JP2004155299A

JP2004155299A - Vehicular air conditioner

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Publication number: JP2004155299A
Application number: JP2002322303A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kito; 和雄鬼頭; Toshiya Nagasawa; 聡也長澤; Satoshi Izawa; 聡井澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03
Also published as: DE10351672A1; GB2395776B; GB2395776A; GB0325590D0

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular air conditioner capable of obtaining necessary heating performance by supplementing heating capacity with refrigerant gas from a compressor introduced into an evaporator by a hot gas heater cycle when a target opening SW'i of an air mix door is not only maximum but also higher than a specified value. <P>SOLUTION: In the air conditioner ECU, the target opening SW'i of the air mix door is computed from a target blowing-out temperature calculated on the basis of an outside-air temperature TAM, an after-evaporation temperature TE and a cooling water temperature TW. When the target opening SW'i of the air mix door 34 is determined at the specified value (for example, ≥106%) by a target opening determining means, it is determined to be at a maximum heating position (MAX, HOT) by a maximum heating position determining means, and switching to the hot gas heater cycle for conducting heating by the hot gas heater cycle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水式暖房装置の加熱用熱交換器の暖房能力を補うために、通常の冷凍サイクルからホットガスヒータサイクルに切り替えることが可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置にあっては、エンジンの冷却水を空調ダクト内の温水式ヒータに導入し、その温水式ヒータにより空調ダクト内を流れる空気を加熱して暖房を行う温水式暖房装置（主暖房装置）が一般的である。この種の温水式暖房装置では、外気温度が低く冷却水温も低い場合、エンジンを始動して温水式暖房装置を駆動する時、温水式暖房装置の立ち上りが遅くて暖房能力が不足する不都合がある。
【０００３】
この不都合を解消するため、通常の冷凍サイクルに加えて、温水式暖房装置の暖房能力を補助するためにホットガスヒータサイクル（補助暖房装置）を備えた冷凍サイクル装置がある（例えば特許文献１参照）。これによると、暖房運転時に温水式暖房装置の温水式ヒータによる暖房能力が不足している場合、切替弁により冷媒の流れをホットガスヒータサイクルに切り替え、冷媒圧縮機を駆動させて吐出した高温かつ高圧のガス冷媒（ホットガス）を減圧装置を経て冷媒蒸発器として働く室内熱交換器に導入し、室内熱交換器により空調ダクト内を流れる空気を加熱して温水式暖房装置の暖房能力を補っている。この場合、温水式ヒータの水温が所定温度以下で最大温度設定時にホットガスヒータサイクルに切り替え、冷媒圧縮機からのガス冷媒を減圧装置から冷媒蒸発器として働く室内熱交換器に導入するのが良いとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２３７１８７号公報（第４−６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、車両用空調装置の空調ダクト内には、室内熱交換器の空気下流側で温水式ヒータに対してエアミックスドアが開閉可能に設けられ、車室内に吹き出す空調風の調節は、エアミックスドアの開閉動作により、温水式ヒータを通過する空気量と温水式ヒータを迂回する空気量との混合割合を変えることにより行われる。
そして、ホットガスヒータサイクルに切り替えるには、図７に示すようにエアミックスドアが調整リンク６１に連結された機械式の切替調節機構が一般的に考えられ、調整リンク６１を下限まで回動してエアミックスドアの開度を最大にした時、調整リンク６１がリミットスイッチ６０の可動接片６０ａを押圧により通電させてホットガスヒータサイクルに切り替わる。
【０００６】
このため、エンジンの始動時や車両の走行時に外気温度が低い場合でもエアミックスドアの開度を最大にしない限り、ホットガスヒータサイクルへの切り替えが行われないので、暖房の立ち上りが遅れたり暖房不足になり車室内の快適性が低下する恐れがある。
また、エアミックスドアの開度が最大時のみでなく所定値以上の時にホットガスヒータサイクルに切り替えるには、調整リンク６１の回動経路に複数の近接スイッチなどを設けることが必要となり、部品点数の増加により省スペース化を図り難くなり構造が複雑で製造コスト高になる問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は外気温度が低い場合、エアミックスドアの開度が最大でなくても、所定値以上でコスト的に有利にホットガスヒータサイクルにより暖房能力を補って必要な暖房性能を確保し、素早い暖房の立ち上がりを図るとともに、暖房不足を解消して常に車室内の良好な快適性を保つことができる車両用空調装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、空調制御手段は、外気温度検出手段により検出した外気温度が所定値以下の時、サイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。すなわち、外気温度が所定値以下になると、例えば、エアミックスドアの開度が最大でなくてもサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替わり、ガス冷媒を室内熱交換器に流してホットガスヒータサイクルによる暖房が行われる。このため、外気温度が低いときでも、素早い暖房の立ち上がりが図られるとともに、暖房不足を解消して常に車室内の良好な快適性を保つことができる。
【０００９】
請求項２の発明では、空調制御手段は、外気温度検出手段により検出した外気温度に応じてエアミックスドアの目標開度を算出する目標開度決定手段を有する。目標開度決定手段により算出されたエアミックスドアの目標開度が所定値以上の時にサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。
【００１０】
請求項３の発明では、空調制御手段は、エアミックスドアの目標開度の所定値を外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて補正する補正演算手段を有する。
【００１１】
請求項４の発明では、空調制御手段は、目標開度決定手段により決定されたエアミックスドアの目標開度が所定値以上の時にエアミックスドアが最大暖房位置に設定されると判断する最大暖房位置判定手段を有する。
【００１２】
請求項５の発明では、空調制御手段は、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段により検出した冷却水温度が所定値以下、または室内熱交換器を通過した直後の空気温度を検出する空気温度検出手段により検出された空気温度が所定値以下の時にサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。
【００１３】
