポンプ１２の吐出側には、冷却水加熱用熱交換器１５が配置されている。
The
室外熱交換器１３は、室外熱交換器用流路６３に配置されている。クーラコア５１は、クーラコア用流路６４に配置されている。ヒータコア１６は、ヒータコア用流路６５に配置されている。
The
インバータ５２は、インバータ用流路６６に配置されている。電池温調用熱交換器５３は、電池温調用流路６７に配置されている。冷却水冷却水熱交換器５４は、冷却水冷却水熱交換器用流路６８に配置されている。
The
第１ポンプ用流路６１、第２ポンプ用流路６２、室外熱交換器用流路６３、クーラコア用流路６４、ヒータコア用流路６５、インバータ用流路６６、電池温調用流路６７および冷却水冷却水熱交換器用流路６８は、第１切替弁５５および第２切替弁５６に接続されている。第１切替弁５５および第２切替弁５６は、冷却水の流れを切り替える切替手段である。
1st
第１切替弁５５は、冷却水の入口として第１入口５５ａおよび第２入口５５ｂを有し、冷却水の出口として第１出口５５ｃ、第２出口５５ｄ、第３出口５５ｅ、第４出口５５ｆ、第５出口５５ｇ、第６出口５５ｈ、第７出口５５ｉを有している。
The
第２切替弁５６は、冷却水の出口として第１出口５６ａおよび第２出口５６ｂを有し、冷却水の入口として第１入口５６ｃ、第２入口５６ｄ、第３入口５６ｅ、第４入口５６ｆ、第５入口５６ｇ、第６入口５６ｈ、第７入口５６ｉを有している。
The
第１切替弁５５の第１入口５５ａには、第１ポンプ用流路６１の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第１入口５５ａには、冷却水冷却用熱交換器１４の冷却水出口側が接続されている。
One end of a first
第１切替弁５５の第２入口５５ｂには、第２ポンプ用流路６２の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第２入口５５ｂには、冷却水加熱用熱交換器１５の冷却水出口側が接続されている。
One end of the second
第１切替弁５５の第１出口５５ｃには、室外熱交換器用流路６３の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第１出口５５ｃには室外熱交換器１３の冷却水入口側が接続されている。
One end of the outdoor
第１切替弁５５の第２出口５５ｄには、クーラコア用流路６４の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第２出口５５ｄにはクーラコア５１の冷却水入口側が接続されている。
One end of the cooler
第１切替弁５５の第３出口５５ｅには、ヒータコア用流路６５の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第３出口５５ｅにはヒータコア１６の冷却水入口側が接続されている。
One end of a heater
第１切替弁５５の第４出口５５ｆには、インバータ用流路６６の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第４出口５５ｆにはインバータ５２の冷却水入口側が接続されている。
One end of the
第１切替弁５５の第５出口５５ｇには、電池温調用流路６７の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第５出口５５ｇには電池温調用熱交換器５３の冷却水入口側が接続されている。
One end of a battery temperature adjusting
第１切替弁５５の第６出口５５ｈには、冷却水冷却水熱交換器用流路６８の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁５５の第６出口５５ｈには冷却水冷却水熱交換器５４の冷却水入口側が接続されている。
One end of a cooling water / cooling water heat
第１切替弁５５の第７出口５５ｉには、バイパス流路２６の一端が接続されている。
One end of the
第２切替弁５６の第１出口５６ａには、第１ポンプ用流路６１の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第１出口５６ａには、第１ポンプ１１の冷却水吸入側が接続されている。
The other end of the first
第２切替弁５６の第２出口５６ｂには、第２ポンプ用流路６２の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第２出口５６ｂには、第２ポンプ１２の冷却水吸入側が接続されている。
The other end of the second
第２切替弁５６の第１入口５６ｃには、室外熱交換器用流路６３の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第１入口５６ｃには室外熱交換器１３の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the outdoor
第２切替弁５６の第２入口５５ｄには、クーラコア用流路６４の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第２入口５５ｄにはクーラコア５１の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the
第２切替弁５６の第３入口５５ｅには、ヒータコア用流路６５の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第３入口５５ｅにはヒータコア１６の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the heater
第２切替弁５６の第４入口５５ｆには、インバータ用流路６６の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第４入口５５ｆにはインバータ５２の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the
第２切替弁５６の第５入口５５ｇには、電池温調用流路６７の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第５入口５５ｇには電池温調用熱交換器５３の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the battery temperature adjusting
第２切替弁５６の第６入口５５ｈには、冷却水冷却水熱交換器用流路６８の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁５６の第６入口５５ｈには冷却水冷却水熱交換器５４の冷却水出口側が接続されている。
The other end of the cooling water / cooling water
第２切替弁５６の第７入口５５ｉには、バイパス流路２６の他端が接続されている。
The other end of the
第１切替弁５５および第２切替弁５６は、各入口と各出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
The
具体的には、第１切替弁５５は、室外熱交換器１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３、冷却水冷却水熱交換器５４およびバイパス流路２６のそれぞれについて、第１ポンプ１１から吐出された冷却水が流入する状態と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入する状態と、第１ポンプ１１から吐出された冷却水および第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入しない状態とを切り替える。
Specifically, the
第２切替弁５６は、室外熱交換器１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３、冷却水冷却水熱交換器５４およびバイパス流路２６のそれぞれについて、第１ポンプ１１へ冷却水が流出する状態と、第２ポンプ１２へ冷却水が流出する状態と、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２へ冷却水が流出しない状態とを切り替える。
The
第１切替弁５５および第２切替弁５６は、弁開度を調整可能になっている。これにより、室外熱交換器１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３、冷却水冷却水熱交換器５４およびバイパス流路２６を流れる冷却水の流量を調整できる。
The
したがって、第１切替弁５５および第２切替弁５６は、各冷却水流通機器１３、１６、５１、５２、５３、５４およびバイパス流路２６を流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁である。
Therefore, the
第１切替弁５５および第２切替弁５６は、第１ポンプ１１から吐出された冷却水と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水とを任意の流量割合で混合して、室外熱交換器１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３、冷却水冷却水熱交換器５４およびバイパス流路２６に流入させることが可能になっている。
The
クーラコア５１およびヒータコア１６は、車両用空調装置の室内空調ユニット３０のケーシング３１に収容されている。
The
ケーシング３１内の空気流れ最上流側には、内外気切替箱３２が配置されている。内外気切替箱３２は、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気導入手段である。
An inside / outside
内外気切替箱３２には、ケーシング３１内に内気を導入させる内気吸込口３２ａ、および外気を導入させる外気吸込口３２ｂが形成されている。内外気切替箱３２の内部には、内外気切替ドア３３が配置されている。
The inside / outside
内外気切替ドア３３は、ケーシング３１内に導入される内気と外気との風量割合を変化させる風量割合変更手段である。具体的には、内外気切替ドア３３は、内気吸込口３２ａおよび外気吸込口３２ｂの開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる。内外気切替ドア３３は、電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。
The inside / outside
内外気切替箱３２の空気流れ下流側には、室内送風機２５（ブロワ）が配置されている。室内送風機２５は、内外気切替箱３２を介して吸入した空気（内気および外気）を車室内へ向けて送風する送風手段である。
An indoor blower 25 (blower) is arranged on the downstream side of the air flow in the inside / outside
ケーシング３１内において室内送風機２５の空気流れ下流側には、クーラコア５１およびヒータコア１６が配置されている。
In the
ケーシング３１の内部においてクーラコア５１の空気流れ下流側部位には、ヒータコアバイパス通路３１ａが形成されている。ヒータコアバイパス通路３１ａは、クーラコア５１を通過した空気を、ヒータコア１６を通過させずに流す空気通路である。
In the
ケーシング３１の内部においてクーラコア５１とヒータコア１６との間には、エアミックスドア３５が配置されている。
An
エアミックスドア３５は、ヒータコア１６へ流入させる空気と、ヒータコアバイパス通路３１ａへ流入させる空気との風量割合を連続的に変化させる風量割合調整手段である。エアミックスドア３５は、回動可能な板状ドアや、スライド可能なドア等であり、電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。
The
ヒータコア１６を通過する空気とヒータコアバイパス通路３１ａを通過する空気との風量割合によって、車室内へ吹き出される吹出空気の温度が変化する。したがって、エアミックスドア３５は、車室内へ吹き出される吹出空気の温度を調整する温度調整手段である。
The temperature of the blown-out air blown into the passenger compartment changes depending on the air volume ratio between the air passing through the
ケーシング３１の空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ送風空気を吹き出す吹出口３１ｂが配置されている。この吹出口３１ｂとしては、具体的には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口が設けられている。
An
デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラスの内側の面に向けて空調風を吹き出す。フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。 The defroster air outlet blows conditioned air toward the inner surface of the vehicle front window glass. The face air outlet blows conditioned air toward the upper body of the passenger. The air outlet blows air-conditioned air toward the passenger's feet.
