CN111051096A - 车辆用空气调节装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够防止或抑制因油沉眠在发热设备冷却用的制冷剂供给配管内而发生的可靠性的下降的车辆用空气调节装置。执行将电磁阀(17)打开而使制冷剂向吸热器(9)流动的制冷模式和将电磁阀(17)关闭的制暖模式。发热设备冷却装置(61)具有:制冷剂-载热体热交换器(64),用来使制冷剂与载热体热交换;制冷剂供给配管(72),从电磁阀(17)的制冷剂下游侧分支,将制冷剂向制冷剂-载热体热交换器供给;以及电磁阀(40),设置在制冷剂-载热体热交换器的制冷剂入口;在制冷模式下将电磁阀(40)关闭,在制暖模式下将电磁阀(40)打开。
Description
技术领域
本发明涉及对车辆的车室内进行空气调节的热泵式的空气调节装置,特别涉及适合于具备电池的混合动力汽车及电动汽车的车辆用空气调节装置。
背景技术
因为近年来的环境问题的显现化,以从电池(发热设备)供给的电力来驱动行驶用马达的混合动力汽车及电动汽车达到普及。并且,作为能够应用于这样的车辆的空气调节装置,开发了以下的装置:具备制冷剂回路,所述制冷剂回路连接着将制冷剂压缩并排出的压缩机、设置在车室内侧而使制冷剂散热的散热器、设置在车室内侧而使制冷剂吸热的吸热器、以及设置在车室外侧而被通风外部气体并使制冷剂吸热或散热的室外热交换器;切换并执行使从压缩机排出的制冷剂在散热器散热并使在该散热器散热后的制冷剂在室外热交换器吸热的制暖模式、和使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器散热在吸热器吸热的制冷模式等空气调节模式(例如,参照专利文献1)。
另一方面,搭载于车辆的电池因充电过程中或放电过程中的自发热而成为高温。如果在这样的状态下进行充放电,则劣化发展,最终有引起动作不良而损坏的危险性。所以,还开发了以下的装置:使被在制冷剂回路中循环的制冷剂冷却的空气(载热体)向电池循环,从而能够将电池(二次电池)冷却(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-213765号公报
专利文献2:日本特开2016-90201号公报。
发明内容
发明要解决的课题
这里,在专利文献1中,在制冷模式中将设置在室外热交换器的制冷剂出口的制冷用的电磁阀打开,使制冷剂向吸热器流动,但在从该电磁阀的制冷剂下游侧分支出使制冷剂向电池冷却用的热交换器流动的制冷剂供给配管的情况下,在不需要将电池冷却的情况下,相应于向制冷剂供给配管流入的制冷剂量,向吸热器流动的制冷剂量减少,空气调节性能下降,所以需要在制冷剂供给配管设置阀装置(电磁阀等)而阻止制冷剂向该配管的流入。
但是,在制暖模式中,制冷用的电磁阀被关闭,所以如果将阀装置关闭,则制冷剂和油被封入在制冷剂供给配管内而沉眠。如果在这样的状态下执行制暖模式,则制冷剂回路内的油循环率(OCR)变低,压缩机的滑动部的磨损变得剧烈,会发生损坏等,可靠性下降。
特别是,制冷剂回路被配置在车辆的前方侧、电池被配置在其以外的位置(后部座席下等车辆的后方侧)的情况较多,所以制冷剂供给配管的尺寸变长,因大量的油的沉眠,而容易发生上述问题。
本发明是为了解决这样的以往技术的课题而做出的,目的是提供一种对于因油沉眠在发热设备冷却用的制冷剂供给配管内而发生的可靠性的下降能够防止或抑制的车辆用空气调节装置。
用来解决课题的手段
本发明的车辆用空气调节装置具备:压缩机,将制冷剂压缩;散热器,用来使制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;吸热器,用来使制冷剂吸热而将向车室内供给的空气冷却;室外热交换器,设置在车室外,用来使制冷剂吸热或散热;开闭阀,在使制冷剂向吸热器流动时被打开;以及控制装置;借助该控制装置,执行将开闭阀打开而使制冷剂向吸热器流动的第1空气调节模式、和将开闭阀关闭的第2空气调节模式;其特征在于,具备用来使载热体向搭载于车辆的发热设备循环而将该发热设备冷却的发热设备冷却装置;该发热设备冷却装置具有用来使制冷剂与载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器、从开闭阀的制冷剂下游侧分支并将制冷剂向制冷剂-载热体热交换器供给的制冷剂供给配管、以及设置在制冷剂-载热体热交换器的制冷剂入口的阀装置;控制装置还具有将开闭阀及阀装置打开而向制冷剂-载热体热交换器供给制冷剂并使其吸热的发热设备冷却模式;控制装置执行在第1空气调节模式中将阀装置关闭在第2空气调节模式中将阀装置打开的控制。
技术方案2的发明的车辆用空气调节装置在上述发明中,其特征在于,控制装置在第2空气调节模式中预先将阀装置打开。
技术方案3的发明的车辆用空气调节装置在技术方案1的发明中,其特征在于,控制装置在第2空气调节模式中,在压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降到规定值以下的情况下将阀装置打开。
技术方案4的发明的车辆用空气调节装置在技术方案1的发明中,其特征在于,控制装置在第2空气调节模式中,在压缩机的吸入制冷剂压力Ps与根据外部气体温度求出的制冷剂的饱和压力Pavap的差成为规定值以上的情况下将阀装置打开。
技术方案5的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,压缩机、散热器、吸热器、室外热交换器及开闭阀被配置在车辆的前方侧,阀装置及制冷剂-载热体热交换器被配置在车辆的前方侧以外的位置。
技术方案6的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,第1空气调节模式是除湿制暖模式、除湿制冷模式、制冷模式中的某个或它们的组合或它们的全部,所述除湿制暖模式是使从压缩机排出的制冷剂在散热器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在吸热器和室外热交换器吸热的模式,所述除湿制冷模式是使从压缩机排出的制冷剂在散热器及室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在吸热器吸热的模式,所述制冷模式是使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在吸热器吸热的模式;第2空气调节模式是使从压缩机排出的制冷剂在散热器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在室外热交换器吸热的制暖模式。
技术方案7的发明的车辆用空气调节装置在上述各发明中,其特征在于,在第2空气调节模式中,包括使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器散热、将该室外热交换器除霜的除霜模式;控制装置在发热设备冷却模式中,将在室外热交换器散热后的制冷剂向制冷剂-载热体热交换器供给,使其吸热,并且,在执行该发热设备冷却模式后,不执行除霜模式。
发明效果