請求項６の発明では、空調制御手段は目標吹出温度を算出する目標吹出温度決定手段を有し、この目標吹出温度決定手段により算出される目標吹出温度に応じてエアミックスドアの目標開度を設定する目標開度決定手段を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図５は本発明の実施形態を示したもので、図１は車両用空調装置の全体構造図、図２は空調ダクトの拡大縦断面図、図３は車両用空調装置の制御系を示した図である。
【００１５】
本実施形態の車両用空調装置は、暖房用主熱源であるエンジンＥを搭載する自動車の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）１における各空調手段（アクチュエータ）を空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと称する）１０により制御するように構成された車両用エアコン装置である。
【００１６】
空調ユニット１は、車室内に空調風を導く空気通路１１を成す空調ダクト２を備える。空調ダクト２の最も空気上流側には、車室外空気（以下外気と称する）を吸い込むための外気吸込口２ａ、車室内空気（以下内気と称する）を吸い込むための内気吸込口２ｂおよび内外気切替えドア２ｃが設けられている。内外気切替えドア２ｃは、リンク機構を介してサーボモータなどのアクチュエータ２ｄにより駆動され、少なくとも外気吸込口２ａから外気を吸い込む外気導入（ＦＲＳ）モードと内気吸込口２ｂから内気を吸い込む内気循環（ＲＥＣ）モードとを切り替える内外気切替手段を構成する。空調ダクト２の外気吸込口２ａ付近には、外気温度を検出するための外気温度センサ（外気温度検出手段）４６が設けられている。
【００１７】
空調ダクト２の最も空気下流側には、フロント窓ガラスの内面に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口Ｈｉ、車両乗員の身体の頭胸部に向けて空調風（主に冷風）を吹き出すためのフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口Ｈｊ、車両乗員の身体の足元部に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのフット（ＦＯＯＴ）吹出口Ｈｋおよびこれらの吹出口を選択的に開閉する複数個のモード切替ドア３０ａ、３０ｂ、３０ｃが設けられている。モード切替ドア３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、リンク機構を介してサーボモータ３０ｄのアクチュエータにより駆動され、ＦＡＣＥ吹出口Ｈｊのみを開放するフェイス（ＦＡＣＥ）モード、ＦＡＣＥ吹出口ＨｊとＦＯＯＴ吹出口Ｈｋとを開放するバイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、ＦＯＯＴ吹出口Ｈｋのみを開放するフット（ＦＯＯＴ）モード、ＦＯＯＴ吹出口ＨｋとＤＥＦ吹出口Ｈｉとを開放するフットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、およびＤＥＦ吹出口Ｈｉのみを開放するデフロスタ（ＤＥＦ）モードに切り替える。
【００１８】
内外気切替えドア２ｃよりも空気の流れ方向の下流側には、遠心式送風機３が設けられている。この遠心式送風機３は、空調ダクト２に一体的に設けられたスクロールケーシング３１と、ブロワ駆動回路（図示せず）により制御されるブロワモータ１２と、このブロワモータ１２に回転駆動される遠心式ファン１３とから構成される。遠心式ファン１３の送風量は、ブロワモータ１２に印加される制御電圧を例えば０段階（無通電）から３２段階まで連続的あるいは段階的に切り替えられる。
【００１９】
各吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋよりも空気の流れ方向の上流側には、後述するエバポレータ（冷媒蒸発器）６を通過した空気を再加熱する温水式暖房装置４の温水式ヒータ（ヒータコア）５が設けられている。この温水式ヒータ５は、エンジンＥにより駆動されるウォータポンプ（図示せず）を介して冷却水の循環流が発生する冷却水循環回路１４の途中に設置されている。冷却水循環回路１４に設けられた温水弁１５の開弁により温水式ヒータ５にエンジンＥの排熱を吸収した冷却水が循環し、昇温した冷却水が暖房用熱源として空気を再加熱する。すなわち、温水式ヒータ５は、空気の加熱作用を行う加熱用熱交換器であり、エンジンＥ、冷却水循環回路１４および温水弁１５とともに温水式暖房装置４を構成する。
【００２０】
遠心式送風機３と温水式ヒータ５との間には、自動車に搭載された冷凍サイクル装置２０の構成部品を成すエバポレータ６が室内熱交換器として空調ダクト２内の空気通路１１の全面を塞ぐように配置されている。冷凍サイクル装置２０は、通常の冷凍サイクル２１およびホットガスヒータサイクル２２からなり、通常の冷凍サイクル２１とホットガスヒータサイクル２２とを切り替える第１および第２電磁弁２３、２４をサイクル切替手段として備えている。
エバポレータ６の空気の流れ方向の下流側には、エアミックスドア３４が温水式ヒータ５に対する閉弁位置と開弁位置との間で開閉可能に設けられている。エアミックスドア３４は、サーボモータ３５などのアクチュエータにより駆動され、マックスクール（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ）からマックスホット（ＭＡＸ・ＨＯＴ）までの開度範囲内でドア開度が変化することで、温水式ヒータ５を通過する空気量と温水式ヒータ５を迂回する空気量との混合割合を調整する。これにより、各吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋから車室内に吹き出す空調風の温度が所望の温度に調節される。
【００２１】
通常の冷凍サイクル２１では、冷媒圧縮機としてのコンプレッサ７から吐出された高圧のガス冷媒を第１電磁弁２３→コンデンサ（室外熱交換器、冷媒凝縮器）２５→レシーバ（気液分離器）２６→膨張弁２７→エバポレータ６→アキュームレータ（液溜器）２８→コンプレッサ７の順に循環させる。
【００２２】
ホットガスヒータサイクル２２では、コンプレッサ７から吐出された高温かつ高圧のガス冷媒（ホットガス）を第２電磁弁２４→減圧装置２９→エバポレータ６→アキュームレータ２８→コンプレッサ７の順に循環させる。
【００２３】
冷凍サイクル装置２０において、第１電磁弁２３が開弁して第２電磁弁２４が閉弁すると、通常の冷凍サイクル２１中に冷媒が還流する。逆に、第１電磁弁２３が閉弁して第２電磁弁２４が開弁すると、ホットガスヒータサイクル２２中に冷媒が還流する。なお、冷却ファン１６は、駆動モータ１７により回動駆動されて外気をコンデンサ２５に強制的に吹き付ける。
【００２４】
冷凍サイクル装置２０のエバポレータ６は、通常の冷凍サイクル２１中を冷媒が流れる時、膨張弁２７から流入する低温の気液二相冷媒を蒸発させて、通過する空気を冷却するクーラとして働く。また、エバポレータ６は、ホットガスヒータサイクル２２中を冷媒が流れる時、減圧装置２９から流入する高温かつ高圧のガス冷媒を流して、通過する空気を加熱する補助ヒータとしても働く。なお、膨張弁２７は、冷媒を断熱膨張させるだけでなくエバポレータ６の出口の冷媒加熱度に応じて冷媒の循環量を調節する。
【００２５】
コンプレッサ７は、例えば固定容量のピストン型圧縮機であり、この吸入口より吸入した冷媒を圧縮して吐出口よりガス冷媒を吐出するためエンジンＥにより駆動される冷媒圧縮機である。コンプレッサ７のシャフトには、エンジンＥの回転動力をコンプレッサ７に伝達・遮断する電磁クラッチ８が連結されている。電磁クラッチ８のプーリ３３とエンジンＥのクランクプーリＥｐには、ベルトＶが掛けられてエンジンＥの回転動力をコンプレッサ７に伝達できるようになっている。
【００２６】
電磁クラッチ８が通電状態の時には、エンジンＥの回転動力がベルトＶおよび電磁クラッチ８を介してコンプレッサ７に伝達されて、冷凍サイクル装置２０が起動することによりエバポレータ６の空気冷却作用あるいは空気加熱作用が行われる。電磁クラッチ８が無通電状態になると、エンジンＥの回転動力が遮断されてエバポレータ６の空気冷却作用および空気加熱作用が停止する。
【００２７】
空調ユニット１における各空調手段を制御するエアコンＥＣＵ１０には、車室内前面に設けられたエアコン操作パネル（図示せず）上の各スイッチからの各スイッチ信号が入力される。エアコン操作パネル上には、オートスイッチ４０、吹出口モード（例えばフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモードのいずれか）を切替えるモード切替スイッチ４１、車室内の温度を所望に設定する温度設定スイッチ４２、冷凍サイクル装置２０の起動・停止を指令するエアコンスイッチ４３および遠心式送風機３へのオン・オフを指令するブロワスイッチ４４などが設置されている。