吹出口３１ｂの空気流れ上流側には、吹出口モードドア（図示せず）が配置されている。吹出口モードドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段である。吹出口モードドアは、電動アクチュエータ(図示せず)によって駆動される。
An air outlet mode door (not shown) is disposed on the air flow upstream side of the
吹出口モードドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、例えば、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードがある。 Examples of the air outlet mode switched by the air outlet mode door include a face mode, a bi-level mode, a foot mode, and a foot defroster mode.
フェイスモードは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。 The face mode is an air outlet mode in which the face air outlet is fully opened and air is blown out from the face air outlet toward the upper body of the passenger in the passenger compartment. The bi-level mode is an air outlet mode in which both the face air outlet and the foot air outlet are opened and air is blown toward the upper body and the feet of the passengers in the passenger compartment.
フットモードは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。フットデフロスタモードは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す吹出口モードである。 The foot mode is a blow-out mode in which the foot blow-out opening is fully opened and the defroster blow-out opening is opened by a small opening so that air is mainly blown out from the foot blow-out opening. The foot defroster mode is an air outlet mode in which the foot air outlet and the defroster air outlet are opened to the same extent and air is blown out from both the foot air outlet and the defroster air outlet.
エンジン冷却回路７０は、エンジン７１を冷却するための冷却水循環回路である。エンジン冷却回路７０は、エンジン冷却水（第２熱媒体）が循環する循環流路７２を有している。循環流路７２には、エンジン７１、第３ポンプ７３、エンジン用ラジエータ７４および冷却水冷却水熱交換器５４が配置されている。
The
第３ポンプ７３は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。第３ポンプ７３は、エンジン７１から出力される動力によって駆動される機械式ポンプであってもよい。
The
エンジン用ラジエータ７４は、エンジン冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用の熱交換器（空気熱媒体熱交換器）である。
The
循環流路７２には、ラジエータバイパス流路７５が接続されている。ラジエータバイパス流路７５は、エンジン冷却水がエンジン用ラジエータ７４をバイパスして流れる流路である。
A
ラジエータバイパス流路７５と循環流路７２との接続部にはサーモスタット７６が配置されている。サーモスタット７６は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構で構成される冷却水温度応動弁である。
A
具体的には、サーモスタット７６は、エンジン冷却水の温度が所定温度を上回っている場合（例えば８０℃以上）、ラジエータバイパス流路７５を閉じ、冷却水の温度が所定温度を下回っている場合（例えば８０℃未満）、ラジエータバイパス流路７５を開ける。
Specifically, the
循環流路７２には、エンジン補機用流路７７が接続されている。エンジン補機用流路７７は、エンジン冷却水が冷却水冷却水熱交換器５４と並列に流れる流路である。エンジン補機用流路７７にはエンジン補機７８が配置されている。冷却水冷却水熱交換器５４は、冷却エンジン補機用流路７７に配置されて、エンジン補機７８と直列に冷却水が流れるようになってもよい。
An engine
エンジン補機７８は、オイル熱交換器、ＥＧＲクーラ、スロットルクーラ（ウォーマ）、ターボクーラ、エンジン補助モータ等である。オイル熱交換器は、エンジンオイルまたはトランスミッションオイルとエンジン冷却水とを熱交換してオイルの温度を調整する熱交換器である。
The engine
ＥＧＲクーラは、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に還流させてスロットルバルブで発生するポンピングロスを低減させるＥＧＲ（排気ガス再循環）装置を構成する熱交換器であって、還流ガスとエンジン冷却水とを熱交換させて還流ガスの温度を調整する熱交換器である。 The EGR cooler is a heat exchanger that constitutes an EGR (exhaust gas recirculation) device that recirculates a part of the exhaust gas of the engine to the intake side to reduce the pumping loss generated by the throttle valve. It is a heat exchanger that adjusts the temperature of the reflux gas by exchanging heat with cooling water.
スロットルクーラ（ウォーマ）は、スロットルバルブを冷却（加熱）するためにスロットル内部に設けたウォータジャケットである。 The throttle cooler (warmer) is a water jacket provided inside the throttle for cooling (heating) the throttle valve.
ターボクーラはターボチャージャで発生する熱とエンジン冷却水とを熱交換させてターボチャージャを冷却するための冷却器である。 The turbo cooler is a cooler for cooling the turbocharger by exchanging heat between the heat generated in the turbocharger and the engine coolant.
エンジン補助モータは、エンジン停止中でもエンジンベルトを回せるようにするための大型モータであり、エンジンベルトで駆動される圧縮機やウォータポンプなどをエンジン７１の駆動力が無い状態でも作動させたり、エンジン７１の始動時に利用される。
The engine auxiliary motor is a large motor that allows the engine belt to rotate even when the engine is stopped. The compressor or water pump driven by the engine belt can be operated even when there is no driving force of the
エンジン用ラジエータ７４にはエンジン用リザーブタンク７９が接続されている。エンジン用リザーブタンク７９は、エンジン冷却水を貯留する大気開放式の容器（熱媒体貯留手段）である。したがって、エンジン用リザーブタンク７９に蓄えているエンジン冷却水の液面における圧力は大気圧になる。
An
エンジン用リザーブタンク７９は、エンジン用リザーブタンク７９に蓄えているエンジン冷却水の液面における圧力が所定圧力（大気圧とは異なる圧力）になるように構成されていてもよい。
The
エンジン用リザーブタンク７９に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環するエンジン冷却水の液量の低下を抑制することができる。エンジン用リザーブタンク７９は、エンジン冷却水に混入した気泡を気液分離する機能を有している。
By storing surplus cooling water in the
室外熱交換器用流路６３にはリザーブタンク８０が接続されている。リザーブタンク８０の構造および機能はエンジン用リザーブタンク７９と同様である。
A
室内空調ユニット３０のケーシング３１の内部においてヒータコア１６の空気流れ下流側部位には、補助ヒータ８１が配置されている。補助ヒータ８１は、送風空気を加熱する空気加熱手段である。補助ヒータ８１は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して空気を加熱するＰＴＣヒータ（電気ヒータ）である。補助ヒータ８１は、ニクロム線などの電熱線を有し、電熱線に電力が供給されることによって空気を加熱する方式の電熱ヒータでもよい。
An
図６に示すように、補助ヒータ８１には、電池８２から電力が供給される。電池８２および補助ヒータ８１で構成される電流回路には、リレー８３およびヒューズ８４が配置されている。
As shown in FIG. 6, power is supplied from the
リレー８３は、補助ヒータ８１への通電をオン・オフする通電制御手段である。リレー８３が補助ヒータ８１への通電をオン・オフすることによって、補助ヒータ８１の発熱量が制御される。リレー８３の作動（発熱量）は、制御装置４０によって制御される。ヒューズ８４は、電流回路に過電流が流れた場合に通電を遮断する通電遮断手段である。
The
次に、熱管理システム１０の電気制御部を図７に基づいて説明する。制御装置４０のうち第１切替弁５５および第２切替弁５６の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、切替弁制御手段４０ｇ（流量調整弁制御手段）を構成している。切替弁制御手段４０ｇを制御装置４０に対して別体で構成してもよい。
Next, the electric control part of the
切替弁制御手段４０ｇは、第１切替弁５５および第２切替弁５６とともに、各冷却水流通機器１３、１６、５１、５２、５３、５４およびバイパス流路２６を流れる冷却水の流量を制御する冷却水流量制御手段（熱媒体流量制御手段）を構成している。
The switching valve control means 40g controls the flow rate of the cooling water flowing through each of the cooling
制御装置４０のうち、ケーシング３１の内部に配置された各種ドア（内外気切替ドア３３、エアミックスドア３５、吹出口モードドア等）の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、空調切替制御手段４０ｈを構成している。空調切替制御手段４０ｈを制御装置４０に対して別体で構成してもよい。
Of the
エアミックスドア３５および空調切替制御手段４０ｈは、クーラコア５１で冷却された送風空気のうちヒータコア１６を流れる送風空気とヒータコア１６を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する風量割合調整手段である。
The
内外気切替ドア３３および空調切替制御手段４０ｈは、車室内へ吹き出される送風空気のうち内気と外気との割合を調整する内外気割合調整手段である。
The inside / outside
制御装置４０のうち補助ヒータ８１（具体的には補助ヒータ用リレー８３）の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、補助ヒータ制御手段４０ｉ（電気ヒータ制御手段）を構成している。補助ヒータ制御手段４０ｉは、補助ヒータ８１による空気の加熱を制御する空気加熱制御手段である。
