CN116353296A - 车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法,车辆用调温装置具有供第1热介质流动的第1回路、配置于第1回路并压缩第1热介质的压缩机、配置于第1回路并在第1热介质与空气之间进行热交换的空调用热交换器、配置于第1回路的流量调整阀、配置于第1回路并测定第1热介质的温度或压力的传感器、供第2热介质流动的第2回路、跨越第1回路和第2回路配置并在第1热介质与第2热介质之间进行热交换的第1热交换器及控制部。第1回路具有经过空调用热交换器的第1管路及经过第1热交换器的第2管路。使第1热介质在经过压缩机、空调用热交换器或第1热交换器的第1环路中循环。流量调整阀调整第1管路和第2管路中流动的第1热介质的流量比。

Description

车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法
技术领域
本发明涉及车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。
背景技术
搭载于电动汽车或混合动力汽车的电池根据外部气温、驱动状态而被加热以及冷却,从而保持最优的温度。在专利文献1中公开了一种制冷剂回路,该制冷剂回路利用压缩机对制冷剂进行加热,使用经由外部冷凝器得到的热来加热车室内的空气。另外,该制冷剂回路的热在电池用热交换器中向电池冷却线的冷却水移动,电池被该热加热。
专利文献1:日本特开2017-77880号公报
压缩机在作为压缩对象的热介质的焓(温度以及压力)过低的情况下,无法充分发挥加热能力。因此,在一边使用热介质的热来加热空气一边进一步使热向其他回路移动的情况下,热介质的焓降低,压缩机难以从加热能力低的运转中脱出。在该情况下,无法使热介质的温度上升,产生压缩机无法充分发挥加热能力的问题。
发明内容
本发明的一个方式的目的之一在于提供能够提高压缩机的加热能力的车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。
本发明的车辆用调温装置的一个方式具有:第1回路,其供第1热介质流动;压缩机,其配置于所述第1回路,对所述第1热介质进行压缩;空调用热交换器,其配置于所述第1回路,在所述第1热介质与空气之间进行热交换;流量调整阀,其配置于所述第1回路;传感器,其配置于所述第1回路,测定所述第1热介质的温度或压力;第2回路,其供第2热介质流动;第1热交换器,其跨越所述第1回路和所述第2回路而配置,在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换;以及控制部。所述第1回路具有:第1管路,其经过所述空调用热交换器;以及第2管路,其经过所述第1热交换器。使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环。所述流量调整阀对在所述第1管路和所述第2管路中流动的所述第1热介质的流量比进行调整。所述控制部根据所述传感器中的测定值来控制所述流量调整阀。
在本发明的车辆用调温装置的控制方法的一个方式中,所述车辆用调温装置具有:第1回路,其供第1热介质流动,并且配置有压缩机、第1热交换器、空调用热交换器以及流量调整阀;以及第2回路,其供第2热介质流动,并且配置有所述第1热交换器。所述空调用热交换器在所述第1热介质与空气之间进行热交换。所述第1热交换器在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换。所述流量调整阀对分别经过所述第1热交换器和所述空调用热交换器的所述第1热介质的流量比进行调整。在车辆用调温装置的控制方法中,在所述第1回路中,使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环,并且根据所述第1热介质的温度或压力的测定值即第1测定值,通过所述流量调整阀对所述流量比进行调整。
在本发明的车辆用调温装置的控制方法的一个方式中,所述车辆用调温装置具有:第1回路,其供第1热介质流动,并且配置有压缩机、第1热交换器、空调用热交换器以及流量调整阀;以及第2回路,其供第2热介质流动,并且配置有所述第1热交换器。所述空调用热交换器在所述第1热介质与空气之间进行热交换。所述第1热交换器在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换。所述流量调整阀对分别经过所述第1热交换器和所述空调用热交换器的所述第1热介质的流量比进行调整。在所述第1回路中,使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环。车辆用调温装置的控制方法包含如下的预备调整工序:根据预先存储有所述压缩机的输出和相对于所述第2热介质的温度的所述流量比的映射来决定所述流量比,并通过所述流量调整阀来对所述流量比进行调整。
根据本发明的一个方式,提供能够提高压缩机的加热能力的车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。
附图说明
图1是第1实施方式的车辆用调温装置的概略图。
图2是示出第1实施方式的车辆用调温装置的制冷模式的概略图。
图3是示出第1实施方式的车辆用调温装置的通常制热模式的概略图。
图4是示出第1实施方式的车辆用调温装置的热气制热模式的概略图。
图5是示出第1实施方式的控制部执行的热气制热模式的车辆用调温装置的控制方法的流程图。
图6是示出在第1实施方式的控制方法中根据第2测定值设定的目标值的图表。
图7是示出第2实施方式的控制部执行的热气制热模式的车辆用调温装置的控制方法的流程图。
标号说明
1:车辆用调温装置;7A:第1热交换器;7B:第2热交换器;9、9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j、9k、9l、9m、9o、11、12、13、14、15:管路;9d:管路(第1管路);9o:管路(第2管路);31:切换部;32:第2切换部(切换部);42:第2泵(泵);60:控制部;61:第1膨胀阀(膨胀阀);69:流量调整阀;72:压缩机;73:第1空调用热交换器(空调用热交换器);85:送风机;A:流量比;A1、A2、B1、B2:值;C1:第1回路;C2:第2回路;L1:热气用环路(第1环路);Pw:输出;ST101:预备调整工序;ST2:目标值设定工序;ST4:第1调整工序;ST5:第2调整工序;ST6:第3调整工序;T2:温度。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的调温装置进行说明。此外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有时使实际的构造与各构造中的比例尺、数量等不同。
<第1实施方式>
图1是第1实施方式的车辆用调温装置1的概略图。车辆用调温装置1搭载于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)等以马达为动力源的车辆。
车辆用调温装置1具有第1回路C1、储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器(空调用热交换器)73、第2空调用热交换器74、散热器77、送风部80、第1膨胀阀(膨胀阀)61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64、流量调整阀69、第2传感器S2、第2回路C2、马达2、电力控制装置4、逆变器3、电池6、第1热交换器7A、第2热交换器7B、控制部60以及第1传感器S1。
(控制部)
控制部60与第1回路C1、压缩机72、散热器77、送风部80、第1膨胀阀61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64、流量调整阀69以及第2回路C2连接,并对它们进行控制。另外,控制部60与第1传感器S1以及第2传感器S2连接,监视它们的测定值。