根据本发明,车辆用空气调节装置具备:压缩机,将制冷剂压缩;散热器,用来使制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;吸热器,用来使制冷剂吸热而将向车室内供给的空气冷却;室外热交换器,设置在车室外,用来使制冷剂吸热或散热;开闭阀,在使制冷剂向吸热器流动时被打开;以及控制装置;借助该控制装置,执行将开闭阀打开而使制冷剂向吸热器流动的第1空气调节模式、和将开闭阀关闭的第2空气调节模式;在所述车辆用空气调节装置中,具备用来使载热体向搭载于车辆的发热设备循环而将该发热设备冷却的发热设备冷却装置;该发热设备冷却装置具有用来使制冷剂与载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器、从开闭阀的制冷剂下游侧分支并将制冷剂向制冷剂-载热体热交换器供给的制冷剂供给配管、以及设置在制冷剂-载热体热交换器的制冷剂入口的阀装置;控制装置还具有将开闭阀及阀装置打开、向制冷剂-载热体热交换器供给制冷剂并使其吸热的发热设备冷却模式;在此情况下,在第1空气调节模式中将阀装置关闭;所以,在技术方案6的发明所示的除湿制暖模式、除湿制冷模式、制冷模式那样的第1空气调节模式中,能够用阀装置阻止向制冷剂-载热体热交换器流动的制冷剂,防止向吸热器流动的制冷剂量的减少,避免空气调节性能的下降。
特别是,在技术方案6的发明所示的制暖模式那样的第2空气调节模式中,控制装置执行将阀装置打开的控制,所以能够将在发热设备冷却模式、第1空气调节模式中流入到制冷剂供给配管内并沉眠在其中的制冷剂及油在第2空气调节模式中回收并使压缩机吸入。由此,能够防止或抑制因制冷剂和油沉眠在制冷剂供给配管内而发生的油循环率的下降,防止压缩机的损坏,实现可靠性的改善。
特别是,如技术方案5的发明所示,在压缩机、散热器、吸热器、室外热交换器及开闭阀被配置在车辆的前方侧,阀装置及制冷剂-载热体热交换器被配置在车辆的前方侧以外的位置的情况下,制冷剂供给配管的尺寸变长,沉眠的量也变多,所以本发明变得很有效。
在此情况下,如果如技术方案2的发明那样借助控制装置在第2空气调节模式中预先将阀装置打开,则使控制简单化。
另一方面,如果如技术方案3的发明那样控制装置在第2空气调节模式中,在压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降到规定值以下的情况下将阀装置打开,则通过压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降,能够准确地判断出大量的制冷剂和油沉眠在制冷剂供给配管内的情况而将阀装置打开。
另一方面,由于可以认为制冷剂供给配管内的制冷剂及油的温度与外部气体温度相同,所以如技术方案4的发明那样,控制装置在第2空气调节模式中,在压缩机的吸入制冷剂压力Ps与根据外部气体温度求出的制冷剂的饱和压力Pavap的差成为规定值以上的情况下,将阀装置打开,也能够准确地确认判断出大量的制冷剂和油沉眠在制冷剂供给配管内的情况而将阀装置打开。
此外,由于在发热设备冷却模式中借助室外热交换器而制冷剂散热,所以如果如技术方案7的发明那样在作为第2空气调节模式而控制装置具有使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器散热将该室外热交换器除霜的除霜模式时,在执行发热设备冷却模式后不执行除霜模式,则能够避免不需要的除霜模式的执行。
附图说明
图1是应用了本发明的一实施方式的车辆用空气调节装置的结构图。
图2是图1的车辆用空气调节装置的控制装置的电气回路的框图。
图3是对借助图2的控制装置的热泵控制器的发热设备冷却模式进行说明的车辆用空气调节装置的结构图。
图4是对借助图2的控制装置的热泵控制器的制暖模式/除霜模式进行说明的车辆用空气调节装置的结构图。
图5是对借助图2的控制装置的热泵控制器的除湿制暖模式进行说明的车辆用空气调节装置的结构图。
图6是对借助图2的控制装置的热泵控制器的除湿制冷模式/制冷模式进行说明的车辆用空气调节装置的结构图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
实施例1
图1表示本发明的一实施例的车辆用空气调节装置1的结构图。应用本发明的实施例的车辆是未搭载发动机(内燃机)的电动汽车(EV),是在车辆搭载有电池(发热设备)75、通过将充电于该电池75的电力向行驶用的电动马达(未图示)供给而驱动行驶的车辆,本发明的车辆用空气调节装置1也是被电池75的电力驱动的装置。
即,实施例的车辆用空气调节装置1在不能进行借助发动机废热的制暖的电动汽车中,借助使用制冷剂回路R的热泵运转,有选择地执行制暖模式(第2空气调节模式)、除湿制暖模式(第1空气调节模式)、除湿制冷模式(第1空气调节模式)、制冷模式(第1空气调节模式)的各空气调节模式,从而进行车室内的空气调节。
另外,作为车辆并不限于电动汽车,本发明对于提供使用发动机和行驶用的电动马达的所谓混合动力汽车也是有效的,进而,当然对用发动机行驶的通常的汽车也能够应用。
此外,在以下的实施例中作为本发明的发热设备的一例而举出搭载于车辆的电池75进行说明,但作为发热设备也包括行驶用马达及将其驱动的逆变器等。此外,在实施例中,后述的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀6、室外热交换器7、室内膨胀阀8、吸热器9、储液器(accumulator)12、各电磁阀17、20、21、22、30等的制冷剂回路R的大部分被配置在车辆的前方侧,电池75被配置在车辆的前方侧以外的位置,例如位于车辆的后方侧的后部座席之下或行李仓内等。
实施例的车辆用空气调节装置1是进行电动汽车的车室内的空气调节(制暖、制冷、除湿及换气)的装置,由制冷剂配管13依次连接以下部分而构成制冷剂回路R:电动式的压缩机2,将制冷剂压缩;散热器4,设置在将车室内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路3内,从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入,使该制冷剂向车室内散热;由电动阀(电子膨胀阀)构成的室外膨胀阀6,在制暖时使制冷剂减压膨胀;室外热交换器7,在制冷剂与外部气体之间进行热交换,以在制冷时作为使制冷剂散热的散热器发挥功能,在制暖时作为使制冷剂吸热的蒸发器发挥功能;由机械式膨胀阀构成的室内膨胀阀8,使制冷剂减压膨胀;吸热器9,设置在空气流通路3内,在制冷时及除湿时使制冷剂从车室内外吸热;以及储液器12等。
并且,在该制冷剂回路R内封入有规定量的制冷剂和压缩机2的润滑用的油。此外,室外膨胀阀6使从散热器4出来而向室外热交换器7流入的制冷剂减压膨胀,并且还能够全闭。此外,在实施例中,使用机械式膨胀阀的室内膨胀阀8使向吸热器9流入的制冷剂减压膨胀,并且调整吸热器9中的制冷剂的过热度。
另外,在室外热交换器7设有室外送风机15。该室外送风机15是通过将外部气体向室外热交换器7强制地通风而使外部气体与制冷剂热交换的结构,由此构成为,在停车中(即,车速为0km/h)也将外部气体向室外热交换器7通风。