The configuration (hardware and software) for controlling the operation of the auxiliary heater 81 (specifically, the auxiliary heater relay 83) in the
制御装置４０のうちインバータ５２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、インバータ制御手段４０ｊを構成している。
The structure (hardware and software) which controls the operation | movement of the
制御装置４０の入力側には、内気温度センサ４１、内気湿度センサ８５、外気温度センサ４２、日射センサ４３、第１水温センサ８６、第２水温センサ４６、ラジエータ水温センサ８７、クーラコア温度センサ８８、ヒータコア温度センサ８９、エンジン水温センサ９０、インバータ温度センサ９１、電池温度センサ９２、冷媒温度センサ９３、９４および冷媒圧力センサ９５、９６等のセンサ群の検出信号が入力される。
On the input side of the
内気温度センサ４１は、内気の温度（車室内温度）を検出する検出手段（内気温度検出手段）である。内気湿度センサ８５は、内気の湿度を検出する検出手段（内気湿度検出手段）である。
The inside
外気温度センサ４２は、外気の温度（車室外温度）を検出する検出手段（外気温度検出手段）である。日射センサ４３は、車室内の日射量を検出する検出手段(日射量検出手段）である。
The outside
第１水温センサ８６は、第１ポンプ用流路６１を流れる冷却水の温度（例えば第１ポンプ１１に吸入される冷却水の温度）を検出する検出手段（第１熱媒体温度検出手段）である。
The first
第２水温センサ４６は、第２ポンプ用流路６２を流れる冷却水の温度（例えば第２ポンプ１２に吸入される冷却水の温度）を検出する検出手段（第２熱媒体温度検出手段）である。
The second
ラジエータ水温センサ８７は、ラジエータ用流路６３を流れる冷却水の温度（例えばラジエータ１３から流出した冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。
The radiator
クーラコア温度センサ８８は、クーラコア５１の表面温度を検出する検出手段（クーラコア温度検出手段）である。クーラコア温度センサ８８は、例えば、クーラコア５１の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、クーラコア５１を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。
The cooler
ヒータコア温度センサ８９は、ヒータコア１６の表面温度を検出する検出手段（ヒータコア温度検出手段）である。ヒータコア温度センサ８９は、例えば、ヒータコア１６の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア１６を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。
The heater
エンジン水温センサ９０は、エンジン冷却回路７０を循環する冷却水の温度（例えばエンジン７１の内部を流れる冷却水の温度）を検出する検出手段（エンジン熱媒体温度検出手段）である。
The engine
インバータ温度センサ９１は、インバータ用流路６６を流れる冷却水の温度（例えばインバータ５２から流出した冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。
The
電池温度センサ９２は、電池熱交換用流路６７を流れる冷却水の温度（例えば電池温調用熱交換器５３に流入する冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。
The
冷媒温度センサ９３、９４は、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を検出する吐出側冷媒温度センサ９３、および圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入側冷媒温度センサ９４である。
The
冷媒圧力センサ９５、９６は、圧縮機２１から吐出された冷媒の圧力を検出する吐出側冷媒圧力センサ９５、および圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入側冷媒温度センサ９６である。
The
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置４０が第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、圧縮機２１、第１切替弁５５および第２切替弁５６等の作動を制御することによって、種々の作動モードに切り替えられる。
Next, the operation in the above configuration will be described. The
例えば、第１ポンプ１１によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水冷却用熱交換器１４と、ラジエータ１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３および冷却水冷却水熱交換器５４のうち少なくとも１つの機器との間で循環する低温側冷却水回路（低温側熱媒体回路）が形成され、第２ポンプ１２によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水加熱用熱交換器１５と、ラジエータ１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３および冷却水冷却水熱交換器５４のうち少なくとも１つの機器との間で循環する高温側冷却水回路（高温側熱媒体回路）が形成される。
For example, the cooling water sucked and discharged by the
ラジエータ１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３および冷却水冷却水熱交換器５４のそれぞれについて、低温側冷却水回路に接続される場合と、高温側冷却水回路に接続される場合とを状況に応じて切り替えることによって、ラジエータ１３、クーラコア５１、ヒータコア１６、インバータ５２、電池温調用熱交換器５３および冷却水冷却水熱交換器５４を状況に応じて適切な温度に調整できる。
Each of the
ラジエータ１３が低温側冷却水回路に接続された場合、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転を行うことができる。すなわち、低温側冷却水回路では、冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水が外気から吸熱する。
When the
そして、ラジエータ１３にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却用熱交換器１４で冷凍サイクル３１の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却用熱交換器１４では、冷凍サイクル３１の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
Then, the cooling water that has absorbed heat from the outside air by the
冷却水冷却用熱交換器１４にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱用熱交換器１５にて高温側冷却水回路の冷却水と熱交換して放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
The refrigerant that has absorbed heat from the outside air in the cooling water
ラジエータ１３が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水の熱を外気に放熱できる。
When the
クーラコア５１が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された冷却水がクーラコア５１を流れるので、クーラコア５１で車室内への送風空気を冷却できる。すなわち車室内を冷房できる。
When the
ヒータコア１６が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がヒータコア１６を流れるので、ヒータコア１６で車室内への送風空気を加熱できる。すなわち車室内を暖房できる。
When the
インバータ５２が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された冷却水がインバータ５２を流れるのでインバータ５２を冷却できる。換言すれば、インバータ５２の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
When the
インバータ５２が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がインバータ５２を流れるのでインバータ５２を加熱(暖機)できる。
When the
電池温調用熱交換器５３が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された冷却水が電池温調用熱交換器５３を流れるので電池を冷却できる。換言すれば、電池の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
When the battery temperature adjusting
電池温調用熱交換器５３が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水が電池温調用熱交換器５３を流れるので電池を加熱（暖機）できる。
When the battery temperature
冷却水冷却水熱交換器５４が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却用熱交換器１４で冷却された冷却水が冷却水冷却水熱交換器５４を流れるのでエンジン冷却水を冷却できる。換言すれば、冷却水冷却水熱交換器５４で低温側冷却水回路の冷却水がエンジン冷却水から吸熱できるので、エンジン７１の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
When the cooling water cooling
冷却水冷却水熱交換器５４が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水が冷却水冷却水熱交換器５４を流れるのでエンジン冷却水を加熱できる。したがって、エンジン７１を加熱（暖機）できる。
When the cooling water cooling
空調モードが暖房モードに設定された場合、制御装置４０は、図８のフローチャートに示す制御処理を実行する。暖房モードは、ヒータコア１６で送風空気を加熱して車室内へ吹き出す空調モードである。例えば、暖房モードは、内気の温度が目標吹出空気温度ＴＡＯよりも低い場合に設定される。
When the air conditioning mode is set to the heating mode, the
ステップＳ１００では、第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２（第２ポンプ用流路６２を流れる冷却水の温度）が所定値α未満であるか否かを判定する。所定値αは、定常運転時における第２冷却水回路の冷却水温度よりも低い温度値である。 In step S100, it is determined whether or not the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit (the temperature of the cooling water flowing through the second pump flow path 62) is less than a predetermined value α. The predetermined value α is a temperature value lower than the cooling water temperature of the second cooling water circuit during steady operation.