(第1回路)
第1热介质在第1回路C1中流动。在第1回路C1的路径中配置有储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第2空调用热交换器74、散热器77、第1膨胀阀61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64以及第2传感器S2。
第1回路C1是热泵装置。第1回路C1具有多个管路9、多个开闭阀8A以及多个止回阀8B。多个管路9相互连结而构成供第1热介质流动的环路。多个管路9包含管路9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j、9k、9l、9m、9o。需要说明的是,在本说明书中,环路是指使热介质循环的环状的路径。
开闭阀8A与控制部60连接。开闭阀8A配置在管路的路径中。开闭阀8A能够切换所配置的管路的打开和关闭。第1回路C1通过开闭阀8A以及第1~第4膨胀阀61~64的控制来切换所构成的环路。多个开闭阀8A包含3个开闭阀8a、8b、8c。
止回阀8B配置在管路的路径中。止回阀8B允许第1热介质从所配置的管路的上游侧的一端朝向下游侧的另一端流动,不允许从另一端朝向一端流动。多个止回阀8B包含4个止回阀8g、8h、8i、8j。
接着,对各个管路9的结构进行具体说明。此外,在各个管路9的说明中,“一端”表示第1热介质的流动方向的上游侧端部,“另一端”表示第1热介质的流动方向的下游侧端部。
管路9a的一端与管路9b的另一端以及管路9l的另一端连接。管路9a的另一端与管路9b的一端以及管路9c的一端连接。管路9a通过第2传感器S2、储存器71以及压缩机72。第1热介质从管路9a的一端朝向另一端按照储存器71、压缩机72的顺序流动。
管路9b的一端与管路9a的另一端以及管路9c的一端连接。管路9b的另一端与管路9a的一端以及管路9l的另一端连接。即,管路9a和管路9b的两端部相互连接而构成环路。
管路9c的一端与管路9a的另一端以及管路9b的一端连接。管路9c的另一端与管路9d的一端以及管路9o的一端连接。
管路(第1管路)9d的一端与管路9c的另一端以及管路9o的一端连接。管路9d的另一端与管路9o的另一端以及管路9e的一端连接。管路9d通过开闭阀8a、第1空调用热交换器73以及止回阀8i。第1热介质从管路9d的一端朝向另一端按照开闭阀8a、第1空调用热交换器73、止回阀8i的顺序流动。止回阀8i允许第1热介质从管路9d的一端朝向另一端流动,限制第1热介质从另一端朝向一端流动。
管路9e的一端与管路9d的另一端以及管路9o的另一端连接。管路9e的另一端与管路9g的一端以及管路9f的一端连接。
管路9f的一端与管路9e的另一端以及管路9g的一端连接。管路9f的另一端与管路9j的一端以及管路9h的一端连接。管路9f通过第3膨胀阀63以及散热器77。第1热介质从管路9f的一端朝向另一端按照第3膨胀阀63、散热器77的顺序流动。
管路9g的一端与管路9e的另一端以及管路9f的一端连接。管路9g的另一端与管路9j的另一端以及管路9k的一端连接。
管路9h的一端与管路9f的另一端以及管路9j的一端连接。管路9h的另一端与管路9i的一端以及管路9m的另一端连接。管路9h通过开闭阀8c。
管路9i的一端与管路9h的另一端以及管路9m的另一端连接。管路9i的另一端在管路9b的路径中与第2膨胀阀62的下游侧连接。管路9i通过止回阀8g。止回阀8g允许第1热介质从管路9i的一端朝向另一端流动,并限制第1热介质从另一端朝向一端流动。
管路9j的一端与管路9f的另一端以及管路9h的一端连接。管路9j的另一端与管路9g的另一端以及管路9k的一端连接。管路9j通过止回阀8h。止回阀8h允许第1热介质从管路9j的一端朝向另一端流动,限制第1热介质从另一端朝向一端流动。
管路9k的一端与管路9g的另一端以及管路9j的另一端连接。管路9k的另一端与管路9l的一端以及管路9m的一端连接。
管路9l的一端与管路9k的另一端以及管路9m的一端连接。管路9l的另一端与管路9a的一端以及管路9b的另一端连接。管路9l通过第1膨胀阀61、第2热交换器7B。第1热介质从管路9l的一端朝向另一端按照第1膨胀阀61、第2热交换器7B的顺序流动。
管路9m的一端与管路9k的另一端以及管路9l的一端连接。管路9m的另一端与管路9h的另一端以及管路9i的一端连接。管路9m通过第4膨胀阀64以及第2空调用热交换器74。第1热介质从管路9m的一端朝向另一端按照第4膨胀阀64、第2空调用热交换器74的顺序流动。
管路(第2管路)9o的一端与管路9c的另一端以及管路9d的一端连接。管路9o的另一端与管路9d的另一端以及管路9e的一端连接。管路9o通过流量调整阀69、第1热交换器7A以及止回阀8j。第1热介质从管路9o的一端朝向另一端按照流量调整阀69、第1热交换器7A、止回阀8j的顺序流动。止回阀8j允许第1热介质从管路9o的一端朝向另一端流动,限制第1热介质从另一端朝向一端流动。流量调整阀69调整通过管路9o的第1热介质的流量。
储存器71配置于压缩机72的上游侧。储存器71对第1热介质进行气液分离。储存器71仅将气相的第1热介质向压缩机72供给,抑制液相的第1热介质被压缩机72吸入。
压缩机72对通过的第1热介质进行压缩而使温度上升。压缩机72向下游侧排出高压且气相的第1热介质。压缩机72通过从电池6供给的电力而被电驱动。
第2传感器S2设置于管路9a,并且测定管路9a内的第1热介质的温度或压力。第2传感器S2是温度传感器或压力传感器。第2传感器S2与控制部60连接。本实施方式的第2传感器S2设置于储存器71的流入口,测定流入储存器71的第1热介质的压力或温度。需要说明的是,在通过储存器71前后,第1热介质的温度以及压力几乎不变化。因此,第2传感器S2被视为测定流入压缩机72的第1热介质的压力或温度。此外,第2传感器S2也可以设置于压缩机72的吸入口。另外,第2传感器S2只要是测定第1回路C1中的第1热介质的压力或温度的传感器即可,也可以配置于其他管路。即使在该情况下,也能够推定从设置有第2传感器S2的部分到压缩机72的吸入口为止的压力变化以及温度变化,从而计算被吸入压缩机72的第1热介质的温度或者压力的推定值。
散热器77具有风扇,通过将第1热介质的热释放到外部空气来冷却第1热介质。散热器77是在第1热介质与车室外的空气之间进行热交换的热交换器。
第1热交换器7A以及第2热交换器7B跨越第1回路C1以及第2回路C2而配置。第1热交换器7A以及第2热交换器7B分别使在第1回路C1中流动的第1热介质与第2回路C2中流动的第2热介质之间进行热交换。第1热交换器7A主要使热量从第1热介质向第2热介质移动。另一方面,第2热交换器7B主要使热量从第2热介质向第1热介质移动。
第1~第4膨胀阀61~64使第1热介质膨胀而使第1热介质的温度降低。而且,第1~第4膨胀阀61~64能够完全打开而不伴随大的压力变化地使第1热介质通过,也能够完全关闭而限制第1热介质的通过。第1~第4膨胀阀61~64由控制部60进行开度调节,调整下游侧的第1热介质的压力以及温度。
流量调整阀69通过调整开度来调整通过所配置的管路的第1热介质的流量。流量调整阀69在使开度全开的情况下,使第1热介质几乎不伴随压力变化地通过。流量调整阀69在完全关闭的情况下不使第1热介质流动。
第1空调用热交换器73在通过压缩机72而提高了温度的第1热介质与空气之间进行热交换。即,第1空调用热交换器73在第1热介质与空气之间进行热交换。由此,第1空调用热交换器73对在送风部80中从送风机85送来的空气流通路86f内的空气进行加热。
第2空调用热交换器74在通过第4膨胀阀64而温度降低了的第1热介质与空气之间进行热交换。即,第2空调用热交换器74在第1热介质与空气之间进行热交换。由此,第2空调用热交换器74在送风部80中对从送风机85送来的空气流通路86f内的空气进行冷却或除湿。
(送风部)