此外,室外热交换器7在制冷剂下游侧依次具有贮液干燥器部14和过冷却部16,从室外热交换器7出来的制冷剂配管13A经由在使制冷剂向吸热器9流动时被打开的作为开闭阀的电磁阀17(制冷用)而与贮液干燥器部14连接,过冷却部16的出口侧的制冷剂配管13B依次经由止回阀18、电磁阀(吸热器前的开闭阀)30及室内膨胀阀8而与吸热器9的入口侧连接。另外,贮液干燥器部14及过冷却部16在构造上构成室外热交换器7的一部分。此外,止回阀18其电磁阀30的方向被设为顺方向。
过冷却部16和止回阀18间的制冷剂配管13B被设为与吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C热交换关系,由两者构成内部热交换器19。由此,成为经过制冷剂配管13B向室内膨胀阀8流入的制冷剂被从吸热器9出来的低温的制冷剂冷却(过冷却)的结构。
此外,从室外热交换器7出来的制冷剂配管13A分支为制冷剂配管13D,该分支的制冷剂配管13D经由在制暖时被打开的作为开闭阀的电磁阀21(制暖用)而与内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13C连通连接。该制冷剂配管13C与储液器12连接,储液器12与压缩机2的制冷剂吸入侧连接。
进而,散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的跟前(制冷剂上游侧)分支为制冷剂配管13J和制冷剂配管13F,分支的一方的制冷剂配管13J经由室外膨胀阀6而与室外热交换器7的制冷剂入口侧连接。此外,分支的另一方的制冷剂配管13F经由在除湿时被打开的作为开闭阀的电磁阀22(除湿用)而与位于止回阀18的制冷剂下游侧且位于电磁阀30的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B连通连接。
由此,制冷剂配管13F成为相对于室外膨胀阀6、室外热交换器7及止回阀18的串联回路并联连接的形式,成为将室外膨胀阀6、室外热交换器7及止回阀18旁通的旁通回路。此外,在室外膨胀阀6并联连接着作为旁通用的开闭阀的电磁阀20。
此外,在吸热器9的空气上游侧的空气流通路3,形成有外部气体吸入口和内部气体吸入口的各吸入口(在图1中以吸入口25为代表而表示),在该吸入口25,设有将向空气流通路3内导入的空气切换为作为车室内的空气的内部气体(内部气体循环)和作为车室外的空气的外部气体(外部气体导入)的吸入切换风门26。进而,在该吸入切换风门26的空气下游侧,设有用来将导入的内部气体或外部气体向空气流通路3给送的室内送风机(鼓风扇)27。
此外,在散热器4的空气下游侧的空气流通路3内,在实施例中设有由PTC加热器构成的辅助加热器23。进而,在散热器4的空气上游侧的空气流通路3内,设有空气混合风门28,所述空气混合风门28调整将流入到该空气流通路3内并经过吸热器9后的空气流通路3内的空气(内部气体或外部气体)向散热器4及辅助加热器23通风的比例。
进而,在散热器4的空气下游侧的空气流通路3,形成有FOOT(脚)、VENT(通风口)、DEF(除雾)的各吹出口(在图1中作为代表而用吹出口29表示),在该吹出口29设有对空气从上述各吹出口的吹出进行切换控制的吹出口切换风门31。
进而,本发明的车辆用空气调节装置1具备用来使载热体向电池75循环而将该电池75冷却的发热设备冷却装置61。实施例的发热设备冷却装置61具备用来使载热体向电池75循环的作为循环装置的循环泵62和制冷剂-载热体热交换器64,它们和电池75被载热体配管68以环状连接。另外,在如前述那样电池75被配置在车辆的后方侧的关系上,发热设备冷却装置61也被设置在电池75周围的车辆的后方侧。
在该实施例的情况下,在循环泵62的排出侧连接着制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A的入口,在该载热体流路64A的出口连接着电池75的入口,电池75的出口连接在循环泵62的吸入侧。
作为在该发热设备冷却装置61中使用的载热体,可以采用例如水、HFO-1234f那样的制冷剂、冷却剂等液体,空气等气体。另外,在实施例中采用了水作为载热体。此外,对电池75的周围施以了例如载热体能够以与该电池75热交换关系流通的套管构造。
并且,如果循环泵62被运转,则从循环泵62排出的载热体向制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A流入。从该制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A出来的载热体到达电池75。载热体在那里与电池75热交换后,被循环泵62吸入,从而在载热体配管68内循环。
另一方面,在制冷剂回路R的制冷剂配管13F的出口、即制冷剂配管13F与制冷剂配管13B的连接部,连接着位于止回阀18的制冷剂下游侧(顺方向侧)且位于电磁阀30的制冷剂上游侧而作为分支配管的制冷剂供给配管72的一端。因而,该制冷剂供给配管72从制冷用的电磁阀17的制冷剂下游侧分支。
该制冷剂供给配管72在从车辆的前方侧跨越到后方侧之后,依次经由电磁阀40(电池用)及由机械式膨胀阀构成的辅助膨胀阀73而与制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流64B的入口连接。即,电磁阀40及辅助膨胀阀73与制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂入口连接。在实施例中,这些电磁阀40及辅助膨胀阀73构成本发明的阀装置。此外,在如前述那样发热设备冷却装置61及电池75被配置在车辆的后方侧的关系上,这些电磁阀40及辅助膨胀阀73(阀装置)也被配置在车辆的前方侧以外的部分即后方侧。
辅助膨胀阀73使向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入的制冷剂减压膨胀,并调整制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B中的制冷剂的过热度。并且,在制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B的出口连接着制冷剂返回配管74的一端,该制冷剂返回配管74在将车辆从后方侧跨越到前方侧之后,其另一端与储液器12的跟前(制冷剂上游侧)的制冷剂配管13C连接。并且,这些制冷剂供给配管72、制冷剂返回配管74、电磁阀40、辅助膨胀阀73、制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B也构成制冷剂回路R的一部分,同时也构成发热设备冷却装置61的一部分。
如上述那样,由于制冷剂供给配管72和制冷剂返回配管74将车辆在前后跨越,所以这些配管长变长。并且,在电磁阀40打开的情况下,从制冷剂配管13F出来的制冷剂从制冷剂供给配管72经过电磁阀40而到达辅助膨胀阀73,在那里被减压后,向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入,在那里蒸发。制冷剂在流动于制冷剂流路64B的过程中从流动于载热体流路64A的载热体吸热后,经过制冷剂返回配管74向储液器12流入,被压缩机2吸入。