第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２が所定値α未満である場合とは、第２冷却水回路の冷却水が冷えていて、第２冷却水回路の冷却水の温度を早期に上昇させる必要がある場合のことである。 The case where the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit is less than the predetermined value α means that the cooling water of the second cooling water circuit is cooled and the temperature of the cooling water of the second cooling water circuit needs to be raised early. If there is.
第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２が所定値α未満でないと判定した場合、ステップＳ１１０へ進み、図９に示す通常暖房モードを実施する。通常暖房モードでは、ラジエータ１３が低温側冷却水回路Ｃ１に接続され、ヒータコア１６が高温側冷却水回路Ｃ２に接続される。
When it determines with the cooling water temperature Tw2 of a 2nd cooling water circuit not being less than predetermined value (alpha), it progresses to step S110 and implements the normal heating mode shown in FIG. In the normal heating mode, the
これにより、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がヒータコア１６を流れるので、ヒータコア１６で車室内への送風空気を加熱できる。すなわち車室内を暖房できる。
Thereby, since the cooling water heated with the
一方、第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判定した場合、ステップＳ１２０へ進み、図１０に示すウォームアップ暖房モードの制御処理を実施する。 On the other hand, when it determines with the cooling water temperature Tw2 of a 2nd cooling water circuit being less than predetermined value (alpha), it progresses to step S120 and implements the control process of the warm-up heating mode shown in FIG.
ウォームアップ暖房モードの制御処理のステップＳ１２１では、インバータ５２の発熱量Ｑｅが所定量以上であるか否かを判定する。所定量は、例えば、冷却水加熱用熱交換器１５での放熱量（冷却水加熱量）である。
In step S121 of the warm-up heating mode control process, it is determined whether or not the heat generation amount Qe of the
インバータ５２の発熱量が所定量以上でないと判定した場合、ステップＳ１２２へ進み、図１１に示すヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードの冷却水回路に切り替える。
When it determines with the emitted-heat amount of the
ヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードでは、ラジエータ１３が低温側冷却水回路Ｃ１に接続され、高温側冷却水回路Ｃ２の冷却水がヒータコア１６を流れずにバイパス流路２６を流れて循環する。
In the heater core bypass warm-up heating mode, the
これにより、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がヒータコア１６で送風空気に放熱されないので、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水温度Ｔｗ２を速やかに上昇させることができる。
Thereby, since the cooling water heated with the
一方、インバータ５２の発熱量が所定量以上であると判定した場合、ステップＳ１２３へ進み、図１２に示す廃熱利用ウォームアップ暖房モードの冷却水回路に切り替える。
On the other hand, when it determines with the emitted-heat amount of the
廃熱利用ウォームアップ暖房モードでは、ラジエータ１３が低温側冷却水回路Ｃ１に接続され、高温側冷却水回路Ｃ２にヒータコア１６が接続されずインバータ５２が接続される。
In the waste heat utilization warm-up heating mode, the
これにより、冷却水加熱用熱交換器１５で加熱された冷却水がヒータコア１６で送風空気に放熱されないので、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水温度Ｔｗ２を速やかに上昇させることができる。さらに、インバータ５２の廃熱で高温側冷却水回路Ｃ２の冷却水が加熱されるので、インバータ５２の廃熱を利用して第２冷却水回路Ｃ２の冷却水温度Ｔｗ２を速やかに上昇させることができる。
Thereby, since the cooling water heated with the
廃熱利用ウォームアップ暖房モードでは、制御装置４０がインバータ５２の作動効率を意図的に低下させることによって、インバータ５２の発熱量（廃熱量）を増やすようにしてもよい。
In the waste heat utilization warm-up heating mode, the
ステップＳ１２０に続くステップＳ１３０では、ＴＡＶ＝ＴＡＯとなるような補助ヒータ吹出目標温度ＴＡＯ＿ＡＨを算出する。ＴＡＶは、室内空調ユニット３０から吹き出される空気の温度である。補助ヒータ吹出目標温度ＴＡＯ＿ＡＨは、以下の数式を用いて算出される。
In step S130 subsequent to step S120, an auxiliary heater blowing target temperature TAO_AH that satisfies TAV = TAO is calculated. TAV is the temperature of the air blown out from the indoor
ＴＡＯ＝Ａ／１００×ＴＡＯ＿ＡＨ＋Ｂ／１００×Ｔ＿ｉｎ
Ａは、室内送風機２５から送風された空気のうち、補助ヒータ８１を通過する空気の風量割合を百分率（％）で表したものである。Ｂは、室内送風機２５から送風された空気のうち、補助ヒータ８１をバイパスして流れる空気の風量割合を百分率（％）で表したものである。Ｔ＿ｉｎは、補助ヒータ８１に流入する空気の温度である。
TAO = A / 100 × TAO_AH + B / 100 × T_in
A represents the air volume ratio of the air passing through the
ステップＳ１３０で用いられる各温度ＴＡＶ、ＴＡＯ、ＴＡＯ＿ＡＨ、Ｔ＿ｉｎは、絶対温度（Ｋ）で表されたものである。 Each temperature TAV, TAO, TAO_AH, T_in used in step S130 is represented by an absolute temperature (K).
続くステップＳ１４０では、ＴＡＶ＿ＡＨ＝ＴＡＯ＿ＡＨとなる補助ヒータ通過風量Ｌを、予め制御装置４０に記憶された制御マップを参照して算出する。補助ヒータ通過風量Ｌは、補助ヒータ８１を通過する空気の風量である。ＴＡＶ＿ＡＨは、補助ヒータ８１から吹き出される空気の温度（補助ヒータ後吹出空気温度）である。
In subsequent step S140, the auxiliary heater passage air volume L that satisfies TAV_AH = TAO_AH is calculated with reference to a control map stored in the
図１３は、ステップＳ１４０で用いられる制御マップの例を示している。制御マップは、補助ヒータ通過風量Ｌと補助ヒータ後吹出空気温度ＴＡＶ＿ＡＨとの関係を補助ヒータ流入空気温度Ｔ＿ｉｎ毎に表したものである。 FIG. 13 shows an example of the control map used in step S140. The control map represents the relationship between the auxiliary heater passage air volume L and the auxiliary heater rear blown air temperature TAV_AH for each auxiliary heater inflow air temperature T_in.
図１３は、補助ヒータ流入空気温度Ｔ＿ｉｎが０℃の場合と１０℃の場合の制御マップの例を示しているが、実際には補助ヒータ流入空気温度Ｔ＿ｉｎが０℃と１０℃以外の場合についても制御マップが複数作成されている。 FIG. 13 shows an example of a control map when the auxiliary heater inflow air temperature T_in is 0 ° C. and 10 ° C. Actually, the case where the auxiliary heater inflow air temperature T_in is other than 0 ° C. and 10 ° C. There are also several control maps created.
図１３は、補助ヒータ８１の加熱能力が１ｋＷである場合の制御マップの例を示しているが、補助ヒータ８１の加熱能力毎に制御マップが複数作成されている。
FIG. 13 shows an example of a control map when the heating capacity of the
続くステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出した補助ヒータ通過風量Ｌが所定風量（例えば１５０ｍ３／ｈ）以上であるか否かを判定する。 In subsequent step S150, it is determined whether or not the auxiliary heater passage air amount L calculated in step S140 is equal to or greater than a predetermined air amount (for example, 150 m <3> / h).