送风部80具有管道86、送风机85和第3传感器S3。在管道86的内部设置有空气流通路86f。空气流通路86f是将车外的空气向车内供给的路径。另外,空气流通路86f也是取入车内的空气并再次向车内供给的路径。在空气流通路86f的一端侧设置有使车外或车内的空气流入空气流通路86f的吸气口86a。另外,在空气流通路86f的另一端侧设置有将空气流通路86f的空气向车内排出的吹出口86b。
在空气流通路86f的内部,从吸气口86a侧朝向吹出口86b侧依次配置有送风机85、第2空调用热交换器74、第1空调用热交换器73以及第3传感器S3。送风机85使空气从空气流通路86f的一端侧朝向另一端侧流通。即,第2空调用热交换器74、第1空调用热交换器73以及第3传感器S3配置在送风机85的送风流路中。第2空调用热交换器74对由送风机85输送的空气进行冷却以及除湿。另一方面,第1空调用热交换器73对由送风机85输送的空气进行加热。第3传感器S3测定通过了第1空调用热交换器(空调用热交换器)73的空气的温度。第3传感器S3与控制部60连接。此外,本实施方式的车辆用调温装置具有第4传感器S4。第4传感器S4测定车内的空气的温度。第4传感器S4与控制部60连接。
在空气流通路86f设置有使空气绕第1空调用热交换器73迂回而流动的旁通流通路86c。另外,在旁通流通路86c的上游侧设置有空气混合风门86d,其对通过了第2空调用热交换器74的空气中的、被第1空调用热交换器73加热的空气的比例进行调整。空气混合风门86d与控制部60连接而被控制。
(第2回路)
第2热介质在第2回路C2中流动。在第2回路C2的路径中配置有第1热交换器7A、第2热交换器7B、马达2、电力控制装置4、逆变器3、电池6以及第1传感器S1。第2回路C2具有多个管路11、12、13、14、15、切换部31、32、第1泵41和第2泵(泵)42。第1泵41和第2泵42将所配置的管路的第2热介质向一个方向压送。多个管路彼此连结而构成供第2热介质流动的环路。
切换部31、32与控制部60连接,通过切换打开或关闭来切换供第2热介质通过的管路。切换部31、32配置于3个以上的管路合流的部分,使所连接的多个管路中的任意2个管路连通。在以下的说明中,在将多个切换部31、32相互区分的情况下,将它们称为第1切换部31以及第2切换部(切换部)32。
第1切换部31是四通阀。第1切换部31具有4个连接口A、B、C、D。第1切换部31使4个连接口A、B、C、D中的每2个两组连接口彼此相互连通。在连接口A、C分别连接有管路11的两端部。连接口B与管路15的另一端连接。在连接口D连接有管路12的一端。
第1切换部31能够切换为2个连接状态(第1连接状态和第2连接状态)中的任意一个。第1切换部31在第1连接状态下使连接口A、C以及连接口B、D分别连通。第1连接状态的第1切换部31使管路11的两端部连通并且使管路15的另一端与管路12的一端连通。第1切换部31在第2连接状态下,使连接口A、B以及连接口C、D分别连通。第2连接状态的第1切换部31使管路11的一端与管路15的另一端连通,并且使管路11的另一端与管路12的一端连通。
第2切换部32是三通阀。第2切换部32使管路13(第3管路)或管路14(第4管路)中的任意一方与管路12连通。第2切换部32根据来自控制部60的信号,使在管路12中流动的第2热介质在管路13或管路14中的任意一方中流动。因此,第2切换部32将在管路13以及管路14中流动的第2热介质的流量的比率调整为100:0和0:100中的任意一个。需要说明的是,第2切换部32也可以是线性地调整在管路13以及管路14中流动的第2热介质的流量的比率的混合阀。
接着,对各个管路11~15的结构进行具体说明。此外,在各个管路11~15的说明中,“一端”表示第2热介质的流动方向的上游侧端部,“另一端”表示第2热介质的流动方向的下游侧端部。
管路11的一端与第1切换部31的连接口A连接。管路11的另一端与第1切换部31的连接口C连接。管路11通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3和马达2。第1泵41在管路11中从一端侧朝向另一端侧压送第2热介质。
管路12的一端与第1切换部31的连接口D连接。管路12的另一端经由第2切换部32与管路13的一端以及管路14的一端连接。管路12通过第2泵42、电池6和第1热交换器7A。第2泵42在管路12中从一端侧朝向另一端侧压送第2热介质。
管路13的一端经由第2切换部32与管路12的另一端以及管路14的一端连接。管路13的另一端与管路14的另一端以及管路15的一端连接。管路13通过第2热交换器7B。
管路14的一端经由第2切换部32与管路12的另一端以及管路13的一端连接。管路14的另一端与管路13的另一端以及管路15的一端连接。即,管路14的一端以及另一端分别与管路13的一端以及另一端连接。由此,管路14绕第2热交换器7B迂回。
管路15的一端与管路13的另一端以及管路14的另一端连接。管路15的另一端与第1切换部31的连接口B连接。
马达2是兼具作为电动机的功能和作为发电机的功能的电动发电机。马达2经由省略图示的减速机构与车辆的车轮连接。马达2通过从逆变器3供给的交流电流进行驱动,使车轮旋转。由此,马达2驱动车辆。另外,马达2对车轮的旋转进行再生而产生交流电流。所产生的电力通过逆变器3存储在电池6中。在马达2的壳体内贮存有对马达的各部分进行冷却以及润滑的油。
逆变器3将电池6的直流电流转换为交流电流。逆变器3与马达2电连接。由逆变器3转换后的交流电流被供给至马达2。即,逆变器3将从电池6供给的直流电流转换为交流电流并供给至马达2。
电力控制装置4也被称为IPS(Integrated Power System:集成功率系统)。电力控制装置4具有AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。AC/DC转换电路将从外部电源供给的交流电流转换为直流电流并供给至电池6。即,电力控制装置4在AC/DC转换电路中将从外部电源供给的交流电流转换为直流电流并供给至电池6。DC/DC转换电路将从电池6供给的直流电流转换为电压不同的直流电流,并供给至控制部60等。
电池6经由逆变器3向马达2供给电力。另外,电池6充有由马达2发出的电力。电池6也可以由外部电源填充。电池6例如是锂离子电池。电池6只要是能够反复充电以及放电的二次电池,则也可以是其他方式。
第1传感器S1是设置于管路12并测定通过管路12内的第2热介质的温度的温度传感器。第1传感器S1与控制部60连接。本实施方式的第1传感器S1设置于管路12的下游侧的端部附近且第2切换部32的流入口。第1传感器S1测定流入第2切换部32的第2热介质的温度。即,第1传感器S1测定流入第2热交换器7B或绕第2热交换器7B迂回的第2热介质的温度。需要说明的是,第1传感器S1只要是测定第2回路C2中的第2热介质的温度的传感器即可,也可以配置于其他管路。即使在该情况下,也能够推定从第1传感器S1到第2热交换器7B的流入口的温度变化,计算流入第2热交换器7B或绕第2热交换器7B迂回的第2热介质的温度的推定值。
(各模式)
本实施方式的车辆用调温装置1具有制冷模式、通常制热模式和热气制热模式。各模式能够通过开闭阀8A以及切换部31、32的切换而相互转变。此外,车辆用调温装置1也可以具有通过切换开闭阀8A以及切换部31、32而能够构成的其他模式。
(制冷模式)
图2是制冷模式的车辆用调温装置1的概略图。在制冷模式的车辆用调温装置1中,第1热介质在第2空调用热交换器74中从在空气流通路86f内流动的车内的空气吸热而在散热器77中向车外散热。即,第1热介质从车内向车外输送热。由此,第1热介质对车内的空气进行冷却。
制冷模式的第1回路C1具有制冷用环路Lc。制冷用环路Lc使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第3膨胀阀63、散热器77、第4膨胀阀64以及第2空调用热交换器74而循环。
此外,在制冷模式下,在第1回路C1与第2回路C2之间不产生热的交换。因此,在制冷模式下,构成于第2回路C2的环路没有限定。