接着,图2表示实施例的车辆用空气调节装置1的控制装置11的框图。控制装置11由空气调节控制器45及热泵控制器32构成,它们与构成CAN(Controller Area Network;控制器局域网)、LIN(Local Interconnect Network;本地互连网络)的车辆通信总线65连接,所述空气调节控制器45及热泵控制器32都由作为具备处理器的计算机的一例的微型计算机构成。此外,压缩机2和辅助加热器23也与车辆通信总线65连接,构成为,这些空气调节控制器45、热泵控制器32、压缩机2及辅助加热器23经由车辆通信总线65进行数据的收发。
空气调节控制器45是掌管车辆的车室内空气调节的控制的上位的控制器,在该空气调节控制器45的输入上,连接着检测车辆的外部气体温度Tam的外部气体温度传感器33、检测外部气体湿度的外部气体湿度传感器34、检测被从吸入口25吸入到空气流通路3并向吸热器9流入的空气的温度(吸入空气温度Tas)的HVAC吸入温度传感器36、检测车室内的空气(内部气体)的温度(室内温度Tin)的内部气体温度传感器37、检测车室内的空气的湿度的内部气体湿度传感器38、检测车室内的二氧化碳浓度的室内CO2浓度传感器39、检测被吹出到车室内的空气的温度的吹出温度传感器41、检测压缩机2的排出制冷剂压力Pd的排出压力传感器42、用来检测向车室内的日照量的例如光电传感器式的日照传感器51、用来检测车辆的移动速度(车速)的车速传感器52的各输出、检测电池75的温度(电池75自身的温度或从电池75出来的载热体的温度或向电池75进入的载热体的温度)的电池温度传感器76、以及用来进行设定温度及运转模式的切换等车室内的空气调节设定操作的空气调节操作部(空调操作部)53。
此外,在空气调节控制器20的输出上,连接着室外送风机15、室内送风机(鼓风扇)27、吸入切换风门26、空气混合风门28、吹出口切换风门31和循环泵62,它们被空气调节控制器45控制。另外,电池75内置有控制器,电池75的控制器成为经由车辆通信总线65而与空气调节控制器45进行数据的收发、向该空气调节控制器45发送电池75是否是充电过程中的信息、关于电池75的剩余量(充电量)的信息的结构。
热泵控制器32是主要掌管制冷剂回路R的控制的控制器,在该热泵控制器32的输入上,连接着检测压缩机2的排出制冷剂温度Td的排出温度传感器43、检测压缩机2的吸入制冷剂压力Ps的吸入压力传感器44、检测压缩机2的吸入制冷剂温度Ts的吸入温度传感器55、检测散热器4的制冷剂入口侧的制冷剂温度(散热器入口温度TCIin)的散热器入口温度传感器46A、检测散热器4的制冷剂出口侧的制冷剂温度(散热器出口温度TCIout)的散热器出口温度传感器46B、检测散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI)的散热器压力传感器47、检测吸热器9的制冷剂温度(吸热器温度Te)的吸热器温度传感器48、检测吸热器9的制冷剂压力的吸热器压力传感器49、检测辅助加热器23的温度(辅助加热器温度Tptc)的辅助加热器温度传感器50、检测室外热交换器7的出口的制冷剂温度(室外热交换器7的制冷剂蒸发温度TXO,室外热交换器温度TXO)的室外热交换器温度传感器54、以及检测室外热交换器7的出口的制冷剂压力(室外热交换器7的制冷剂蒸发压力PXO,室外热交换器压力PXO)的室外热交换器压力传感器56的各输出。
此外,在热泵控制器32的输出上,连接着室外膨胀阀6、电磁阀30(吸热器前)、电磁阀17(制冷用)、电磁阀21(制暖用)、电磁阀20(旁通用)、电磁阀22(除湿用)、电磁阀40(电池用)的各电磁阀,它们被热泵控制器32控制。另外,压缩机2和辅助加热器23分别内置有控制器,压缩机2和辅助加热器23的控制器经由车辆通信总线65而与热泵控制器32进行数据的收发,被该热泵控制器32控制。
热泵控制器32和空气调节控制器45经由车辆通信总线65相互进行数据的收发,基于各传感器的输出及由空气调节操作部53输入的设定,对各设备进行控制,但在该情况下的实施例中为以下的结构:外部气体温度传感器33、排出压力传感器42、车速传感器52、电池温度传感器76、流入到空气流通路3的空气的体积风量Ga(空气调节控制器45计算)、由空气混合风门28得到的风量比例SW(空气调节控制器45计算)、空气调节操作部53的输出被从空气调节控制器45经由车辆通信总线65向热泵控制器32发送,供热泵控制器32的控制用。
在以上的结构中,接着说明实施例的车辆用空气调节装置1的动作。在该实施例中,控制装置11(空气调节控制器45、热泵控制器32)切换并执行制暖模式、除湿制暖模式、除湿制冷模式、制冷模式的各运转模式,并且切换并执行将室外热交换器7除霜的除霜模式和将电池75冷却的发热设备冷却模式。
(1)发热设备冷却模式
首先,一边参照图3一边对由制冷剂回路R和发热设备冷却装置61将电池75冷却的发热设备冷却模式进行说明。电池75的合适温度范围一般被设为+25℃以上+45℃以下。空气调节控制器45在电池温度传感器76检测的电池75的温度上升到例如上述+45℃(上限温度)以上的情况下,判断为需要电池75的冷却,向热泵控制器32发送要求发热设备冷却模式的执行的指示数据(电池75的冷却要求)。
热泵控制器32如果经由车辆通信总线65接收到这样的来自空气调节控制器45的发热设备冷却模式的执行要求指示数据,则执行以下说明的发热设备冷却模式。在该发热设备冷却模式中,热泵控制器32将压缩机2运转,将室外送风机15也运转。此外,将电磁阀20、电磁阀17及电磁阀40打开,将电磁阀21、电磁阀22及电磁阀30关闭,室内送风机27停止。
另一方面,空气调节控制器45将发热设备冷却装置61的循环泵62运转,设为在制冷剂-载热体热交换器64使制冷剂与载热体进行热交换的状态。图3表示该发热设备冷却模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和发热设备冷却装置61的载热体的流动(虚线箭头)。
由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过散热器4从制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6。此时,由于电磁阀20被打开,所以制冷剂经过电磁阀20原样向室外热交换器7流入,被由室外送风机15通风的外部气体空冷,散热而冷凝液化。另外,在室外热交换器7成长了结霜的情况下,通过此时的散热作用将室外热交换器7除霜。
从室外热交换器7出来的制冷剂向制冷剂配管13A进入,依次经过电磁阀17、贮液干燥器部14、过冷却部16而向制冷剂配管13B进入,经过内部热交换器19到达止回阀18,而由于此时电磁阀30、电磁阀22被关闭,所以从室外热交换器7出来的全部的制冷剂向制冷剂供给配管72进入,经过电磁阀40而到达辅助膨胀阀73。制冷剂在被该辅助膨胀阀73减压后,向制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B流入而蒸发。此时,发挥吸热作用。由该制冷剂流路64B蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂返回配管74、制冷剂配管13C及储液器12被压缩机2吸入,反复进行这样的循环(在图3中用实线箭头表示)。