ステップＳ１４０で算出した補助ヒータ通過風量Ｌが所定風量以上であると判定した場合、ステップＳ１６０へ進み、ステップＳ１４０で算出した補助ヒータ通過風量Ｌが得られる室内送風機２５の駆動レベルを、予め制御装置４０に記憶された制御マップを参照して決定し、決定した駆動レベルで室内送風機２５を駆動する。
If it is determined that the auxiliary heater passage air volume L calculated in step S140 is equal to or greater than the predetermined air volume, the process proceeds to step S160, and the drive level of the
図１４は、ステップＳ１６０で用いられる制御マップの例を示している。制御マップは、室内空調ユニット３０の風路状態（空調ユニット作動モード）と、室内送風機２５の駆動レベル（ブロワ駆動レベル）と、補助ヒータ通過風量Ｌとの関係を表したものである。
図１４の制御マップにおいて、縦軸は、室内空調ユニット３０の風路状態（空調ユニット作動モード）であり、横軸は、室内送風機２５の駆動レベル（ブロワ駆動レベル）であり、制御マップ内の数値は、補助ヒータ通過風量Ｌである。
FIG. 14 shows an example of the control map used in step S160. The control map represents the relationship between the air path state (air conditioning unit operation mode) of the indoor
In the control map of FIG. 14, the vertical axis represents the air path state (air conditioning unit operation mode) of the indoor
図１４の制御マップにおいて、室内空調ユニット３０の風路状態は、吸込口モード（内外気切替ドア３３の切替状態）、エアミックスドア３５の作動状態、および吹出口モード（吹出口モードドアの切替状態）に応じて区分されている。
In the control map of FIG. 14, the air path state of the indoor
室内送風機２５の駆動レベルは、室内送風機２５の電動モータに印加される電圧に対応する値である。制御装置４０は、ステップＳ１６０で決定されたブロワ駆動レベルに基づいて、実際に室内送風機２５の電動モータに印加される電圧を決定する。
The drive level of the
続くステップＳ１７０では、補助ヒータ８１の通電をオンする。これにより、補助ヒータ８１で加熱された送風空気が車室内に吹き出されて車室内が暖房される。このとき、ステップＳ１６０で決定した駆動レベルで室内送風機２５を駆動するので、補助ヒータ８１を通過する風量は、ステップＳ１４０で算出した補助ヒータ通過風量Ｌとなる。そのため、車室内に吹き出される吹出空気は、目標吹出温度ＴＡＯに近い温度となる。
In subsequent step S170, energization of the
一方、ステップＳ１５０において、ステップＳ１４０で算出した補助ヒータ通過風量Ｌが所定風量以上でないと判定した場合、ステップＳ１８０へ進む。所定風量は、室内送風機２５の最低送風量以下の風量であり、予め制御装置４０に記憶されている。
On the other hand, if it is determined in step S150 that the auxiliary heater passage air volume L calculated in step S140 is not equal to or greater than the predetermined air volume, the process proceeds to step S180. The predetermined air volume is an air volume equal to or smaller than the minimum air volume of the
ステップＳ１８０では、室内送風機２５を所定駆動力（最低駆動力）で駆動して、ステップＳ１７０へ進む。
In step S180, the
これにより、補助ヒータ８１で加熱された送風空気が車室内に吹き出されて車室内が暖房される。このとき、補助ヒータ８１を通過する空気の風量は最低風量になるので、車室内に吹き出される吹出空気の温度が極力高くなって、目標吹出温度ＴＡＯに極力近い温度となる。
As a result, the air blown by the
本実施形態では、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判断される場合、制御装置４０は、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α以上であると判断される場合と比較して、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を減少し、かつバイパス流路２６を流れる冷却水の流量が増加するように第１切替弁５５および第２切替弁５６の作動を制御する。
In the present embodiment, when it is determined that the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit C2 is less than the predetermined value α, the
これによると、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が低い場合、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量を確保しつつ、ヒータコア１６における冷却水から送風空気への放熱量を低減できるので、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２を冷却水加熱用熱交換器１５によって早期に上昇させることができる。
According to this, when the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is low, the cooling water flow in the cooling water
さらに、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判断される場合、制御装置４０は、送風空気が加熱されるように補助ヒータ８１の作動を制御するとともに、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α以上であると判断される場合と比較して、補助ヒータ８１流れる送風空気の流量を減少させる。
Furthermore, when it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is less than the predetermined value α, the
これにより、補助ヒータ８１から吹き出される送風空気の温度を高めることができるので、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２を早期に上昇させるためにヒータコア１６における送風空気への放熱量を低減させても、車室内に吹き出される送風空気の温度が低下することを抑制できる。そのため、乗員の暖房感を極力確保することができる。
Thereby, since the temperature of the blowing air blown out from the
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、室内空調ユニット３０のケーシング３１の内部に補助ヒータ８１が配置されているが、本実施形態では、図１５に示すように、補助ヒータ８１の代わりに補助ヒータコア１００が配置されている。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the
補助ヒータコア１００は、車室内への送風空気と、エンジン冷却回路７０のエンジン冷却水（第２熱媒体）とを熱交換して送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（第２空気加熱用熱交換器）である。すなわち、補助ヒータコア１００は、エンジン７１（熱媒体加熱手段）で加熱されたエンジン冷却水を利用して、車室内への送風空気を加熱する空気加熱手段である。
The
補助ヒータコア１００は、エンジン冷却回路７０において循環流路７２に配置されている。ラジエータバイパス流路７５と循環流路７２との接続部には三方弁１０１が配置されている。
The
三方弁１０１は、エンジン冷却水が補助ヒータコア１００を流れる状態と流れない状態とを切り替える冷却水流れ切替手段（冷却水流れ切替手段）である。三方弁１０１の作動は、制御装置４０によって制御される。
The three-
三方弁１０１によって、エンジン冷却水が補助ヒータコア１００を流れる状態に切り替えられた場合、補助ヒータコア１００で送風空気が加熱される。三方弁１０１によって、エンジン冷却水が補助ヒータコア１００を流れない状態に切り替えられた場合、補助ヒータコア１００で送風空気が加熱されない。
When the engine cooling water is switched to a state in which the engine cooling water flows through the
したがって、制御装置４０のうち、三方弁１０１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、空気加熱制御手段を構成している。空気加熱制御手段は、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。
Therefore, the structure (hardware and software) which controls the action | operation of the three-
空調モードが暖房モードに設定された場合、制御装置４０は、図８のフローチャートと同様の制御処理を実行する。
When the air conditioning mode is set to the heating mode, the
具体的には、図８のフローチャートのステップＳ１４０〜Ｓ１６０において、補助ヒータ通過風量Ｌの代わりに補助ヒータコア１００を通過する空気の風量を用い、ステップＳ１７０において、補助ヒータ８１の通電をオンする代わりに、エンジン冷却水が補助ヒータコア１００を流れるように三方弁１０１の作動を制御する。
Specifically, in steps S140 to S160 in the flowchart of FIG. 8, instead of using the auxiliary heater passage air volume L, the air volume of air passing through the
ステップＳ１４０では、補助ヒータ８１の加熱能力毎に作成された制御マップ（図１３）の代わりに、エンジン７１の加熱能力毎に作成された制御マップを用いる。エンジン７１の加熱能力は、エンジン冷却回路７０を循環する冷却水の温度から推定することができる。
In step S140, a control map created for each heating capability of the
本実施形態においても、上記第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also in the present embodiment, the same operational effects as those of the second embodiment can be obtained.
（第４実施形態）
図１６に示すように、冷却水加熱用熱交換器１５は、冷媒の流れ方向Ｒ１と冷却水の流れ方向Ｗ１とが対向する構造になっている。これにより、冷却水加熱用熱交換器１５の内部には、冷媒の流れ方向Ｒ１に沿って、気相域Ａ１、気液二相域Ａ２、過冷却域Ａ３が形成される。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 16, the cooling water
図１６では、気相域Ａ１、気液二相域Ａ２、過冷却域Ａ３を模式的に示している。気相域Ａ１は図１６の破線ハッチング領域であり、気液二相域Ａ２は図１６の一点鎖線ハッチング領域であり、過冷却域Ａ３は図１６の実線ハッチング領域である。 FIG. 16 schematically shows a gas phase region A1, a gas-liquid two-phase region A2, and a supercooling region A3. The gas phase region A1 is a broken-line hatching region in FIG. 16, the gas-liquid two-phase region A2 is a one-dot chain hatching region in FIG. 16, and the supercooling region A3 is a solid-line hatching region in FIG.