车辆用调温装置1通过如以下那样切换开闭阀8A以及第1~第4膨胀阀61~64而成为制冷模式。即,制冷模式的车辆用调温装置1打开开闭阀8a,关闭开闭阀8b,关闭开闭阀8c。此外,制冷模式的车辆用调温装置1将第1膨胀阀61完全关闭,将第2膨胀阀62完全关闭,将第3膨胀阀63完全打开,在第4膨胀阀64中调整开度而使通过的第1热介质减压,将流量调整阀69完全关闭。
另外,在制冷模式下,送风部80的空气混合风门86d堵塞吹出口86b侧的流路口,打开旁通流通路86c。由此,送风部80使由第2空调用热交换器74冷却后的空气不通过第1空调用热交换器73而向车室内输送。
当在制冷模式下使压缩机72动作时,从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73以及散热器77的过程中散热而液化。高压液相的第1热介质通过第4膨胀阀64而被减压,进而在第2空调用热交换器74中气化,并且从空气流通路86f内的空气吸热。此外,低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。
(通常制热模式)
图3是通常制热模式的车辆用调温装置1的概略图。在通常制热模式的车辆用调温装置1中,第1热介质在散热器77中从外部气体吸热而在第1空调用热交换器73中向空气流通路86f内散热。即,第1热介质从车外向车内输送热。由此,第1热介质对车内的空气进行加热。
通常加热模式下的第1回路C1具有制热用环路Lh。制热用环路Lh使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第3膨胀阀63以及散热器77而循环。
此外,在通常制热模式下,在第1回路C1与第2回路C2之间不产生热的交换。因此,在通常制热模式下,形成于第2回路C2的环路没有限定。
车辆用调温装置1通过如以下那样切换开闭阀8A以及第1~第4膨胀阀61~64而成为通常制热模式。即,通常制热模式的车辆用调温装置1打开开闭阀8a,关闭开闭阀8b,打开开闭阀8c。此外,通常制热模式的车辆用调温装置1将第1膨胀阀61完全关闭,将第2膨胀阀62完全关闭,在第3膨胀阀63中调整开度而使通过的第1热介质减压,将第4膨胀阀64完全关闭,将流量调整阀69完全关闭。
另外,在通常制热模式下,送风部80的空气混合风门86d使吹出口86b侧的流路口打开。由此,送风部80将由第1空调用热交换器73加热后的空气向车室内输送。
若在通常制热模式下使压缩机72动作,则从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73的过程中散热而液化。高压液相的第1热介质通过第3膨胀阀63而被减压,进而在散热器77中气化并且从外部气体吸热。此外,低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。
此外,虽然省略图示,但在与车室内的制热一起进行除湿的情况下,也可以选择除湿制热模式。在该情况下,从通常制热模式开始,关闭开闭阀8c,打开开闭阀8b,完全关闭第3膨胀阀63,在第4膨胀阀64中一边调整开度一边打开,使通过的第1热介质减压。由此,第1热介质不会在散热器77中气化,而是在通过第2空调用热交换器74时气化而从空气流通路86f内的空气吸热并产生结露,由此对空气进行除湿。
(热气制热模式)
图4是热气制热模式的车辆用调温装置1的概略图。在热气制热模式的车辆用调温装置1中,第1热介质从压缩机72被赋予热,在第1热交换器7A中向第2回路C2赋予热而对电池6进行加热,并且在第1空调用热交换器73中向空气流通路86f内的空气散热,由此对车内进行制热。热气制热模式在外部气温低、散热器77中的吸热困难的情况下被选择。另外,本实施方式中的热气制热模式可以仅具有在第1热交换器7A中向第2回路C2赋予热来加热电池6的功能,也可以仅具有通过在第1空调用热交换器73中向空气流通路86f内的空气散热来对车内进行制热的功能。
根据本实施方式,第1回路C1能够在使第1热介质同时在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的热气制热模式与使第1热介质在制热用环路Lh中循环的通常制热模式之间切换。因此,在外部空气温度明显较低而在散热器77中难以从外部空气吸热的情况下,通过选择热气制热模式,能够对电池6进行加热,或者能够稳定地对车室内进行制热。
热气制热模式的第1回路C1具有供第1热介质同时循环的热气用环路(第1环路)L1和蓄热用环路L1a。
热气用环路L1使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73和第1热交换器7A中的一方、第1膨胀阀61以及第2热交换器7B而循环。蓄热用环路L1a使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72以及第2膨胀阀62而循环。
热气用环路L1分支为第1分支路径R1和第2分支路径R2而再次合流。第1分支路径R1是通过管路9o的路径。即,热气用环路L1在第1分支路径R1中通过第1热交换器7A。另外,第2分支路径R2是通过管路9d的路径。热气用环路L1在第2分支路径R2中通过第1空调用热交换器73。即,热气制热模式的第1回路C1使第1热介质在通过压缩机72和第1空调用热交换器73或第1热交换器7A的热气用环路L1中循环。另外,在本实施方式的车辆用调温装置1的控制方法中,在第1回路C1中,使第1热介质在通过压缩机72、第1空调用热交换器73或第1热交换器7A的热气用环路L1中循环。
热气制热模式的第2回路C2具有整体环路P2。此外,热气制热模式的第2回路C2也可以具有电池环路P3和马达环路P4。这里,对整体环路P2进行说明,关于电池环路P3以及马达环路P4,在后面详细地进行说明。
整体环路P2使第2热介质通过第2泵42、电池6、第1热交换器7A、第2热交换器7B、第1泵41、电力控制装置4、逆变器3以及马达2而循环。在热气制热模式下,马达2、逆变器3以及电力控制装置4的热向第2热介质移动,用于电池6的加热。另外,第1热交换器7A从第1回路C1的第1热介质接受热,经由第2回路C2的第2热介质用于电池6的加热。另一方面,第2热交换器7B从第2回路C2的第2热介质接受热,对第1回路C1的第1热介质进行加热。
车辆用调温装置1通过以如下方式对开闭阀8A以及第1~第4膨胀阀61~64进行切换,从而被设为热气制热模式。即,热气制热模式的车辆用调温装置1打开开闭阀8a,打开开闭阀8b,关闭开闭阀8c。此外,热气制热模式的车辆用调温装置1在第1膨胀阀61中调整开度而使通过的第1热介质减压,在第2膨胀阀62中调整开度而使通过的第1热介质减压,将第3膨胀阀63完全关闭,将第4膨胀阀64完全关闭。此外,热气制热模式的车辆用调温装置1通过控制部60对流量调整阀69的开度进行调整。
车辆用调温装置1通过以如下方式对切换部31、32进行切换,从而在第2回路C2中构成整体环路P2。即,第1切换部31设为使连接口A、B以及连接口C、D分别连通的第2连接状态。由此,使管路11的一端与管路15的另一端连通,并且使管路11的另一端与管路12的一端连通。第2切换部32由控制部60控制,使管路13以及管路14中的任意一方与管路12连通或适当切换。关于第2切换部32的切换,在后面进行说明。
在热气制热模式下,送风部80的空气混合风门86d使吹出口86b侧的流路口打开。由此,送风部80将由第1空调用热交换器73加热后的空气向车室内输送。
在热气制热模式下,在热气用环路L1与蓄热用环路L1a的共同部分即管路9a上配置有储存器71以及压缩机72。从压缩机72排出的第1热介质分支流动到管路9c和管路9b。在管路9c中流动的第1热介质在热气用环路L1中循环并返回到储存器71。在管路9b中流动的第1热介质在蓄热用环路L1a中循环并返回到储存器71。即,向管路9c和管路9b分支而流动的第1热介质在储存器71的上游侧合流后,被吸入到储存器71以及压缩机72。
在蓄热用环路L1a中,从压缩机72排出的高压气相的第1热介质通过第2膨胀阀62从而被减压成为低压气相,经由储存器71再次被吸入压缩机72。