另一方面,从循环泵62排出的载热体在载热体配管68内到达制冷剂-载热体热交换器64的载热体流路64A,在那里被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热,载热体被冷却。被制冷剂的吸热作用冷却后的载热体从制冷剂-载热体热交换器64出来而到达电池75,在将该电池75冷却后被循环泵62吸入,反复进行这样的循环。
这样,电池75被冷却。并且,在电池75的温度下降到例如前述+25℃(下限温度)以下的情况下,空气调节控制器45将循环泵62停止,向热泵控制器32发送要求发热设备冷却模式的停止的指示数据。热泵控制器32如果经由车辆通信总线65接收到这样的来自空气调节控制器45的发热设备冷却模式的停止要求指示数据,则将压缩机2及室外送风机15停止,结束发热设备冷却模式。这样,控制装置11(空气调节控制器45、热泵控制器32)将电池75的温度维持为前述的合适温度范围。
接着,对借助制冷剂回路R的前述各空气调节模式进行说明。控制装置11(空气调节控制器45、热泵控制器32)在不需要执行上述发热设备冷却模式的状态(没有电池75的冷却要求的状态)下,执行以下说明的各空气调节模式和除霜模式。
(2)制冷模式(第1空气调节模式)
最初,一边参照图4一边对制冷模式进行说明。图4表示制冷模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。如果由热泵控制器32(自动模式)或由向空气调节控制器45的空气调节操作部53的手动的空气调节设定操作(手动模式)选择了制冷模式,则热泵控制器32将电磁阀17、电磁阀30及电磁阀20打开,将电磁阀21、电磁阀22及电磁阀40关闭。然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合风门28设为调整从室内送风机27吹出的空气被向散热器4通风的比例的状态。
由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。虽然空气流通路3内的空气被向散热器4通风,但由于其比例变小(由于为了制冷时的再加热),所以这里几乎仅为经过,从散热器4出来的制冷剂经过制冷剂配管13E而到达制冷剂配管13J。由于此时电磁阀20被打开,所以制冷剂经过电磁阀20而原样向室外热交换器7流入,在那里被通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体空冷而冷凝液化。
从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13A、电磁阀17、贮液干燥器部14、过冷却部16向制冷剂配管13B进入,经过内部热交换器19、止回阀18、电磁阀30到达室内膨胀阀8。在制冷剂被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,被从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着到吸热器9,空气被冷却。
由吸热器9蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19、制冷剂配管13C而到达储液器12,经过那里被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。被吸热器9冷却且除湿后的空气被从吹出口29向车室内吹出,所以由此进行车室内的制冷。在该制冷模式中,热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对压缩机2的转速进行控制。
(3)除湿制冷模式(第1空气调节模式)
接着,对除湿制冷模式进行说明。另外,制冷剂的流动与图4的情况几乎是同样的,但在该除湿制冷模式中,制冷剂如后述那样不是向电磁阀20而是向室外膨胀阀6流动(虚线箭头)。在除湿制冷模式中,热泵控制器32将电磁阀17、电磁阀30打开,将电磁阀20、电磁阀21、电磁阀22及电磁阀40关闭。然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合风门28设为调整从室内送风机27吹出的空气向散热器4通风的比例的状态。
由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。由于空气流通路3内的空气被向散热器4通风,所以空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺去热而被冷却,冷凝液化。
从散热器4出来的制冷剂经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6,经过以更大打开的方式被控制的室外膨胀阀6向室外热交换器7流入(在图4中用虚线箭头表示)。流入到室外热交换器7的制冷剂在那里被通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体空冷而冷凝。从室外热交换器7出来的制冷剂经过制冷剂配管13A、电磁阀17、贮液干燥器部14、过冷却部16向制冷剂配管13B进入,经过内部热交换器19、止回阀18、电磁阀30而到达室内膨胀阀8。在制冷剂被室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。通过此时的吸热作用,被从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着到吸热器9,空气被冷却且被除湿。
由吸热器9蒸发后的制冷剂经过内部热交换器19、制冷剂配管13C而到达储液器12,经过那里被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。被吸热器9冷却并除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热(再加热:散热能力比制暖时低),所以由此进行车室内的除湿制冷。
热泵控制器32基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)和作为其目标值的目标吸热器温度TEO,对压缩机2的转速进行控制以使吸热器温度Te成为目标吸热器温度TEO,并且基于散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)和目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值),对室外膨胀阀6的阀开度进行控制以使散热器压力PCI成为目标散热器压力PCO,由此得到借助散热器4的需要的再加热量。
(4)除湿制暖模式(第1空气调节模式)
接着,一边参照图5一边对除湿制暖模式进行说明。图5表示除湿制暖模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。在除湿制暖模式中,热泵控制器32将电磁阀21、电磁阀22及电磁阀30打开,电磁阀17、电磁阀40关闭。然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合风门28设为调整将从室内送风机27吹出的空气向散热器4通风的比例的状态。