気相域Ａ１では、冷媒が気相状態になっている。気液二相域Ａ２では、冷媒が気相二相状態になっている。過冷却域Ａ３では、冷媒が過冷却状態になっている。 In the gas phase region A1, the refrigerant is in a gas phase state. In the gas-liquid two-phase region A2, the refrigerant is in a gas phase two-phase state. In the supercooling zone A3, the refrigerant is in a supercooled state.
本実施形態によると、冷却水加熱用熱交換器１５において冷媒の流れ方向Ｒ１と冷却水の流れ方向Ｗ１とが対向するので、冷却水加熱用熱交換器１５に流入した冷却水の全部が過冷却域Ａ３、気液二相域Ａ２、気相域Ａ１の順に流れる。
According to this embodiment, since the coolant flow direction R1 and the coolant flow direction W1 face each other in the coolant
そのため、冷媒の流れ方向Ｒ１と冷却水の流れ方向Ｗ１とが直交している場合、すなわち冷却水加熱用熱交換器１５に流入した冷却水の一部のみが気相域Ａ１を流れる場合と比較して、気相域Ａ１の気相冷媒を冷却水で効果的に冷却できる。
Therefore, compared with the case where the coolant flow direction R1 and the coolant flow direction W1 are orthogonal, that is, only a part of the coolant flowing into the coolant
その結果、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度を低く抑えることができるので、圧縮機２１の効率、冷凍サイクル２０の効率、および暖房効率を向上できる。
As a result, since the temperature of the refrigerant discharged from the
（第５実施形態）
上記第１実施形態では、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、ヒータコア１６を流れる送風空気の流量を減少させるが、本実施形態ではさらに、図１７に示すように、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量を減少させる。
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, when it is determined that the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit C2 is lower than the predetermined temperature α, the flow rate of the blown air flowing through the
具体的には、ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていると判定した場合、ステップＳ１１５へ進み、第２ポンプ１２の回転数を低回転にする。
Specifically, when it is determined in step S100 that the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is lower than the predetermined value α, the process proceeds to step S115, and the rotation speed of the
これにより、第２ポンプ１２から吐出される冷却水の流量が低流量になるので、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量も低流量になる。その結果、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水と冷媒との熱交換が抑制されるので、冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を速やかに上昇させることができる。
Thereby, since the flow rate of the cooling water discharged from the
ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていないと判定した場合、ステップＳ１２５へ進み、第２ポンプ１２の回転数を高回転にする。
When it determines with the temperature Tw2 of the cooling water of the 2nd cooling water circuit C2 not falling below predetermined value (alpha) in step S100, it progresses to step S125 and makes the rotation speed of the
これにより、第２ポンプ１２から吐出される冷却水の流量が高流量になるので、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量も高流量になる。そのため、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水と冷媒との熱交換が促進される。
Thereby, since the flow rate of the cooling water discharged from the
本実施形態では、制御装置４０は、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判断される場合、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α以上であると判断される場合と比較して、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量を減少させる。
In the present embodiment, the
これによると、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判断される場合、第２ポンプ１２から吐出される冷却水の流量を低流量にするので、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水と冷媒との熱交換が抑制される。そのため、冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を速やかに上昇させることができるので、速やかに十分な性能を発揮させることができる。
According to this, when it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water is less than the predetermined value α, the flow rate of the cooling water discharged from the
（第６実施形態）
上記第１実施形態では、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、ヒータコア１６を流れる送風空気の流量を減少させるが、本実施形態ではさらに、図１８に示すように、第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定温度α未満であると判断される場合、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量よりも少なくさせる。
(Sixth embodiment)
In the first embodiment, when it is determined that the cooling water temperature Tw2 of the second cooling water circuit C2 is lower than the predetermined temperature α, the flow rate of the blown air flowing through the
具体的には、ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていると判定した場合、ステップＳ１１８へ進み、流量調整弁２７でバイパス流路２６を開く。
Specifically, when it is determined in step S100 that the temperature Tw2 of the cooling water in the second cooling water circuit C2 is below the predetermined value α, the process proceeds to step S118, and the
これにより、バイパス流路２６に冷却水が流れるので、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量が冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量よりも少なくなる。そのため、ヒータコア１６における冷却水と送風空気との熱交換が抑制されるので、圧縮機２１から吐出された冷媒の熱を利用して第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の蓄熱量を増加させることができる。
Thereby, since the cooling water flows through the
ステップＳ１００において第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の温度Ｔｗ２が所定値αを下回っていないと判定した場合、ステップＳ１２８へ進み、流量調整弁２７でバイパス流路２６を閉じる。
When it determines with the temperature Tw2 of the cooling water of the 2nd cooling water circuit C2 not being less than predetermined value (alpha) in step S100, it progresses to step S128 and the
これにより、ヒータコア１６における冷却水と送風空気との熱交換が促進されるので、車室内への送風空気が加熱されて暖房が行われる。
Thereby, since heat exchange with the cooling water and blowing air in the
本実施形態では、制御装置４０は、冷却水の温度Ｔｗ２が所定値α未満であると判断される場合、ヒータコア１６を流れる冷却水の流量を、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量よりも少なくさせる。
In the present embodiment, when it is determined that the temperature Tw2 of the cooling water is less than the predetermined value α, the
これにより、ヒータコア１６における冷却水と送風空気との熱交換が抑制されるので、圧縮機２１から吐出された冷媒の熱を利用して第２冷却水回路Ｃ２の冷却水の蓄熱量を増加させることができる。
Thereby, since heat exchange between the cooling water and the blown air in the
（第７実施形態）
本実施形態では、図１９に示すように、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値β以上であると判断される場合、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値β未満であると判断される場合と比較して、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量を多くさせる。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 19, when it is determined that the temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
具体的には、ステップＳ１１０、Ｓ１２０に続くステップＳ１３０では、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値βを下回っているか否かを判定する。第２所定値βは、予め制御装置４０に記憶されている固定値である。
Specifically, in step S130 following steps S110 and S120, it is determined whether or not the temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１は、吐出側冷媒温度センサによって検出される。制御装置４０は、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１を、冷却水の温度Ｔｗ２や圧縮機２１から吐出された冷媒の圧力等に基づいて算出してもよい。
The temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
ステップＳ１３０において圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値βを下回っていると判定した場合、ステップＳ１４０へ進み、第２ポンプ１２の回転数を低回転にする。
When it is determined in step S130 that the temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
これにより、第２ポンプ１２から吐出される冷却水の流量が低流量になるので、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量も低流量になる。その結果、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水と冷媒との熱交換が抑制されるので、冷却水加熱用熱交換器１５における冷媒圧力を速やかに上昇させることができる。
Thereby, since the flow rate of the cooling water discharged from the
ステップＳ１３０において圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値βを下回っていないと判定した場合、ステップＳ１５０へ進み、第２ポンプ１２の回転数を高回転にする。
When it is determined in step S130 that the temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
これにより、第２ポンプ１２から吐出される冷却水の流量が高流量になるので、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量も高流量になる。そのため、冷却水加熱用熱交換器１５において冷媒から冷却水に与えられる熱量が一定なら、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水の温度上昇が抑制される。これは、次の関係式から明らかである。
Thereby, since the flow rate of the cooling water discharged from the
(数１）
Ｑ＝Ｃｐ・Ｇｗ・（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）
この数式において、Ｑは、冷却水加熱用熱交換器１５において冷媒から冷却水に与えられる熱量である。Ｃｐは、冷却水の比熱である。Ｇｗは、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量である。Ｔｏｕｔは、冷却水加熱用熱交換器１５の冷却水出口における冷却水の温度である。Ｔｉｎは、冷却水加熱用熱交換器１５の冷却水入口における冷却水の温度である。
(Equation 1)
Q = Cp · Gw · (Tout−Tin)
In this equation, Q is the amount of heat given from the refrigerant to the cooling water in the cooling water
このように冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水の温度上昇が抑制されるので、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１の上昇を抑制できる。
Thus, since the temperature rise of the cooling water in the
本実施形態では、制御装置４０は、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値β以上であると判断される場合、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１が第２所定値β未満であると判断される場合と比較して、冷却水加熱用熱交換器１５を流れる冷却水の流量を多くさせる。
In the present embodiment, when it is determined that the temperature TR1 of the refrigerant discharged from the
これによると、冷却水加熱用熱交換器１５における冷却水の温度が低下するので、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度ＴＲ１の上昇を抑制できる。そのため、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度が過度に上昇して圧縮機２１の効率が低下することを抑制できるので、冷凍サイクル２０の効率を向上でき、ひいては暖房効率を向上できる。
According to this, since the temperature of the cooling water in the
（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The above embodiments can be combined as appropriate. The above embodiment can be variously modified as follows, for example.