在蓄热用环路L1a中,第1热介质虽然被第2膨胀阀62减压,但不进行散热。因此,在蓄热用环路L1a中循环的第1热介质将压缩机72的能量作为热量蓄积。即,蓄热用环路L1a是从压缩机72取出热量并蓄积的环路。根据本实施方式,通过使第1热介质在蓄热用环路L1a中循环,能够提高第1热介质的温度。
在热气用环路L1中,从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在分支成第1分支路径R1和第2分支路径R2之后再次合流。流入第1分支路径R1的高温气相的第1热介质在通过第1热交换器7A的过程中散热而一部分液化。同样地,流入第2分支路径R2的高温气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73的过程中散热而一部分液化。经由第1分支路径R1和第2分支路径R2合流的高压液相的第1热介质通过第1膨胀阀61从而被减压,在第2热交换器7B中气化并且从第2回路C2的第2热介质吸热。此外,低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。
根据本实施方式,热气制热模式的车辆用调温装置1使第1热介质在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环。因此,分别在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的第1热介质经由储存器71被混合并吸入压缩机72。因此,容易将流入压缩机72的第1热介质保持为焓高的状态,能够提高压缩机72的加热效率。
在热气制热模式下,通过调整第1膨胀阀61以及第2膨胀阀62的开度,能够调整在热气用环路L1以及蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的流量的比率。
控制部60根据第2传感器S2的测定结果,决定分别在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的比率。更具体而言,第1回路C1通过控制部60,在流入压缩机72的第1热介质的压力或温度低的情况下,提高在蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的比率。由此,能够抑制流入压缩机72的第1热介质的压力或温度变得过低,充分地发挥压缩机72的功能。
而且,在本实施方式的热气制热模式下,控制部60通过调整流量调整阀69的开度,来调整通过第1分支路径R1以及第2分支路径R2的第1热介质的流量的比率。在热气用环路L1中流动的第1热介质在第1分支路径R1中通过第1热交换器7A而向第2回路C2传递热,在第2分支路径R2中通过第1空调用热交换器73而加热车内的空气。
在构成第1分支路径R1的管路9o配置有流量调整阀69。流量调整阀69调整通过管路9o的第1热介质的流量。因此,通过增大流量调整阀69的开度,流入第1分支路径R1的第1热介质的流量增加,相反,流入第2分支路径R2的第1热介质的流量减少。另一方面,通过减小流量调整阀69的开度,流入第1分支路径R1的第1热介质的流量减少,相反地,流入第2分支路径R2的第1热介质的流量增加。即,流量调整阀69调整在管路9o和管路9d中流动的第1热介质的流量的比率,由此,调整分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比。
压缩机72在第1热介质的焓(温度以及压力)过低的情况下,对第1热介质进行加热的能力(加热能力)变低。因此,若执行压缩机72对第1热介质的加热,在第1空调用热交换器73中加热空气,并且进一步在第1热交换器7A中使热向第2回路C2侧移动,则第1热介质的焓不会上升,压缩机72难以从加热能力低的运转脱出。
在本实施方式中,控制部60根据第2传感器S2中的测定值(第1测定值)来控制流量调整阀69,调整分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比。即,本实施方式的车辆用调温装置1的控制方法使第1热介质在热气用环路L1中循环,并且根据第2传感器S2中的测定值,利用流量调整阀69调整分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比。
如上所述,第2传感器S2测定被吸入压缩机72的第1热介质的温度或压力。控制部60根据第2传感器S2的测定值计算被吸入压缩机72的第1热介质的焓。控制部60在计算出的第1热介质的焓低的情况下,减小流量调整阀69的开度,使通过第1热交换器7A的第1热介质的流量降低,提高通过第1空调用热交换器73的第1热介质的流量。另外,控制部60在计算出的第1热介质的焓低的情况下,减小流量调整阀69的开度,使通过第1热交换器7A的第1热介质的流量降低,提高通过第1空调用热交换器73的第1热介质的流量。
根据本实施方式,能够限制在第1热交换器7A中向第2回路C2移动的热量,直到第1热介质的焓充分升高为止。此外,在第1热介质的焓充分增加之后,第1热介质的热量可以移动到第2回路C2。由此,能够充分地发挥压缩机72的加热能力,其结果是,能够在短时间内对车辆的室内以及第2回路C2的热介质进行加热。
需要说明的是,本实施方式的流量调整阀69设置于管路9o,对向第1热交换器7A流动的第1热介质的流量进行调整。然而,流量调整阀69也可以是设置于管路9d来调整向第1空调用热交换器73流动的第1热介质的流量的阀。即使在该情况下,也能够间接地调整在第1热交换器7A中流动的第1热介质的流量。
接着,对热气制热模式下的第2回路C2的控制进行说明。热气制热模式的控制部60通过控制第2切换部32来调整在管路13以及管路14中流动的第2热介质的流量的比率。由此,控制部60对通过第2热交换器7B的第2热介质的流量进行调整。
当第2热介质通过第1热交换器7A和第2热交换器7B时,在第1热交换器7A中从第1回路C1接收到的热在第2热交换器7B中再次传递到第1回路C1。在该情况下,第2热介质的温度难以升高。
根据本实施方式,在第2切换部32中,通过使管路12与管路14连通并关闭管路13,能够限制第2热介质向第2热交换器7B的流入。由此,能够限制第2热交换器7B中的从第2回路C2向第1回路C1的热的移动。其结果是,能够将在第1热交换器7A中移动到第2回路C2的热利用于电池6的加热,能够高效地加热电池6。电池6在温度过低的情况下存在性能降低的情况。通过使用第1热交换器7A使热量从第1回路C1向第2回路C2的电池6移动来加热电池,能够提高电池6的可靠性。
另外,在外部气温为极低温的情况下,在马达2刚启动之后,马达2未充分升温,因此第2热介质也未升温,第2热介质的温度极低。在这种情况下,通过第2热交换器7B的第2热介质的温度变得低于通过第2热交换器7B的第1热介质的温度,这可能从第1热介质夺取热量并且阻碍第1热介质的焓上升。根据本实施方式,通过在第2回路C2中绕第2热交换器7B迂回,能够抑制第2热交换器7B中的第1热介质的冷却。
另一方面,在热气制热模式下,在第2热介质的温度足够高的情况下,第2切换部32使管路12与管路13连通。由此,在第2热交换器7B中,能够积极地使热从第2回路C2向第1回路C1移动,使第1热介质的焓上升。另外,在第2热介质的温度足够高的情况下,电池6的温度过高,电池6的性能有可能降低。根据本实施方式,伴随着第2热介质的温度上升,在第2热交换器7B中,能够从第2回路C2向第1回路C1移动而降低第2热介质的温度,对电池6进行冷却。由此,能够抑制电池6被过度加热,能够提高电池6的可靠性。
本实施方式的第1热交换器7A配置于压缩机72的下游侧且第1膨胀阀61的上游侧。此外,本实施方式的第2热交换器7B配置在第1膨胀阀61的下游侧且压缩机72的上游侧。因此,热气用环路L1的第1热介质在第1膨胀阀61的下游侧且储存器71的上游侧通过第2热交换器7B。第2热交换器7B在第1回路C1的第1热介质与第2回路C2的第2热介质之间进行热交换。即,热气用环路L1的第1热介质在第2热交换器7B中从第2热介质接受热。根据本实施方式的车辆用调温装置1,在热气用环路L1中,能够使由第1膨胀阀61减压后的低压液相的第1热介质从第2回路的第2热介质接受热。由此,车辆用调温装置1能够在第1回路C1中有效地利用第2回路C2的热,提高向储存器71流入的第1热介质的焓。