エアコンＥＣＵ１０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが設けられ、後述する各センサからの入力信号が入力回路ＩｎによりＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。エアコンＥＣＵ１０は、エンジンＥのイグニションスイッチが投入されると、自動車に搭載されたバッテリ（図示せず）から直流電源が給電されて制御処理を開始するように構成されている。
【００２８】
また、エアコンＥＣＵ１０には、車室内の空気温度（以下内気温度と称する）を検出する内気温度センサ４５、車室外の空気温度ＴＡＭ（以下外気温度と称する）を検出する外気温度センサ４６および車室内に入射する日射量を検出する日射センサ４７からの各センサ信号が入力される。さらに、エアコンＥＣＵ１０には、エバポレータ６を通過した直後の空気温度ＴＥ（以下エバ後温度と称する）を検出するエバ後温度センサ（空気温度検出手段）４８、温水式ヒータ５に流入する冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）４９および冷凍サイクル装置２０の高圧圧力を検出する冷媒圧力センサ５０からの各センサ信号が入力される。これら各スイッチや各センサは、自動車の空調を行うのに必要な空調環境因子を検出するもので、内気温度センサ４５、外気温度センサ４６、エバ後温度センサ４８および冷却水温度センサ４９にはサーミスタが用いられている。
【００２９】
ここで、エアコンＥＣＵ１０は、目標開度決定手段、目標吹出温度決定手段、最大暖房位置判定手段およびサイクル切替決定手段を内蔵する。目標開度決定手段は、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭに応じてエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出する。目標吹出温度決定手段は、目標吹出温度ＴＡＯを算出し、算出した目標吹出温度ＴＡＯに応じて目標開度決定手段によりエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出させる。この時、サーボモータ３５が通電制御され、エアミックスドア３４を算出された目標開度ＳＷ’ｉに応じた開弁位置に駆動する。
最大暖房位置判定手段は、目標開度決定手段により算出されたエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値以上、例えば１０３〜１０６％の時にエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断する。この時、算出された目標開度ＳＷ’ｉに応じてサーボモータ３５が作動してエアミックスドア３４を開閉作動させる。なお、目標吹出温度ＴＡＯおよび目標開度ＳＷ’ｉは下記の数１の演算式および数２の演算式から算出される。
【００３０】
【数１】

【００３１】
【数２】

数１の演算式において、Ｋｓｅｔは温度設定ゲイン、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ４２によって設定される設定温度、ＫＲは内気温ゲイン、ＴＲは内気温度センサ４５によって検出される内気温度、ＫＡＭは外気温ゲイン、ＴＡＭは外気温度センサ４６によって検出される内気温度、ＫＳは日射ゲイン、ＴＳは日射センサ４７によって検出される日射量、Ｃは補正定数である。また、数２の演算式において、ＴＡＯは目標吹出温度、ＴＥはエバ後温度センサ４８によって検出されるエバ後温度、ＴＷは冷却水温度センサ４９によって検出される冷却水温度である。
【００３２】
図４は、目標吹出温度ＴＡＯ、エバ後温度ＴＥおよび冷却水温度ＴＷにより算出したエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉ｛Ａ／Ｍ開度（ＳＷ）｝と真の目標ドア開度ＳＷｉとの関係を示す。これにより、空調風の目標吹出温度ＴＡＯに対してエアミックスドア３４の真の目標ドア開度ＳＷｉを目標開度ＳＷ’ｉに換算し、吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋから吹き出す空調風の温度を自動コントロールすることができる。
【００３３】
〔第１実施形態の制御方法〕
本実施形態のエアコンＥＣＵ１０による空調制御を図５のフローチャートに基づいて説明する。
イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、エアコンＥＣＵ１０に直流電源が給電されて、図５のルーチンが起動する。まず、エアコン操作パネル上の各スイッチから各スイッチ信号とともに、各センサからの各センサ信号を読み込む（ステップＳ１）。
次に、エアコンスイッチ４３またはオートスイッチ４０が通電されているか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定結果がＮＯの場合には、コンプレッサ７を停止する（ステップＳ３）。その後に、図５のルーチンを抜けて、ステップＳ１以下の処理を所定のタイミング毎に繰り返す。
また、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの場合には、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭ、日射量ＴＳとの関係を予め実験などにより作成した上記数１の演算式に基づいて、目標吹出温度ＴＡＯを算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ４）。
次に、目標吹出温度ＴＡＯ、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭ、日射量ＴＳとの関係を予め実験などにより測定して作成した上記数２の演算式に基づいて、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出する（目標開度決定手段：ステップＳ５）。そして、算出された目標開度ＳＷ’ｉは、図４のマップにより決められた真の目標ドア開度ＳＷｉに変換され、その真の目標ドア開度ＳＷｉに応じた制御信号をサーボモータ３５に送ってサーボモータ３５によりエアミックスドア３４が制御信号に応じたドア開度に駆動される。
【００３４】
次に、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭが所定値（例えば３℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＮＯの場合には、第１電磁弁２３を開弁し、第２電磁弁２４を閉弁して、冷凍サイクル装置２０を通常の冷凍サイクル２１に切り替える（ステップＳ７）。その後に、図５のルーチンを抜けて、ステップＳ１以下の処理を所定のタイミング毎に繰り返す。
また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ５にて算出した、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値（例えば１０６％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
【００３５】
また、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳの場合には、最大暖房位置判定手段によりエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断して、冷却水温度センサ４９により検出された冷却水温度ＴＷが所定値（例えば６８℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ９）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
また、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合には、エバ後温度ＴＥが所定値（例えば２５℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
また、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳの場合には、第１電磁弁２３を閉弁し、第２電磁弁２４を開弁して、冷凍サイクル装置２０をホットガスヒータサイクル２２に切り替える（ステップＳ１１）。すなわち、コンプレッサ７により吐出された高温かつ高圧のガス冷媒がエバポレータ６に流入してホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われる。
なお、エアコンＥＣＵ１０は補正演算手段を有しており、ホットガスヒータサイクル２２に切り替える際、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの所定値に補正を加えることができる。この補正は、外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷ、内気温度ＴＲ、内気温度ＴＲと温度設定スイッチ４２による設定温度Ｔｓｅｔとの偏差、内気温度ＴＲと外気温度ＴＡＭとの偏差、または内気温度ＴＲとエバ後温度ＴＥとの偏差などに応じて行うことができる。