（１）上記実施形態において、ヒータコア１６の代わりに、冷却水が顕熱変化にて吸熱する種々の冷却水流通機器（熱媒体流通機器）が設けられていてもよい。例えば、電池を冷却する電池冷却器が設けられていてもよい。
(1) In the above embodiment, instead of the
（２）上記実施形態において、冷却水加熱用熱交換器１５の代わりに、冷凍サイクル２０の高圧側冷媒と外気とを熱交換させることによって高圧側冷媒の熱を外気に放熱する冷媒用放熱器が設けられていてもよい。
(2) In the above embodiment, instead of the
（３）上記第１実施形態において、第１冷却水回路Ｃ１および第２冷却水回路Ｃ２に、冷却水によって温度調整（冷却・加熱）される種々の温度調整対象機器（冷却対象機器・加熱対象機器）が配置されていてもよい。 (3) In the first embodiment, various temperature adjustment target devices (cooling target devices / heating targets) that are temperature-controlled (cooling / heating) by the cooling water in the first cooling water circuit C1 and the second cooling water circuit C2. Device) may be arranged.
さらに、第１冷却水回路Ｃ１および第２冷却水回路Ｃ２が切替弁を介して接続され、切替弁が、第１冷却水回路Ｃ１および第２冷却水回路Ｃ２に配置された複数個の熱媒体流通機器のそれぞれに対して、第１ポンプ１１によって吸入・吐出される冷却水が循環する場合と、第２ポンプ１２によって吸入・吐出される冷却水が循環する場合とを切り替えるようにしてもよい。
Furthermore, the 1st cooling water circuit C1 and the 2nd cooling water circuit C2 are connected via the switching valve, and the switching valve is arrange | positioned in the 1st cooling water circuit C1 and the 2nd cooling water circuit C2. For each of the circulation devices, the case where the cooling water sucked / discharged by the
（４）上記実施形態では、ヒータコア１６を流れる熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。熱媒体として、エチレングリコール系の不凍液、水、または一定の温度以上に維持された空気等を用いてもよい。
(4) In the above embodiment, cooling water is used as the heat medium flowing through the
熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。 A nanofluid may be used as the heat medium. A nanofluid is a fluid in which nanoparticles having a particle size of the order of nanometers are mixed. In addition to the effect of lowering the freezing point as in the case of cooling water using ethylene glycol (so-called antifreeze liquid), the following effects can be obtained by mixing the nanoparticles with the heat medium.
すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。 That is, the effect of improving the thermal conductivity in a specific temperature range, the effect of increasing the heat capacity of the heat medium, the effect of preventing the corrosion of metal pipes and the deterioration of rubber pipes, and the heat medium at an extremely low temperature The effect which improves the fluidity | liquidity of can be acquired.
このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。 Such effects vary depending on the particle configuration, particle shape, blending ratio, and additional substance of the nanoparticles.
これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。 According to this, since the thermal conductivity can be improved, it is possible to obtain the same cooling efficiency even with a small amount of heat medium as compared with the cooling water using ethylene glycol.
また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。 Moreover, since the heat capacity of the heat medium can be increased, the amount of heat stored in the heat medium itself (cold heat stored by sensible heat) can be increased.
蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機２１を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理装置１０の省動力化が可能になる。
Even if the
ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。 The aspect ratio of the nanoparticles is preferably 50 or more. This is because sufficient thermal conductivity can be obtained. The aspect ratio is a shape index that represents the ratio of the vertical and horizontal dimensions of the nanoparticles.
ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。 Nanoparticles containing any of Au, Ag, Cu and C can be used. Specifically, Au nanoparticle, Ag nanowire, CNT (carbon nanotube), graphene, graphite core-shell nanoparticle (a structure such as a carbon nanotube surrounding the above atom is included as a constituent atom of the nanoparticle. Particles), Au nanoparticle-containing CNTs, and the like can be used.
（５）上記実施形態では、冷凍サイクル２０の蒸発器１４で低圧側冷媒と第１冷却水回路Ｃ１の冷却水とを熱交換させるようになっているが、冷凍サイクル２０の蒸発器１４で低圧側冷媒と外気とを熱交換させるようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, the
（６）上記実施形態の冷凍サイクル２０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
(6) In the
また、上記実施形態の冷凍サイクル２０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
The
（７）上記実施形態では、車両用熱管理装置１０をハイブリッド自動車に適用した例を示したが、エンジンを備えず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車等に車両用熱管理装置１０を適用してもよい。
(7) In the above embodiment, the vehicle
（８）上記第２実施形態では、発熱機器としてインバータ５２を備えているが、インバータ５２の他に種々の発熱機器を備えていてもよい。発熱機器の他の例としては、走行用電動モータや各種エンジン機器などが挙げられる。
(8) Although the
各種エンジン機器としては、ターボチャージャ、インタークーラ、ＥＧＲクーラ、ＣＶＴクーラ（ウォーマ）、排気熱回収器などが挙げられる。 Examples of various engine devices include a turbocharger, an intercooler, an EGR cooler, a CVT cooler (warmer), and an exhaust heat recovery device.
ターボチャージャは、エンジンの吸入空気（吸気）を過給する過給機である。インタークーラは、ターボチャージャで圧縮されて高温になった過給吸気と冷却水とを熱交換して過給吸気を冷却する吸気冷却器（吸気熱媒体熱交換器）である。 The turbocharger is a supercharger that supercharges engine intake air (intake). The intercooler is an intake air cooler (intake heat medium heat exchanger) that cools the supercharged intake air by exchanging heat between the supercharged intake air that has been compressed by the turbocharger and becomes high temperature and the cooling water.
ＥＧＲクーラは、エンジンの吸気側に戻されるエンジン排気ガス（排気）と冷却水とを熱交換して排気を冷却する排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。 The EGR cooler is an exhaust cooling water heat exchanger (exhaust heat medium heat exchanger) that cools exhaust gas by exchanging heat between engine exhaust gas (exhaust gas) returned to the intake side of the engine and cooling water.
ＣＶＴクーラ（ウォーマ）は、ＣＶＴ（無段変速機）を潤滑する潤滑油（ＣＶＴオイル）と冷却水とを熱交換してＣＶＴオイルを冷却（加熱）する潤滑油冷却水熱交換器（潤滑油熱媒体熱交換器）である。 A CVT cooler (warmer) is a lubricating oil cooling water heat exchanger (lubricating oil) that cools (heats) the CVT oil by exchanging heat between the lubricating oil (CVT oil) that lubricates the CVT (continuously variable transmission) and the cooling water. Heat medium heat exchanger).
排気熱回収器は、排気と冷却水とを熱交換して冷却水に排気の熱を吸熱させる排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。 The exhaust heat recovery device is an exhaust cooling water heat exchanger (exhaust heat medium heat exchanger) that exchanges heat between the exhaust and the cooling water and absorbs the heat of the exhaust into the cooling water.