(热气制热模式下的控制方法)
接着,对热气制热模式下的车辆用调温装置1的控制方法进行更具体的说明。
图5是示出本实施方式的控制部60执行的热气制热模式的车辆用调温装置的控制方法的流程图。本实施方式的车辆用调温装置的控制方法具有第1取得工序ST1、目标值设定工序ST2、第2取得工序ST3、第1调整工序ST4、第2调整工序ST5以及第3调整工序ST6。
第1取得工序ST1是取得由第1传感器S1测定的测定值(以下称为第2测定值)的工序。第1传感器S1是测定第2回路C2的第2热介质的温度的传感器。由第1传感器S1取得的第2测定值存储于控制部60。
目标值设定工序ST2是根据作为在第1取得工序ST1中取得的第2热介质的温度的测定值的第2测定值来设定第1热介质的温度或压力的目标值的工序。需要说明的是,作为目标值,也可以使用通过了第1空调用热交换器73的空气的温度或车室内的空气的温度。通过了第1空调用热交换器73的空气是通过与第1空调用热交换器73中的第1热介质的热交换而被加热的空气。因此,能够根据通过了第1空调用热交换器73的空气的温度T3来推定第1热介质的温度或压力。通过了第1空调用热交换器73的空气的温度T3是第3传感器S3的测定值。另外,车室内的空气被通过了第1空调用热交换器73的空气的热量加热。因此,能够根据车室内的空气的温度T4来推定第1热介质的温度或压力。车室内的空气的温度T4是第4传感器S4的测定值。
图6是示出第2测定值(横轴)与根据该第2测定值设定的目标值(纵轴)的关系的一例的图表。如图6所示,本实施方式的目标值包含上限目标值和下限目标值。在该例子中,在第2测定值不足-20℃的情况下,控制部60将值A2设定为上限目标值,将值A1设定为下限目标值。同样地,在第2测定值为-20℃以上且不足0℃的情况下,控制部60将值B2设定为上限目标值,将值B1设定为下限目标值。在该情况下,值B2是大于值A2的值,值B1是大于值A1的值。此外,在图6所示的例子中,值B1是比值A2小的值,但值B1既可以是与值A2相同的值,也可以是比值A2大的值。
第2取得工序ST3是取得由第2传感器S2测定的测定值(以下称为第1测定值)的工序。第2传感器S2是测定第1回路C1的第1热介质的温度或压力的传感器。由第2传感器S2取得的第2测定值存储于控制部60。
在第1调整工序ST4中,根据在目标值设定工序ST2中设定的目标值与在第2取得工序ST3中取得的第1测定值的差分,控制流量调整阀69。控制部60控制流量调整阀69,调整分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比。
如上所述,在本实施方式的目标值设定工序ST2中设定的目标值包含上限目标值和下限目标值。在第1调整工序ST4中,控制部60控制流量调整阀69,以使第1测定值进入上限目标值与下限目标值之间。
在本实施方式的第1调整工序ST4中,在第1测定值达到上限目标值的情况下,使通过第1热交换器7A的第1热介质的流量增加。当通过第1热交换器7A的第1热介质的流量增加时,第1热介质在第1热交换器7A中传递到第2回路C2的热量增加,结果,第1热介质的焓降低。由此,能够使第1测定值降低,能够使第1测定值降低至上限目标值以下的值。
在本实施方式的第1调整工序ST4中,在第1测定值达到下限目标值的情况下,使通过第1空调用热交换器73的第1热介质的流量增加。当通过第1空调用热交换器73的第1热介质的流量增加时,通过第1热交换器7A的第1热介质的流量减少。伴随于此,能够减少第1热介质在第1热交换器7A中传递到第2回路C2的热量,其结果是,第1热介质的焓提高。由此,能够提高第1测定值,能够使第1测定值上升至下限目标值以上的值。
并且,当基于第1传感器S1的第2测定值变化时,再次进行目标值设定工序ST2,再次设定目标值。由此,控制部60更新并存储上限目标值和下限目标值。进而,控制部60控制流量调整阀69,调整分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比,以使第1测定值进入新的上限目标值与下限目标值之间。
根据本实施方式,根据与通过目标值设定工序ST2设定的第1热介质的温度或压力的目标值的差分,在第1调整工序ST4中调整上述的流量比。即,根据本实施方式,与预先有意地设定目标值的情况相比,能够随机应变地改变目标值。特别是,本实施方式的目标值设定工序ST2根据第2测定值来设定目标值。在该情况下,能够根据第2测定值推定第1热交换器7A中的热交换量,设定目标值,能够更细致地调整第1热介质的温度或压力。
在本实施方式的第1调整工序ST4中,控制部60在第1测定值达到上限目标值或下限目标值的情况下使基于流量调整阀69的流量比变化,因此能够降低控制部60中的流量比的调整的频率。其结果是,能够简化控制部60对流量调整阀69的控制。
如图5所示,第2调整工序ST5在本实施方式中在第1调整工序ST4之后进行。但是,第2调整工序ST5只要在目标值设定工序ST2和第2取得工序ST3之后进行即可,可以在第1调整工序ST4之前进行,也可以与第1调整工序ST4同时进行。
如图4所示,车辆用调温装置1具有在第2回路C2中压送第2热介质的第2泵42。第2调整工序ST5是根据在目标值设定工序ST2中设定的目标值与在第2取得工序ST3中取得的第1测定值的差分,使第2泵42的转速变化的工序。
由第2泵42压送的第2热介质通过第1热交换器7A。因此,通过使第2泵42的转速变化,能够使通过第1热交换器7A的第2热介质的流量变化。另外,通过使通过第1热交换器7A的第2热介质的流量变化,能够调整第1热交换器7A中的第1热介质与第2热介质之间的热交换量。
在第2调整工序ST5中,在第1测定值达到上限目标值的情况下,使第2泵42的转速增加,使通过第1热交换器7A的第2热介质的流量增加。由此,在第1热交换器7A中从第1热介质向第2热介质传递的热量增加,能够使第1热介质的温度以及压力降低。能够使第1测定值降低,能够使第1测定值降低至上限目标值以下的值。
在本实施方式的第2调整工序ST5中,在第1测定值达到下限目标值的情况下,使第2泵42的转速减少,使通过第1热交换器7A的第2热介质的流量减少。由此,在第1热交换器7A中从第1热介质向第2热介质传递的热量减少,能够提高第1热介质的温度和压力。由此,能够使第1测定值上升,能够使第1测定值上升至下限目标值以上的值。
根据本实施方式的第2调整工序ST5,通过使第2泵42的转速变化,来调整从第1热介质向第2热介质移动的热量。由此,能够调整第1热介质的温度和压力的变化,能够进行使第1测定值接近目标值的控制。
如图4所示,在进行第2调整工序ST5的情况下,优选在第2回路C2中构成电池环路P3和马达环路P4。电池环路P3使第2热介质通过第2泵42、电池6、第1热交换器7A以及第2热交换器7B而循环。马达环路P4使第2热介质通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3以及马达2而循环。电池环路P3以及马达环路P4通过第1切换部31设为使连接口A、C以及连接口B、D分别连通的第1连接状态而构成。
在进行第2调整工序ST5的情况下,通过在第2回路C2中构成电池环路P3,第2泵42使电池环路P3的第2热介质循环。因此,能够抑制由第2泵42进行的第2热介质的流量调整对电力控制装置4、逆变器3以及马达2的冷却效率造成影响。另外,通过与电池环路P3一起构成马达环路P4,能够利用第1泵41使第2热介质在马达环路P4中循环。由此,能够在马达环路P4中适当地冷却电力控制装置4、逆变器3以及马达2。
如图5所示,第3调整工序ST6在本实施方式中在第2调整工序ST5之后进行。但是,第3调整工序ST6只要在目标值设定工序ST2和第2取得工序ST3之后进行即可,可以在进行第1调整工序ST4和第2调整工序ST5之前进行,也可以与第1调整工序ST4和第2调整工序ST5同时进行。