由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。由于空气流通路3内的空气被向散热器4通风,所以空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺去热而被冷却,冷凝液化。
在散热器4内液化的制冷剂从散热器4出来之后,经过制冷剂配管13E而一部分进入制冷剂配管13J,到达室外膨胀阀6。流入到室外膨胀阀6的制冷剂在那里被减压后,向室外热交换器7流入。流入到室外热交换器7的制冷剂蒸发,从通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体中将热吸取(吸热)。然后,从室外热交换器7出来的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A及制冷剂配管13D、电磁阀21从制冷剂配管13C向储液器12进入,在那里被气液分离之后,气体制冷剂被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。
另一方面,经过散热器4在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的其余被分流,该分流后的制冷剂经过电磁阀22向制冷剂配管13F流入,到达制冷剂配管13B。接着,制冷剂经过电磁阀30到达室内膨胀阀8,被该室内膨胀阀8减压后,向吸热器9流入而蒸发。此时通过由吸热器9产生的制冷剂的吸热作用被从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结而附着到吸热器9,所以空气被冷却且被除湿。
由吸热器9蒸发后的制冷剂流出到制冷剂配管13C,与来自制冷剂配管13D的制冷剂(来自室外热交换器7的制冷剂)合流后,经过储液器12而被压缩机2吸入,反复进行这样的循环。在吸热器9被除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热,所以由此进行车室内的除湿制暖。
热泵控制器32基于目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速进行控制,并且基于吸热器温度传感器48检测的吸热器9的温度(吸热器温度Te)对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
在以上的制冷模式、除湿制冷模式及除湿制暖模式中,制冷剂向发热设备冷却装置61的制冷剂供给配管72的分支点流动,但由于如前述那样电磁阀40关闭,所以制冷剂不会流通到制冷剂-载热体热交换器64,因而,吸热器9的制冷/除湿能力也不会下降。
(5)制暖模式(第2空气调节模式)
接着,一边参照图6一边对制暖模式进行说明。图6表示制暖模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)。在制暖模式中,热泵控制器32将电磁阀21打开,电磁阀17、电磁阀20、电磁阀22、电磁阀30关闭。另外,关于电磁阀40在后面叙述。
然后,将压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合风门28设为调整将从室内送风机27吹出的空气向散热器4通风的比例的状态。由此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂向散热器4流入。由于空气流通路3内的空气被向散热器4通风,所以空气流通路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热,另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺去热而冷却,冷凝液化。
在散热器4内液化的制冷剂在从散热器4出来之后,经过制冷剂配管13E、13J到达室外膨胀阀6。流入到室外膨胀阀6中的制冷剂在那里被减压之后,向室外热交换器7流入。流入到室外热交换器7的制冷剂蒸发,从通过行驶或由室外送风机15通风的外部气体中将热吸取(吸热)。即,制冷剂回路R成为热泵。然后,从室外热交换器7出来的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A及制冷剂配管13D、电磁阀21从制冷剂配管13C向储液器12进入,在那里被气液分离之后,气体制冷剂向压缩机2吸入,反复进行这样的循环。由于在散热器4被加热后的空气被从吹出口29吹出,所以由此进行车室内的制暖。
热泵控制器32根据由目标吹出温度TAO计算的目标加热器温度TCO(散热器4的空气下游侧的空气温度TH的目标值)计算目标散热器压力PCO,基于该目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47检测的散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI。制冷剂回路R的高压压力)对压缩机2的转速进行控制,并基于散热器出口温度传感器46A检测的散热器4的制冷剂出口侧的温度TCIout及散热器压力传感器47检测的散热器压力PCI对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,对散热器4的出口的制冷剂的过冷却度进行控制。前述目标加热器温度TCO基本上被设为TCO=TAO,但设置了控制上的规定的限制。
此外,热泵控制器32在借助散热器4的制暖能力不足的情况下,将该不足的量用辅助加热器23的发热补充。由此,在外部气体低温时等也将车室内没有障碍地制暖。
(6)空气调节模式的切换
热泵控制器32根据下述式(I)计算前述的目标吹出温度TAO。该目标吹出温度TAO是从吹出口29向车室内吹出的空气的温度的目标值。
TAO=(Tset-Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
··(I)
这里,Tset是由空气调节操作部53设定的车室内的设定温度,Tin是内部气体温度传感器37检测的车室内空气的温度,K是系数,Tbal是根据设定温度Tset、日照传感器51检测的日照量SUN、外部气体温度传感器33检测的外部气体温度Tam计算的平衡值。并且,一般,外部气体温度Tam越低则该目标吹出温度TAO越高,随着外部气体温度Tam上升而该目标吹出温度TAO下降。
并且,控制器32在起动时基于外部气体温度传感器33检测的外部气体温度Tam和目标吹出温度TAO选择上述各空气调节模式中的某个空气调节模式。此外,在起动后根据外部气体温度Tam、目标吹出温度TAO等环境及设定条件的变化,选择并切换前述各空气调节模式。
(7)除霜模式
接着,对室外热交换器7的除霜模式进行说明。如上述那样,在制暖模式中,在室外热交换器7中,制冷剂蒸发,从外部气体吸热而成为低温,所以外部气体中的水分成为霜而附着在室外热交换器7。如果该结霜成长,则室外热交换器7与向其通风的外部气体之间的热交换被阻碍,所以压缩机2的运转效率下降。此外,也有如果成为过结霜则发生室外送风机15等的损坏的情况。所以,热泵控制器32如以下这样判定向室外热交换器7的结霜的进展状态。
(7-1)向室外热交换器的结霜的进展状态的判定和压缩机等的控制