【００３６】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の車両用空調装置によれば、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭが所定値以下、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの演算値が所定値以上、冷却水温度センサ４９により検出された温水式ヒータ５の冷却水温度ＴＷが所定値以下でエバ後温度センサ４８により検出されたエバ後温度ＴＥが所定値以下の時、サイクル切替手段により通常の冷凍サイクル２１からホットガスヒータサイクル２２に切り替えてガス冷媒をエバポレータ６に導入してホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われる。
このため、外気温度が低くても暖房不足を補って必要な暖房性能を確保することができて素早い暖房の立ち上がりが図られるとともに、車両の走行時などに暖房不足を解消して常に室内の良好な快適性を保つことができる。しかも、エアミックドア３４の目標開度ＳＷ’ｉをエアコンＥＣＵ１０に算出させた演算値により設定しているため、エアミックスドア３４の開度に応じて近接スイッチなどを複数設ける必要がなく部品点数の削減により省スペース化が図られて構造が簡素で製造コスト安になるといった利点がある。
また、ホットガスヒータサイクル２２による暖房時、ガス冷媒をエバポレータ６に還流させるので、特に外気温度が低い場合でエンジンの始動時などのように温水式ヒータ５の冷却水温度ＴＷが低い時、エバポレータ６で加温された空気により温水式ヒータ５内の冷却水が暖められてエンジンＥの始動時のエミッションが低減するといった副次的効果も得られる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図６は本発明の第２実施形態におけるエアコンＥＣＵ１０による制御方法を示すフローチャートを示す。第１実施形態と同様の制御の説明は省き、第１実施形態と異なる制御についてのみ説明する。
第２実施形態では、ホットガスヒータサイクル２２に切り替える際、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉとなる所定値以上の設定値を外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭに応じて補正演算手段により７０〜１０５％の範囲内に補正している。このため、ステップＳ１２でエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値（例えば、１０５％以上）である場合、最大暖房位置判定手段によりエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断して第１実施形態と同様にステップＳ９の判定処理に移行する。
【００３８】
〔他の実施形態〕
上記実施形態では、ホットガスヒータサイクル２２による暖房を行う際、外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷおよびエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの全ての要件を満たすことを条件としたが（ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０）、これに限らず外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷおよびエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉのうち必ずしも全てが要件を満たさなくても、任意の一つ、二つあるいは三つが要件を満たすだけでホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われるようにしてもよい。
また、ホットガスヒータサイクル２２による暖房を行う際、外気温度ＴＡＭ、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉ、冷却水温度ＴＷおよびエバ後温度ＴＥは、上記実施形態で用いた数値に限らず実施状況に応じて所望の値に変更することができる。また、本実施形態では、エアミックス温度コントロール方式を採用したが、リヒート式温度コントロール方式を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の構成図である（第１実施形態）。
【図２】空調ダクトの拡大縦断面図である。
【図３】車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】エアミックスドアの目標開度と真の目標ドア開度との関係を示すマップである。
【図５】エアコンＥＣＵによる制御方法を示すフローチャートである。
【図６】エアコンＥＣＵによる制御方法を示すフローチャートである（第２実施形態）。
【図７】ホットガスヒータサイクルに切る替えるための調整リンクを示す平面図である（従来技術）。
【符号の説明】
Ｅエンジン
２空調ダクト
４温水式暖房装置
５温水式ヒータ（加熱用熱交換器）
６エバポレータ（室内熱交換器、冷媒蒸発器、クーラ、補助ヒータ）
７コンプレッサ（冷媒圧縮機）
１０エアコンＥＣＵ（空調制御手段、目標開度決定手段、目標吹出温度決定手段、最大暖房位置判定手段、サイクル切替決定手段、補正演算手段）
２０冷凍サイクル装置（補助暖房装置）
２１通常の冷凍サイクル
２２ホットガスヒータサイクル
２３第１電磁弁（サイクル切替手段）
２４第２電磁弁（サイクル切替手段）
２５コンデンサ（室外熱交換器）
２９減圧装置
３４エアミックスドア
４６外気温度センサ（外気温度検出手段）
４８エバ後温度センサ（空気温度検出手段）
４９冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that can switch from a normal refrigeration cycle to a hot gas heater cycle in order to supplement the heating capacity of a heating heat exchanger of a hot water heating device.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle air conditioner, a hot water heating device (main heating) that introduces cooling water of an engine into a hot water heater in an air conditioning duct and heats air flowing in the air conditioning duct by the hot water heater to perform heating. Device) is common. In this type of hot water type heating device, when the outside air temperature is low and the cooling water temperature is low, when the engine is started to drive the hot water type heating device, there is a disadvantage that the startup of the hot water type heating device is slow and the heating capacity is insufficient. .
[0003]