如图4所示,车辆用调温装置1具有向第1空调用热交换器73输送空气的送风机85。第3调整工序ST6是根据目标值与第1测定值的差分使送风机85的转速变化的工序。
从送风机85输送的空气通过第1空调用热交换器73。因此,通过使送风机85的转速变化,能够调整第1空调用热交换器73中的热交换量。由此,能够调整从第1热介质向空气的散热量,调整第1热介质的温度和压力的变化,能够进行使第1测定值接近目标值的控制。
根据本实施方式的第3调整工序ST6,通过使送风机85的转速变化,能够调整从第1热介质向空气移动的热量。由此,能够调整第1热介质的温度和压力的变化,能够进行使第1测定值接近目标值的控制。
<第2实施方式>
接着,对第2实施方式的车辆用调温装置的控制方法进行说明。本实施方式的车辆用调温装置1的结构与第1实施方式的车辆用调温装置1(图1)的结构相同,仅控制方法不同。
本实施方式的车辆用调温装置的控制方法是在与第1实施方式相同的热气制热模式下实施的控制方法。因此,如图4所示,在车辆用调温装置1的第1回路C1设置有供第1热介质循环的热气用环路L1和蓄热用环路L1a。另外,在第2回路C2形成有供第2热介质循环的整体环路P2。因此,本实施方式的控制方法与第1实施方式同样地,在第1回路C1中,使第1热介质在通过压缩机72、第1空调用热交换器73或第1热交换器7A的热气用环路L1中循环。进而,本实施方式的控制方法在第2回路C2中使第2热介质在通过电池6的整体环路P2中循环。
如图7所示,本实施方式的车辆用调温装置的控制方法包含输出值取得工序ST100、第1取得工序ST1、预备调整工序ST101、目标值设定工序ST2、第2取得工序ST3、第1调整工序ST4、第2调整工序ST5以及第3调整工序ST6。本实施方式的车辆用调温装置的控制方法与第1实施方式的控制方法相比,主要在包含根据预先准备的映射来控制流量调整阀69的预备调整工序ST101这一点上不同。
预备调整工序ST101是根据映射决定分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比,并通过流量调整阀69调整流量比的工序。在表1中示出本实施方式中使用的映射。在本实施方式的映射中,预先存储有压缩机72的输出Pw以及相对于第2热介质的温度T2的上述流量比。
表1
Figure BDA0004017144450000231
表1的映射所示的压缩机72的输出Pw根据压缩机72的转速来判断。即,根据本实施方式的车辆用调温装置的控制方法,在预备调整工序中,根据压缩机72的转速来判断压缩机72的输出Pw。压缩机72的转速与压缩机72的输出Pw相关。即,当压缩机72的输出Pw增加时,压缩机72的转速也随之增加。另外,压缩机72加热第1热介质的加热能力与压缩机72的输出Pw相关。更详细而言,压缩机72的输出Pw越大,则压缩机72的加热能力越大,压缩机72赋予第1热介质的热量越大。另一方面,压缩机72的输出Pw越小,压缩机72的加热能力越小,压缩机72对第1热介质赋予的热量越小。
压缩机72的输出Pw在作为预备调整工序ST101的前工序的输出值取得工序ST100中取得。输出值取得工序ST100是取得压缩机72的转速的工序。在预备调整工序ST101中取得的压缩机72的输出Pw被存储于控制部60。另外,在输出值取得工序ST100中,控制部60根据压缩机72的转速,判断压缩机72的输出Pw是表1中的“弱”、“中”、“强”中的哪一个。
在表1的映射中,第2热介质的温度T2是由图4所示的第1传感器S1测定的测定值(相当于第1实施方式的第2测定值)。因此,表1的第2热介质的温度T2是通过第1热交换器7A后的第2热介质的温度。然而,测定第2热介质的温度T2的传感器例如也可以是测定流入第1热交换器7A的第2热介质的温度的传感器。
第2热介质的温度T2在作为预备调整工序ST101的前工序的第1取得工序ST1中取得。第1取得工序ST1是取得由第1传感器S1测定的测定值(第2测定值)的工序。第1传感器S1是测定第2回路C2的第2热介质的温度的传感器。由第1传感器S1取得的第2测定值存储于控制部60。
在预备调整工序ST101中,分别通过第1热交换器7A和第1空调用热交换器73的第1热介质的流量比由压缩机72的输出Pw和第2热介质的温度T2决定。
在表1的映射中,A%至R%表示由压缩机72的输出Pw和第2热介质的温度T2决定的通过第1热交换器7A的第1热介质的流量比。关于映射的各流量比A%~R%,第2热介质的温度T2越低,通过第1热交换器7A的流量比被设定为越小的值。即,以第2热介质的温度越低,通过第1热交换器7A的第2热介质的流量越少的方式设定各流量比A%~R%。这样,在本实施方式的预备调整工序ST101中,根据第2热介质的温度T2来设定通过第1热交换器7A的第1热介质的流量比。因此,无论在第2热介质的温度高的情况下还是低的情况下,在第1热交换器7A中,都能够使从第1热介质向第2热介质赋予的热量成为期望的范围的热量。因此,在第2热介质的温度低的情况下,能够抑制第1热介质的焓过度降低。另外,在第2热介质的温度高的情况下,能够抑制从第1热介质向第2热介质赋予的热量降低。
输出Pw越小,映射的各流量比A~R%被设定为越小的流量比。即,压缩机72的输出Pw越小,通过第1热交换器7A的流量比被设定为越小的值。如上所述,在压缩机72中赋予第1热介质的热量与输出Pw相关。因此,根据本实施方式,输出Pw越小,则使通过第1热交换器7A的第1热介质的流量越减少,从第1热介质赋予第2热介质的热量越减少,能够抑制第1热介质的焓过度降低。另外,根据本实施方式,输出Pw越大,则使通过第1热交换器7A的第1热介质的流量越增加,从第1热介质向第2热介质赋予的热量增加,能够抑制第1热介质的焓过度降低,并且能够迅速地加热第2热介质以及电池6。此外,在相对于输出Pw的能够赋予第1热介质的热量的变动小的情况下、驱动压缩机72时的输出Pw恒定的情况下,通过第1热交换器7A的流量比仅根据第2热介质的温度T2来设定。
根据本实施方式的预备调整工序ST101,使用预先准备的映射,通过流量调整阀69进行通过第1热交换器7A的第1热介质的流量的设定。因此,例如,与根据第1热介质的温度或压力、或第2热介质的温度等对流量比进行反馈控制的情况相比,容易使第1热介质的温度或压力稳定,并且能够实现车辆用调温装置的控制的简化。
根据本实施方式,控制部60至少根据作为第2传感器S2的测定值的第2热介质的温度T2来控制流量调整阀69。因此,在热气制热模式下,特别是在车辆刚启动后等第2热介质的温度较低的情况下,能够立即利用流量调整阀69减小通过第1热交换器7A的第1热介质的流量。因此,能够抑制第1热介质的焓过度降低。因此,能够抑制压缩机72对第1热介质进行加热的加热能力降低,能够提高压缩机72的加热能力。另外,在第2热介质的温度高的情况下,能够利用流量调整阀69增大通过第1热交换器7A的第1热介质的流量。因此,能够在抑制第1热介质的焓过度降低的同时迅速地升高第2热介质和电池6的温度。因此,能够充分地活用压缩机72的加热能力。
根据本实施方式,控制部60根据第2热介质的温度T2以及压缩机72的输出Pw,通过流量调整阀69调整通过第1热交换器7A的第1热介质的流量。根据本实施方式,能够使第1热介质的焓适当地稳定,能够使压缩机72的加热能力适当地稳定。
在预备调整工序ST101之后,进行与第1实施方式同样的目标值设定工序ST2、第2取得工序ST3、第2调整工序ST5以及第3调整工序ST6。即,根据本实施方式,在所述预备调整工序之后,包含如下工序:目标值设定工序ST2,设定第1热介质的温度或压力的目标值;以及第1调整工序ST4,根据目标值与所述第1热介质的温度或压力的测定值的差分来调整所述流量比。
根据本实施方式的车辆用调温装置的控制方法,在基于映射的预备调整工序ST101之后,进行与第1实施方式相同的控制。因此,根据本实施方式的控制方法,进行基于映射的控制,使第1热介质的温度以及压力立即稳定,并且进一步设定目标值,进行使第1热介质接近更优选的温度以及压力的反馈控制。能够进行用于使第1热介质的温度以及压力立即稳定而提高压缩机72的加热能力,并且并行地进一步提高加热能力的控制。