在该实施例中,热泵控制器32基于从室外热交换器温度传感器54得到的室外热交换器7的当前的制冷剂蒸发温度TXO和外部气体在低湿度环境下不结霜于室外热交换器7的无结霜时的该室外热交换器7的制冷剂蒸发温度TXObase,判定向室外热交换器7的结霜的进展状态。
即,热泵控制器32运算(计算)无结霜时的制冷剂蒸发温度TXObase与当前的制冷剂蒸发温度TXO的差ΔTXO(ΔTXO=TXObase-TXO)。在此情况下,热泵控制器32通过使用下式(II)运算,来推定无结霜时的室外热交换器7的制冷剂蒸发温度TXObase。
TXObase=f(Tam、NC、Ga*SW、VSP、PCI)
=k1×Tam+k2×NC+k3×Ga*SW+k4×VSP+k5×PCI
··(II)
这里,作为式(II)的参数的Tam是从外部气体温度传感器33得到的外部气体温度,NC是压缩机2的转速,Ga*SW是向散热器4的风量,VSP是从车速传感器52得到的车速,PCI是散热器压力,k1~k5是系数,预先通过实验求出。
外部气体温度Tam是表示室外热交换器7的吸入空气温度(环境条件)的指标,成为外部气体温度Tam(室外热交换器7的吸入空气温度)越低则TXObase越低的趋势。因而,系数k1成为正值。另外,同样作为表示室外热交换器7的吸入空气温度的指标,并不限于外部气体温度Tam。
此外,压缩机2的转速NC是表示制冷剂回路R内的制冷剂流量(运转状况)的指标,为转速NC越高(制冷剂流量越多)则TXObase越低的趋势。因而,系数k2成为负值。
此外,Ga*SW是表示散热器4的经过风量(运转状况)的指标,成为Ga*SW越大(散热器4的经过风量越大)则TXObase越低的趋势。因而,系数k3成为负值。另外,作为表示散热器4的经过风量的指标并不限于此,也可以是室内送风机27的鼓风机电压BLV。
此外,车速VSP是表示室外热交换器7的经过风速(运转状况)的指标,成为车速VSP越低(室外热交换器7的经过风速越低)则TXObase越低的趋势。因而,系数k4成为正值。另外,作为表示室外热交换器7的经过风速的指标并不限于此,也可以是室外送风机15的电压。
此外,散热器压力PCI是表示散热器4的制冷剂压力(运转状况)的指标,成为散热器压力PCI越高则TXObase越低的趋势。因而,系数k5成为负值。
另外,作为该实施例的式(II)的参数而使用外部气体温度Tam、压缩机2的转速NC、散热器4的经过风量Ga*SW、车速VSP、散热器压力PCI,但作为式(II)的参数并不限于上述全部,也可以是它们中的某一个或它们的组合。
并且,热泵控制器32计算通过向式(II)代入当前的各参数的值而得到的无结霜时的制冷剂蒸发温度TXObase与当前的制冷剂蒸发温度TXO的差ΔTXO(ΔTXO=TXObase-TXO)。接着,热泵控制器32判断是否制冷剂蒸发温度TXO比无结霜时的制冷剂蒸发温度TXObase下降且其差ΔTXO成为比规定的阈值(例如5deg等)大。
并且,热泵控制器32在制冷剂蒸发温度TXO比无结霜时的制冷剂蒸发温度TXObase下降且其差ΔTXO成为比上述阈值大的情况下,判断为在室外热交换器7结霜成长而需要除霜,将除霜要求标志fDFSTReq设置(“1”)。将该除霜要求标志fDFSTReq被设置(“1”)作为除霜要求,从热泵控制器32向空气调节控制器45通知,此外向热泵控制器32具有的非易失性存储器(EEP-ROM)80存储(图2)。
空气调节控制器45在作为除霜要求而被从热泵控制器32通知设置了除霜要求标志fDFSTReq的情况下,通过判断当前的车辆的状态是否满足室外热交换器7的除霜许可条件,进行室外热交换器7的除霜的可否判断。实施例的情况下的除霜许可条件是没有车室内的空气调节要求、并且电池75是充电过程中(车辆停车)或电池75的剩余量是规定值以上。
空气调节控制器45在当前的车辆的状态满足上述除霜许可条件的情况下,将除霜许可标志fDFSTPerm设置(“1”)。将该除霜许可标志fDFSTPerm被设置(“1”)作为除霜许可,从空气调节控制器45向热泵控制器32通知(图2)。热泵控制器32在被从空气调节控制器45通知了除霜许可的情况下,以室外热交换器温度TXO是规定值(例如3℃等)以下为条件,执行室外热交换器7的除霜模式。
(7-2)室外热交换器7的除霜模式(第2空气调节模式)
热泵控制器32在除霜模式中,在将制冷剂回路R设为图6的制暖模式的状态的基础上,将室外膨胀阀6的阀开度设为全开,将借助空气混合风门28的风量比例SW设为“0”而设为不向散热器4通风的状态。这也包含在本发明的第2空气调节模式中。然后,将压缩机2运转,使从该压缩机2排出的高温的制冷剂经过散热器4、室外膨胀阀6向室外热交换器7流入,使该室外膨胀阀7的结霜融化。
并且,热泵控制器32在室外热交换器温度传感器54检测的室外热交换器7的温度(室外热交换器温度TXO)成为比规定的除霜结束温度(例如+3℃等)高的情况下,设为室外热交换器7的除霜已完成,将前述的除霜要求标志fDFSTReq复位(“0”)。
(8)制暖模式及除霜模式中的将电磁阀40打开的控制(其1)
接着,对上述制暖模式及除霜模式中的发热设备冷却装置61的电磁阀40的控制进行说明。在前述的制冷模式、除湿制冷模式、除湿制暖模式(第1空气调节模式)中,将设置在室外热交换器7的制冷剂出口侧的电磁阀17打开,将电磁阀30也打开,使制冷剂向吸热器9流动,但由于从位于电磁阀17的制冷剂下游侧且位于电磁阀30的制冷剂上游侧的分支点分支出制冷剂供给配管72,所以即使将电磁阀40关闭,制冷剂和油也向制冷剂供给配管72流入。
此外,在前述发热设备冷却模式中电磁阀40被打开,使制冷剂向制冷剂供给配管72流通,所以在从上述各模式转移到制暖模式或除霜模式的情况下,由于电磁阀17及电磁阀30被关闭,所以如果将电磁阀40关闭,则制冷剂和油被封入在制冷剂供给配管72内而沉眠。并且,如果在这样的状态下执行制暖模式或除霜模式,则制冷剂回路R内的油循环率(OCR)变低,压缩机2的滑动部的磨损变得剧烈,发生损坏等,可靠性下降。
特别是,由于制冷剂回路R被配置在车辆的前方侧,电池75及电磁阀40被配置在其以外的位置(后部座席下等、车辆的后方侧),所以制冷剂供给配管72的尺寸(配管长)变长,因大量的油的沉眠,而容易发生上述问题。
所以,在该实施例中,热泵控制器32在执行前述制暖模式及除霜模式的期间中,将电磁阀40维持为打开的原状(该实施例中的将电磁阀40打开的控制)。由此,能够将在发热设备冷却模式或制冷模式、除湿制冷模式、除湿制暖模式(第1空气调节模式)中进入到制冷剂供给配管72内的制冷剂及油在制暖模式或除霜模式中经由电磁阀40、辅助膨胀阀73、制冷剂-载热体热交换器64的制冷剂流路64B、制冷剂返回配管74向储液器12回收而被压缩机2吸入。
特别是,在如实施例那样压缩机2、散热器4、吸热器9、室外热交换器7及电磁阀17等被配置在车辆的前方侧,电磁阀40及制冷剂-载热体热交换器64被配置在车辆的前方侧以外的位置的情况下,制冷剂供给配管72的尺寸变长,沉眠的量也变多,但根据本发明,通过简单的控制,能够有效地将它们向储液器12回收,防止或抑制因制冷剂和油沉眠在制冷剂供给配管72内而发生的油循环率的下降,防止压缩机2的损坏,实现可靠性的改善。
(9)发热设备冷却模式后的除霜模式