（９）上記第２実施形態のステップＳ１２１〜Ｓ１２３では、インバータ５２の発熱量Ｑｅが所定量以上でないと判定した場合、ヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードを実施し、インバータ５２の発熱量Ｑｅが所定量以上であると判定した場合、廃熱利用ウォームアップ暖房モードを実施するが、以下の数式の条件を満たす場合、廃熱利用ウォームアップ暖房モードを実施し、以下の数式の条件を満たさない場合、ヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードを実施するようにしてもよい。
(9) In steps S121 to S123 of the second embodiment, when it is determined that the heat generation amount Qe of the
（Ｈｍ／Ｑｅ）×ΔＴ≦ｔｂ
上記数式において、Ｈｍは、インバータ５２およびインバータ用流路６６の熱容量と、それらの中に含まれる冷却水の熱容量との和である。ΔＴは、第２冷却水回路の冷却水温度の目標温度から、現状の第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２を減じた温度差である。
(Hm / Qe) × ΔT ≦ tb
In the above formula, Hm is the sum of the heat capacities of the
上記数式において、ｔｂは、ヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードの冷却水回路構成において第２冷却水回路の冷却水温度が目標温度に到達するまでの時間である。ｔｂは、各温度条件に対して予め測定した値であり、制御装置４０に記憶されている。
In the above formula, tb is the time until the coolant temperature of the second coolant circuit reaches the target temperature in the coolant circuit configuration in the heater core bypass warm-up heating mode. tb is a value measured in advance for each temperature condition, and is stored in the
これにより、インバータ５２の発熱量Ｑｅに応じて、廃熱利用ウォームアップ暖房モードおよびヒータコアバイパスウォームアップ暖房モードのうち、第２冷却水回路の冷却水温度Ｔｗ２が目標温度に到達するまでの時間が短くなる方のモードを選択できる。
Thereby, according to the calorific value Qe of the
（１０）上記第３実施形態では、補助ヒータコア１００はエンジン冷却回路７０に配置されているが、補助ヒータコア１００は、燃料電池を冷却するための冷却水循環回路に配置されていてもよい。これにより、燃料電池で加熱された冷却水（第２熱媒体）によって送風空気を加熱できる。
(10) In the third embodiment, the
補助ヒータコア１００は、インバータ５２を冷却するための冷却水循環回路に配置されていてもよい。これにより、インバータ５２で加熱された冷却水（第２熱媒体）によって送風空気を加熱できる。
The
補助ヒータコア１００には、電気ヒータで加熱された冷却水（第２熱媒体）が循環するようになっていてもよい。これにより、電気ヒータで加熱された冷却水によって送風空気を加熱できる。
Cooling water (second heat medium) heated by the electric heater may circulate in the
補助ヒータコア１００には、燃焼式ヒータで加熱された冷却水（第２熱媒体）が循環するようになっていてもよい。燃焼式ヒータは、ガソリンなどの液体燃料を燃焼させて得られる熱を冷却水へと伝熱することによって冷却水を加熱する冷却水加熱手段である。これにより、燃焼式ヒータで加熱された冷却水によって送風空気を加熱できる。
The
１５ 冷却水加熱用熱交換器（熱媒体加熱用熱交換器）
１６ ヒータコア（空気加熱用熱交換器）
２１ 圧縮機
２５ 室外送風機（送風機）
４０ 制御装置（算出手段）
４０ｅ 送風機制御手段（空気流量制御手段）
15 Heat exchanger for cooling water heating (heat exchanger for heating medium heating)
16 Heater core (heat exchanger for air heating)
21
40 Control device (calculation means)
40e Blower control means (air flow rate control means)
Claims (17)
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された前記熱媒体と前記送風空気とを熱交換させて前記送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１６）と、
前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が前記所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、前記空気加熱用熱交換器（１６）を流れる前記送風空気の流量を減少させる空気流量制御手段（４０ｅ）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。 A blower (25) for generating blown air into the passenger compartment;
A compressor (21) for sucking and discharging refrigerant;
A heat exchanger (15) for heating a heating medium for heating the heating medium by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor (21) and the heating medium;
An air heating heat exchanger (16) for heat-exchanging the heat medium heated by the heat medium heating heat exchanger (15) and the blown air to heat the blown air;
When it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is lower than a predetermined value (α), compared to the case where the temperature (Tw2) of the heat medium is determined to be equal to or higher than the predetermined value (α). And an air flow rate control means (40e) for reducing the flow rate of the blown air flowing through the air heating heat exchanger (16).
前記圧縮機（２１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された前記熱媒体と車室内へ流れる空気とを熱交換させて前記空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１６）と、
前記空気加熱用熱交換器（１６）を流れる前記空気の流量を制御する空気流量制御手段（２５、３５、４０ｅ、４０ｈ）とを備え、
前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が前記所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、前記空気加熱用熱交換器（１６）を流れる前記空気の流量を前記空気流量制御手段（２５、３５、４０ｅ、４０ｈ）で減少させることによって、前記冷媒の熱を利用して前記熱媒体の蓄熱量を増加させることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor (21) for sucking and discharging refrigerant;
A heat exchanger (15) for heating a heating medium for heating the heating medium by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor (21) and the heating medium;
An air heating heat exchanger (16) for heating the air by heat exchange between the heat medium heated by the heat medium heating heat exchanger (15) and the air flowing into the passenger compartment;
Air flow rate control means (25, 35, 40e, 40h) for controlling the flow rate of the air flowing through the air heating heat exchanger (16),
When it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is lower than a predetermined value (α), compared to the case where the temperature (Tw2) of the heat medium is determined to be equal to or higher than the predetermined value (α). The flow rate of the air flowing through the heat exchanger (16) for heating the air is reduced by the air flow rate control means (25, 35, 40e, 40h), so that the heat medium is utilized by utilizing the heat of the refrigerant. A vehicle air conditioner that increases the amount of heat storage.
前記空気加熱手段（８１、１００）の作動を制御する空気加熱制御手段（４０ｉ）と、
前記流量調整弁（５５、５６）の作動を制御する流量調整弁制御手段（４０ｇ）とを備え、
前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が所定値（α）未満であると判断される場合、
前記流量調整弁制御手段（４０ｇ）は、前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が前記所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、前記空気加熱用熱交換器（１６）を流れる前記熱媒体の流量を減少し、かつ前記バイパス流路（２６）を流れる前記熱媒体の流量が増加するように前記流量調整弁（５５、５６）の作動を制御し、
前記空気加熱制御手段（４０ｉ）は、前記送風空気が加熱されるように前記空気加熱手段（８１、１００）の作動を制御し、
前記空気流量制御手段（４０ｅ）は、前記熱媒体の温度（Ｔｗ２）が前記所定値（α）以上であると判断される場合と比較して、前記空気加熱手段（８１、１００）を流れる前記送風空気の流量を減少させることを特徴とする請求項１３に記載の車両用空調装置。 Air heating means (81, 100) for heating the blown air;
An air heating control means (40i) for controlling the operation of the air heating means (81, 100);
Flow rate adjustment valve control means (40g) for controlling the operation of the flow rate adjustment valve (55, 56),
When it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is less than a predetermined value (α),
The flow rate adjusting valve control means (40g) controls the air heating heat exchanger (16) as compared with a case where it is determined that the temperature (Tw2) of the heat medium is equal to or higher than the predetermined value (α). Controlling the operation of the flow regulating valves (55, 56) so as to decrease the flow rate of the heat medium flowing and to increase the flow rate of the heat medium flowing through the bypass flow path (26);
The air heating control means (40i) controls the operation of the air heating means (81, 100) so that the blown air is heated,
The air flow rate control means (40e) flows through the air heating means (81, 100) compared to a case where the temperature (Tw2) of the heat medium is determined to be equal to or higher than the predetermined value (α). The vehicle air conditioner according to claim 13, wherein the flow rate of the blown air is reduced.
前記空気加熱手段は、前記熱媒体加熱手段（７１）で加熱された前記第２熱媒体と前記送風空気とを熱交換させて前記送風空気を加熱する第２空気加熱用熱交換器（１００）であることを特徴とする請求項１４に記載の車両用空調装置。 A heating medium heating means (71) for heating the second heating medium;
The air heating means heat-exchanges the second air heating medium heated by the heat medium heating means (71) and the blown air to heat the blown air to heat the second air heat exchanger (100). The vehicle air conditioner according to claim 14, wherein:
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