In order to solve this inconvenience, there is a refrigeration cycle device provided with a hot gas heater cycle (auxiliary heating device) to assist the heating capacity of a hot water heating device in addition to a normal refrigeration cycle (for example, see Patent Document 1). . According to this, when the heating capacity of the hot water heater of the hot water heating device is insufficient during the heating operation, the flow of the refrigerant is switched to the hot gas heater cycle by the switching valve, and the high temperature and high pressure discharged by driving the refrigerant compressor are discharged. The gas refrigerant (hot gas) is introduced into the indoor heat exchanger acting as a refrigerant evaporator through the decompression device, and the indoor heat exchanger heats the air flowing in the air conditioning duct to supplement the heating capacity of the hot water heating device. I have. In this case, it is better to switch to the hot gas heater cycle when the water temperature of the hot water heater is equal to or lower than the predetermined temperature and set the maximum temperature, and to introduce the gas refrigerant from the refrigerant compressor from the decompression device to the indoor heat exchanger acting as a refrigerant evaporator. Have been.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3237187 (page 4-6, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Normally, an air mix door is provided in the air conditioning duct of the vehicle air conditioner so that an air mix door can be opened and closed with respect to a hot water heater downstream of the air in the indoor heat exchanger. This is performed by changing the mixing ratio of the amount of air passing through the hot water heater and the amount of air bypassing the hot water heater by opening and closing the door.
To switch to the hot gas heater cycle, a mechanical switching adjustment mechanism in which an air mixing door is connected to an adjustment link 61 as shown in FIG. 7 is generally considered, and the adjustment link 61 is rotated to the lower limit. When the opening of the air mix door is maximized, the adjustment link 61 presses the movable contact piece 60a of the limit switch 60 to switch on the hot gas heater cycle.
[0006]
For this reason, even when the outside air temperature is low when the engine is started or the vehicle is running, switching to the hot gas heater cycle is not performed unless the opening of the air mix door is maximized. And the comfort in the passenger compartment may be reduced.
In addition, in order to switch to the hot gas heater cycle when the opening degree of the air mix door is not less than the maximum value and is equal to or greater than a predetermined value, it is necessary to provide a plurality of proximity switches and the like on the rotation path of the adjustment link 61, and Due to the increase, it is difficult to save space, and there is a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost is increased.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is that when the outside air temperature is low, even if the degree of opening of the air mixing door is not the maximum, the heating capacity can be increased by a hot gas heater cycle at a predetermined value or more in terms of cost. It is an object of the present invention to provide a vehicle air conditioner that can ensure necessary heating performance by supplementing the above, promptly start heating, and can also eliminate insufficient heating and always maintain good comfort in the vehicle interior.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, when the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting unit is equal to or lower than a predetermined value, the air conditioning control unit controls the cycle switching unit to switch to the hot gas heater cycle. That is, when the outside air temperature becomes equal to or lower than a predetermined value, for example, even if the opening degree of the air mixing door is not the maximum, the cycle switching means is controlled to switch to the hot gas heater cycle, and the gas refrigerant flows into the indoor heat exchanger and the hot gas heater Cycle heating is performed. Therefore, even when the outside air temperature is low, the heating can be quickly started up, and the insufficient heating can be eliminated to always maintain good comfort in the vehicle compartment.