需要说明的是,在本实施方式中,在预备调整工序ST101中,在能够通过根据映射设定的流量比将第1热介质的温度以及压力维持在目标值的范围内的情况下,也可以不设置目标值设定工序ST2、第2取得工序ST3、第2调整工序ST5以及第3调整工序ST6。由此,能够实现车辆用调温装置的控制的简化。
以上,对本发明的实施方式及其变形例进行了说明,但实施方式以及变形例中的各结构以及它们的组合等是一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外,本发明并不限定于实施方式。

Claims (14)

1.一种车辆用调温装置,其具有:
第1回路,其供第1热介质流动;
压缩机,其配置于所述第1回路,对所述第1热介质进行压缩;
空调用热交换器,其配置于所述第1回路,在所述第1热介质与空气之间进行热交换;
流量调整阀,其配置于所述第1回路;
传感器,其配置于所述第1回路,测定所述第1热介质的温度或压力;
第2回路,其供第2热介质流动;
第1热交换器,其跨越所述第1回路和所述第2回路而配置,在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换;以及
控制部,
所述第1回路具有:
第1管路,其经过所述空调用热交换器;以及
第2管路,其经过所述第1热交换器,
使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环,
所述流量调整阀对在所述第1管路和所述第2管路中流动的所述第1热介质的流量比进行调整,
所述控制部根据所述传感器中的测定值来控制所述流量调整阀。
2.根据权利要求1所述的车辆用调温装置,其中,
该车辆用调温装置具有:
膨胀阀,其配置于所述第1回路;以及
第2热交换器,其跨越所述第1回路和所述第2回路而配置,
所述第1热交换器配置于所述压缩机的下游侧且所述膨胀阀的上游侧,
所述第2热交换器配置于所述膨胀阀的下游侧且所述压缩机的上游侧,
所述第1环路经过所述第2热交换器。
3.根据权利要求2所述的车辆用调温装置,其中,
所述第2回路具有:
第3管路,其经过所述第2热交换器;
第4管路,其绕所述第2热交换器迂回;以及
切换部,其对在所述第1管路和所述第2管路中流动的所述第2热介质的流量的比率进行调整,
所述控制部通过对所述切换部进行控制,来对所述第2热介质的流量的比率进行调整。
4.一种车辆用调温装置的控制方法,其中,
所述车辆用调温装置具有:
第1回路,其供第1热介质流动,并且配置有压缩机、第1热交换器、空调用热交换器以及流量调整阀;以及
第2回路,其供第2热介质流动,并且配置有所述第1热交换器,
所述空调用热交换器在所述第1热介质与空气之间进行热交换,
所述第1热交换器在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换,
所述流量调整阀对分别经过所述第1热交换器和所述空调用热交换器的所述第1热介质的流量比进行调整,
在所述第1回路中,使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环,并且根据所述第1热介质的温度或压力、经过了所述空调用热交换器的空气的温度、车室内的空气的温度中的任意一个的测定值即第1测定值,通过所述流量调整阀对所述流量比进行调整。
5.根据权利要求4所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
在所述第1回路中配置有膨胀阀,
跨越所述第1回路和所述第2回路而配置有第2热交换器,该第2热交换器在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换,
所述第1热交换器配置于所述压缩机的下游侧且所述膨胀阀的上游侧,
所述第2热交换器配置于所述膨胀阀的下游侧且所述压缩机的上游侧,
所述第1环路不仅经过所述第1热交换器,还经过所述第2热交换器。
6.根据权利要求5所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
所述第2回路具有:
第3管路,其经过所述第2热交换器;
第4管路,其绕所述第2热交换器迂回;以及
切换部,其对在所述第3管路和所述第4管路中流动的所述第2热介质的流量的比率进行调整,
通过所述切换部对所述第2热介质的流量的比率进行调整。
7.根据权利要求4所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
该车辆用调温装置的控制方法包含如下工序:
目标值设定工序,设定所述第1热介质的温度或压力、经过了所述空调用热交换器的空气的温度、车室内的空气的温度中的任意一个的目标值;以及
第1调整工序,根据所述目标值与所述第1测定值的差分,对所述流量比进行调整。
8.根据权利要求7所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
所述目标值设定工序是根据所述第2热介质的温度的测定值即第2测定值来设定所述目标值的工序。
9.根据权利要求7或8所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
所述目标值包含上限目标值和下限目标值,
在所述第1调整工序中,在所述第1测定值达到所述上限目标值的情况下,使经过所述第1热交换器的所述第1热介质的流量增加,
在所述第1测定值达到所述下限目标值的情况下,使经过所述空调用热交换器的所述第1热介质的流量增加。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
该车辆用调温装置的控制方法包含如下的第2调整工序:根据所述目标值与所述第1测定值的差分,使在所述第2回路中压送所述第2热介质的泵的转速发生变化。
11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
该车辆用调温装置的控制方法包含如下的第3调整工序:根据所述目标值与所述第1测定值的差分,使向所述空调用热交换器输送空气的送风机的转速发生变化。
12.一种车辆用调温装置的控制方法,其中,
所述车辆用调温装置具有:
第1回路,其供第1热介质流动,并且配置有压缩机、第1热交换器、空调用热交换器以及流量调整阀;以及
第2回路,其供第2热介质流动,并且配置有所述第1热交换器,
所述空调用热交换器在所述第1热介质与空气之间进行热交换,
所述第1热交换器在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换,
所述流量调整阀对分别经过所述第1热交换器和所述空调用热交换器的所述第1热介质的流量比进行调整,
在所述第1回路中,使所述第1热介质在经过所述压缩机、所述空调用热交换器或所述第1热交换器的第1环路中循环,
该车辆用调温装置的控制方法包含如下的预备调整工序:根据预先存储有所述压缩机的输出和相对于所述第2热介质的温度的所述流量比的映射来决定所述流量比,并通过所述流量调整阀来对所述流量比进行调整。
13.根据权利要求12所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
在所述预备调整工序中,根据所述压缩机的转速来判断所述压缩机的输出。
14.根据权利要求12或13所述的车辆用调温装置的控制方法,其中,
该车辆用调温装置的控制方法在所述预备调整工序之后包含如下工序:
目标值设定工序,设定所述第1热介质的温度或压力、经过了所述空调用热交换器的空气的温度、车室内的空气的温度中的任意一个的目标值;以及
第1调整工序,根据所述目标值与所述第1热介质的温度或压力的测定值的差分来对所述流量比进行调整。
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