另外,在前述的发热设备冷却模式中,由于制冷剂在室外热交换器7散热,所以室外热交换器7的结霜被融化。此外,热泵控制器32如前述那样将室外热交换器温度TXO为规定值(3℃)以下作为除霜模式的执行条件。并且,在发热设备冷却模式后,由于室外热交换器温度TXO也成为比规定值高,所以热泵控制器32在执行发热设备冷却模式之后不执行除霜模式。
由此,能够避免不需要的除霜模式的执行。另外,由于禁止发热设备冷却模式后的除霜模式,所以也可以在执行了发热设备冷却模式的情况下将前述的除霜要求标志fDFSTReq及除霜许可标志fDFSTPerm复位。
实施例2
(10)制暖模式及除霜模式中的将电磁阀40打开的控制(其2)
另外,在上述实施例中,在执行制暖模式及除霜模式(第2空气调节模式)的期间中,将电磁阀40打开,但并不限于此,也可以是在制暖模式及除霜模式中基本上将电磁阀40关闭,而在开始了制暖模式及除霜模式后压缩机2的吸入制冷剂压力Ps成为规定值Psvap以下的情况下将电磁阀40打开(该实施例中的将电磁阀40打开的控制)。并且,如果吸入制冷剂压力Ps成为(Psvap+α)以上,则热泵控制器32将电磁阀40关闭。
在此情况下,吸入制冷剂压力Ps如实施例那样在有吸入压力传感器44的情况下使用其检测值,在没有的情况下使用根据吸入温度传感器55检测的吸入制冷剂温度Ts计算出的值。并且,在大量的制冷剂和油沉眠于制冷剂供给配管72内的情况下,压缩机2的吸入制冷剂压力Ps下降,所以如果如该实施例那样在吸入制冷剂压力Ps成为规定值Psvap以下的情况下将电磁阀40打开,则能够准确地判断这样的制冷剂及油的沉眠,将电磁阀40打开而向储液器12回收。
实施例3
(11)制暖模式及除霜模式中的将电磁阀40打开的控制(其3)
此外,由于可以认为制冷剂供给配管72内的制冷剂及油的温度与外部气体温度Tam相同,所以热泵控制器32如果在制暖模式及除霜模式(第2空气调节模式)中,在压缩机2的吸入制冷剂压力Ps与根据外部气体温度Tam求出的制冷剂的饱和压力Pavap的差ΔPs(=Pavap-Ps)成为规定值X1以上的情况下将电磁阀40打开,也能够准确地确认判断出大量的制冷剂和油沉眠在制冷剂供给配管72内的情况而将电磁阀40打开(该实施例中的将电磁阀40打开的控制)。在此情况下,热泵控制器32也如果差ΔPs成为(X1-β)以下则将电磁阀40关闭。
另外,在上述各实施例中,由电磁阀40和辅助膨胀阀73构成本发明的阀装置,但并不限于此,也可以将阀装置由能够全闭的电动阀(电子膨胀阀)构成。此外,在上述各实施例中说明的制冷剂回路R及发热设备冷却装置61的结构并不限定于此,当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内变更。
附图标记说明
1 车辆用空气调节装置
2 压缩机
3 空气流通路
4 散热器
6 室外膨胀阀
7 室外热交换器
8 室内膨胀阀
9 吸热器
11 控制装置
17、20、21、22、30 电磁阀(开闭阀)
32 热泵控制器(控制装置)
40 电磁阀(阀装置)
45 空气调节控制器(控制装置)
61 发热设备冷却装置
62 循环泵
64 制冷剂-载热体热交换器
72 制冷剂供给配管
73 辅助膨胀阀
74 制冷剂返回配管
75 电池(发热设备)
R 制冷剂回路。
Claims (7)
1.一种车辆用空气调节装置,具备:
压缩机,将制冷剂压缩;
散热器,用来使前述制冷剂散热而将向车室内供给的空气加热;
吸热器,用来使前述制冷剂吸热而将向前述车室内供给的空气冷却;
室外热交换器,设置在车室外,用来使前述制冷剂吸热或散热;
开闭阀,在使制冷剂向前述吸热器流动时被打开;以及
控制装置;
借助该控制装置,执行将前述开闭阀打开而使前述制冷剂向前述吸热器流动的第1空气调节模式、和将前述开闭阀关闭的第2空气调节模式;
其特征在于,
具备用来使载热体向搭载于车辆的发热设备循环而将该发热设备冷却的发热设备冷却装置;
该发热设备冷却装置具有用来使前述制冷剂与前述载热体热交换的制冷剂-载热体热交换器、从前述开闭阀的制冷剂下游侧分支并将前述制冷剂向前述制冷剂-载热体热交换器供给的制冷剂供给配管、以及设置在前述制冷剂-载热体热交换器的制冷剂入口的阀装置;
前述控制装置还具有将前述开闭阀及前述阀装置打开而向前述制冷剂-载热体热交换器供给制冷剂并使其吸热的发热设备冷却模式;
前述控制装置执行在前述第1空气调节模式中将前述阀装置关闭在前述第2空气调节模式中将前述阀装置打开的控制。
2.如权利要求1所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述控制装置在前述第2空气调节模式中预先将前述阀装置打开。
3.如权利要求1所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述控制装置在前述第2空气调节模式中,在前述压缩机的吸入制冷剂压力Ps下降到规定值以下的情况下将前述阀装置打开。
4.如权利要求1所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述控制装置在前述第2空气调节模式中,在前述压缩机的吸入制冷剂压力Ps与根据外部气体温度求出的制冷剂的饱和压力Pavap的差成为规定值以上的情况下将前述阀装置打开。
5.如权利要求1~4中任一项所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述压缩机、前述散热器、前述吸热器、前述室外热交换器及前述开闭阀被配置在前述车辆的前方侧,前述阀装置及前述制冷剂-载热体热交换器被配置在前述车辆的前方侧以外的位置。
6.如权利要求1~5中任一项所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
前述第1空气调节模式是除湿制暖模式、除湿制冷模式、制冷模式中的某个或它们的组合或它们的全部,所述除湿制暖模式是使从前述压缩机排出的制冷剂在前述散热器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在前述吸热器和前述室外热交换器吸热的模式,所述除湿制冷模式是使从前述压缩机排出的制冷剂在前述散热器及前述室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在前述吸热器吸热的模式,所述制冷模式是使从前述压缩机排出的制冷剂在前述室外热交换器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在前述吸热器吸热的模式;
前述第2空气调节模式是使从前述压缩机排出的制冷剂在前述散热器散热、将散热后的该制冷剂减压后、使其在前述室外热交换器吸热的制暖模式。
7.如权利要求1~6中任一项所述的车辆用空气调节装置,其特征在于,
在前述第2空气调节模式中,包括使从前述压缩机排出的制冷剂在前述室外热交换器散热、将该室外热交换器除霜的除霜模式;
前述控制装置在前述发热设备冷却模式中,将在前述室外热交换器散热后的制冷剂向前述制冷剂-载热体热交换器供给,使其吸热,并且,在执行该发热设备冷却模式后,不执行前述除霜模式。
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