[0009]
In the invention according to claim 2, the air conditioning control means has a target opening degree determining means for calculating a target opening degree of the air mix door according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. When the target opening of the air mix door calculated by the target opening determining means is equal to or more than a predetermined value, the cycle switching means is controlled to switch to the hot gas heater cycle.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the air conditioning control means includes a correction operation means for correcting a predetermined value of the target opening of the air mix door in accordance with the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means.
[0011]
In the invention according to claim 4, the air conditioning control means determines that the air mixing door is set to the maximum heating position when the target opening of the air mixing door determined by the target opening determining means is equal to or greater than a predetermined value. It has a position determining means.
[0012]
According to the fifth aspect of the present invention, the air conditioning control means detects the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature of the engine, which is equal to or lower than a predetermined value, or the air temperature immediately after passing through the indoor heat exchanger. When the air temperature detected by the detected air temperature detecting means is equal to or lower than a predetermined value, the cycle switching means is controlled to switch to the hot gas heater cycle.
[0013]
According to the sixth aspect of the present invention, the air-conditioning control means has a target blow-out temperature determining means for calculating a target blow-out temperature, and sets the target opening of the air mix door in accordance with the target blow-out temperature calculated by the target blow-out temperature determining means. There is provided a target opening determining means for setting.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Configuration of First Embodiment]
1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall structural diagram of a vehicle air conditioner, FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of an air conditioning duct, and FIG. 3 is a control system of the vehicle air conditioner. FIG.
[0015]
The air conditioner for a vehicle according to the present embodiment uses an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner ECU) in an air conditioner (air conditioner unit) 1 of an air conditioner unit (air conditioner unit) 1 for air conditioning the interior of a vehicle equipped with an engine E as a main heat source for heating. ) Is configured to be controlled by the vehicle air conditioner 10.
[0016]
The air conditioning unit 1 includes an air conditioning duct 2 forming an air passage 11 for guiding conditioned air into a vehicle interior. At the most upstream side of the air conditioning duct 2, an outside air intake port 2a for sucking outside air (hereinafter, referred to as outside air), an inside air suction port 2b for sucking inside air (hereinafter, inside air), and switching between inside and outside air. A door 2c is provided. The inside / outside air switching door 2c is driven by an actuator 2d such as a servomotor via a link mechanism, and at least outside air introduction (FRS) mode in which outside air is sucked from the outside air suction port 2a and inside air circulation (REC) which sucks inside air from the inside air suction port 2b. ) An inside / outside air switching means for switching between the modes. In the vicinity of the outside air suction port 2a of the air conditioning duct 2, an outside air temperature sensor (outside air temperature detecting means) 46 for detecting outside air temperature is provided.
[0017]
A defroster (DEF) outlet Hi for blowing out conditioned air (mainly hot air) toward the inner surface of the windshield, and air conditioning toward the head and chest of the body of the vehicle occupant, at the most downstream side of the air conditioning duct 2. A face (FACE) outlet Hj for blowing out wind (mainly cold air), a foot (FOOT) outlet Hk for blowing out conditioned air (mainly hot air) toward a foot of a vehicle occupant's body, and these. A plurality of

mode switching doors

30a, 30b, 30c for selectively opening and closing the air outlets are provided. The

mode switching doors

30a, 30b, 30c are driven by an actuator of a servomotor 30d via a link mechanism, and open a face (FACE) mode in which only the FACE outlet Hj is opened, and open the FACE outlet Hj and the FOOT outlet Hk. (B / L) mode, a foot (FOOT) mode that opens only the FOOT outlet Hk, a foot differential (F / D) mode that opens the FOOT outlet Hk and the DEF outlet Hi, and a DEF outlet Hi The mode is switched to a defroster (DEF) mode in which only the opening is performed.
[0018]
A centrifugal blower 3 is provided downstream of the inside / outside air switching door 2c in the air flow direction. The centrifugal blower 3 includes a scroll casing 31 provided integrally with the air conditioning duct 2, a blower motor 12 controlled by a blower driving circuit (not shown), and a centrifugal fan 13 rotationally driven by the blower motor 12. It is composed of The amount of air blown by the centrifugal fan 13 is such that the control voltage applied to the blower motor 12 is continuously or stepwise switched from, for example, 0 stages (no power supply) to 32 stages.
[0019]
On the upstream side of the air outlets Hi, Hj, Hk in the direction of air flow, a hot water heater (heater core) 5 of a hot water heating device 4 for reheating air passing through an evaporator (refrigerant evaporator) 6 described later. Is provided. The hot water heater 5 is installed in a cooling water circulation circuit 14 in which a cooling water circulating flow is generated via a water pump (not shown) driven by the engine E. By opening the hot water valve 15 provided in the cooling water circulation circuit 14, the cooling water that has absorbed the exhaust heat of the engine E circulates in the hot water heater 5, and the heated cooling water reheats the air as a heating heat source. That is, the hot water heater 5 is a heating heat exchanger that performs an air heating operation, and forms the hot water heating device 4 together with the engine E, the cooling water circulation circuit 14 and the hot water valve 15.
[0020]
Between the centrifugal blower 3 and the hot water heater 5, an evaporator 6 which is a component of a refrigeration cycle device 20 mounted on a vehicle acts as an indoor heat exchanger so as to cover the entire surface of the air passage 11 in the air conditioning duct 2. Are located in The refrigeration cycle device 20 includes a normal refrigeration cycle 21 and a hot gas heater cycle 22, and includes first and

second solenoid valves

23 and 24 for switching between the normal refrigeration cycle 21 and the hot gas heater cycle 22 as cycle switching means. .
An air mix door 34 is provided on the downstream side of the evaporator 6 in the air flow direction so as to be openable and closable between a valve closing position and a valve opening position with respect to the hot water heater 5. The air mix door 34 is driven by an actuator such as a servo motor 35, and changes the door opening within an opening range from MAXSCHOOL (MAX COOL) to MAXHOT (MAXHOT), thereby providing a hot water heater. The mixing ratio of the amount of air passing through the heater 5 and the amount of air bypassing the hot water heater 5 is adjusted. Thereby, the temperature of the conditioned air blown out from each of the outlets Hi, Hj, Hk into the vehicle interior is adjusted to a desired temperature.
[0021]
In the ordinary refrigeration cycle 21, the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 7 as the refrigerant compressor is supplied to the first solenoid valve 23 → condenser (outdoor heat exchanger, refrigerant condenser) 25 → receiver (gas-liquid separator) 26. The liquid is circulated in the order of → the expansion valve 27 → the evaporator 6 → the accumulator (liquid reservoir) 28 → the compressor 7.
[0022]
In the hot gas heater cycle 22, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 7 is circulated in the order of the second solenoid valve 24, the pressure reducing device 29, the evaporator 6, the accumulator 28, and the compressor 7.
[0023]
In the refrigeration cycle device 20, when the first solenoid valve 23 opens and the second solenoid valve 24 closes, the refrigerant flows back into the normal refrigeration cycle 21. Conversely, when the first solenoid valve 23 closes and the second solenoid valve 24 opens, the refrigerant recirculates during the hot gas heater cycle 22. The cooling fan 16 is rotationally driven by the drive motor 17 to forcibly blow outside air to the condenser 25.
[0024]
The evaporator 6 of the refrigeration cycle device 20 functions as a cooler that evaporates the low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the expansion valve 27 when the refrigerant flows through the normal refrigeration cycle 21 and cools the passing air. In addition, when the refrigerant flows through the hot gas heater cycle 22, the evaporator 6 also serves as an auxiliary heater for flowing the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing from the pressure reducing device 29 and heating the passing air. The expansion valve 27 not only adiabatically expands the refrigerant but also adjusts the circulation amount of the refrigerant according to the degree of heating of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6.
[0025]
The compressor 7 is, for example, a piston compressor having a fixed capacity, and is a refrigerant compressor driven by the engine E to compress the refrigerant drawn from the suction port and discharge the gas refrigerant from the discharge port. The shaft of the compressor 7 is connected to an electromagnetic clutch 8 that transmits and cuts off the rotational power of the engine E to the compressor 7. A belt V is hung between the pulley 33 of the electromagnetic clutch 8 and the crank pulley Ep of the engine E so that the rotational power of the engine E can be transmitted to the compressor 7.
[0026]
When the electromagnetic clutch 8 is in the energized state, the rotational power of the engine E is transmitted to the compressor 7 via the belt V and the electromagnetic clutch 8 and the refrigeration cycle device 20 is started to activate the air cooling or air heating of the evaporator 6. Is performed. When the electromagnetic clutch 8 is de-energized, the rotational power of the engine E is shut off, and the air cooling function and the air heating function of the evaporator 6 stop.
[0027]
Each switch signal from each switch on an air conditioner operation panel (not shown) provided on the front of the vehicle compartment is input to an air conditioner ECU 10 that controls each air conditioner in the air conditioning unit 1. On the air-conditioning operation panel, there are an auto switch 40, a mode changeover switch 41 for switching an air outlet mode (for example, any one of a face mode, a bi-level mode, a foot mode, and a foot differential mode), and a temperature for setting a desired temperature in the passenger compartment. A setting switch 42, an air conditioner switch 43 for instructing start / stop of the refrigeration cycle device 20, a blower switch 44 for instructing on / off of the centrifugal blower 3, and the like are provided.
The air conditioner ECU 10 is provided with a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and an input signal from each sensor, which will be described later, is A / D converted by an input circuit In and then input to the microcomputer. When the ignition switch of the engine E is turned on, the air conditioner ECU 10 is configured to be supplied with DC power from a battery (not shown) mounted on the vehicle and start control processing.
[0028]
In addition, the air conditioner ECU 10 includes an inside air temperature sensor 45 for detecting an air temperature in the vehicle compartment (hereinafter referred to as an inside air temperature), an outside air temperature sensor 46 for detecting an air temperature TAM outside the vehicle compartment (hereinafter referred to as an outside air temperature), and a vehicle interior. Each sensor signal from the solar radiation sensor 47 which detects the amount of solar radiation incident on the camera is input. Further, the air conditioner ECU 10 has a post-evaporation temperature sensor (air temperature detection means) 48 for detecting an air temperature TE (hereinafter referred to as a post-evaporation temperature) immediately after passing through the evaporator 6, a cooling water temperature flowing into the hot water heater 5. Sensor signals from a cooling water temperature sensor (cooling water temperature detecting means) 49 for detecting TW and a refrigerant pressure sensor 50 for detecting a high pressure of the refrigeration cycle device 20 are input. Each of these switches and sensors detects an air conditioning environment factor necessary for air conditioning of the vehicle. The inside air temperature sensor 45, the outside air temperature sensor 46, the post-evaporation temperature sensor 48, and the cooling water temperature sensor 49 include a thermistor. Is used.
[0029]
Here, the air conditioner ECU 10 includes a target opening degree determining unit, a target blowout temperature determining unit, a maximum heating position determining unit, and a cycle switching determining unit. The target opening determining means calculates a target opening SW′i of the air mix door 34 according to the outside air temperature TAM detected by the outside air temperature sensor 46. The target outlet temperature determining means calculates the target outlet temperature TAO, and causes the target opening determining means to calculate the target opening SW'i of the air mix door 34 in accordance with the calculated target outlet temperature TAO. At this time, the power supply of the servo motor 35 is controlled, and the air mix door 34 is driven to the valve opening position corresponding to the calculated target opening degree SW'i.
The maximum heating position determining means determines that the air mixing door 34 is at the maximum heating position (MAX · MAX) when the target opening degree SW′i of the air mixing door 34 calculated by the target opening degree determining means is equal to or more than a predetermined value, for example, 103 to 106%. HOT). At this time, the servo motor 35 operates according to the calculated target opening degree SW′i to open and close the air mix door 34. Note that the target outlet temperature TAO and the target opening degree SW′i are calculated from the following equations (1) and (2).
[0030]
(Equation 1)

[0031]
(Equation 2)

In the equation (1), Kset is a temperature setting gain, Tset is a set temperature set by the temperature setting switch 42, KR is an inside air temperature gain, TR is an inside air temperature detected by the inside air temperature sensor 45, and KAM is an outside air temperature gain. , TAM is the inside air temperature detected by the outside air temperature sensor 46, KS is the solar radiation gain, TS is the solar radiation amount detected by the solar radiation sensor 47, and C is a correction constant. Further, in the equation (2), TAO is the target outlet temperature, TE is the post-evaporation temperature detected by the post-evaporation temperature sensor 48, and TW is the cooling water temperature detected by the cooling water temperature sensor 49.
[0032]
FIG. 4 shows the target opening SW′i {A / M opening (SW)} of the air mix door 34 calculated based on the target blowing temperature TAO, the post-evacuation temperature TE, and the cooling water temperature TW, and the true target door opening SWi. Shows the relationship with Thereby, the true target door opening SWi of the air mix door 34 is converted into the target opening SW'i with respect to the target air-conditioning air outlet temperature TAO, and the temperature of the air-conditioning air blown out from the outlets Hi, Hj, Hk is calculated. Can be controlled automatically.
[0033]
[Control Method of First Embodiment]
The air-conditioning control by the air-conditioning ECU 10 of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
When the ignition switch is turned on (IG.ON), DC power is supplied to the air conditioner ECU 10, and the routine of FIG. 5 is started. First, each sensor signal from each sensor is read together with each switch signal from each switch on the air conditioner operation panel (step S1).
Next, it is determined whether the air conditioner switch 43 or the auto switch 40 is energized (step S2). If the result of this determination is NO, the compressor 7 is stopped (step S3). After that, the process exits the routine of FIG. 5 and repeats the processing of step S1 and subsequent steps at predetermined timings.
If the determination result in step S2 is YES, the relationship among the set temperature Tset, the inside air temperature TR, the outside air temperature TAM, and the amount of solar radiation TS is calculated based on the above-mentioned equation 1 prepared in advance through experiments or the like. The outlet temperature TAO is calculated (target outlet temperature determining means: step S4).
Next, the air mix door 34 is calculated based on the above-described equation (2), which is created by measuring the relationship among the target outlet temperature TAO, the set temperature Tset, the inside air temperature TR, the outside air temperature TAM, and the amount of solar radiation TS in advance by experiment or the like. Is calculated (target opening determining means: step S5). Then, the calculated target opening degree SW′i is converted into a true target door opening degree SWi determined by the map in FIG. 4, and a control signal corresponding to the true target door opening degree SWi is sent to the servo motor 35. The air mix door 34 is driven by the servo motor 35 to a door opening degree according to the control signal.
[0034]
Next, it is determined whether or not the outside air temperature TAM detected by the outside air temperature sensor 46 is equal to or lower than a predetermined value (for example, 3 ° C.) (Step S6). If this determination is NO, the first solenoid valve 23 is opened, the second solenoid valve 24 is closed, and the refrigeration cycle device 20 is switched to the normal refrigeration cycle 21 (step S7). After that, the process exits the routine of FIG. 5 and repeats the processing of step S1 and subsequent steps at predetermined timings.
If the determination result of step S6 is YES, it is determined whether the target opening degree SW'i of the air mix door 34 calculated in step S5 is equal to or greater than a predetermined value (for example, 106%) ( Step S8). If the result of this determination is NO, the process moves to step S7.
[0035]
If the determination result of step S8 is YES, the maximum heating position determination means determines that the air mix door 34 is at the maximum heating position (MAX HOT), and the cooling water temperature sensor 49 detects the cooling. It is determined whether the water temperature TW is equal to or lower than a predetermined value (for example, 68 ° C.) (Step S9). If the result of this determination is NO, the process moves to step S7.
If the determination result of step S9 is YES, it is determined whether or not the post-evaporation temperature TE is equal to or lower than a predetermined value (for example, 25 ° C.) (step S10). If the result of this determination is NO, the process moves to step S7.
If the determination result in step S10 is YES, the first solenoid valve 23 is closed, the second solenoid valve 24 is opened, and the refrigeration cycle device 20 is switched to the hot gas heater cycle 22 (step S11). . That is, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 7 flows into the evaporator 6 and heating by the hot gas heater cycle 22 is performed.
Note that the air conditioner ECU 10 has a correction calculation unit, and can correct a predetermined value of the target opening degree SW′i of the air mix door 34 when switching to the hot gas heater cycle 22. This correction is performed by the outside air temperature TAM, the post-evaporation temperature TE, the cooling water temperature TW, the inside air temperature TR, the deviation between the inside air temperature TR and the temperature Tset set by the temperature setting switch 42, the deviation between the inside air temperature TR and the outside air temperature TAM, or This can be performed according to the deviation between the inside air temperature TR and the post-evaporation temperature TE.
[0036]
[Effects of First Embodiment]
As described above, according to the vehicle air conditioner of the present embodiment, the outside air temperature TAM detected by the outside air temperature sensor 46 is equal to or smaller than the predetermined value, and the calculated value of the target opening degree SW′i of the air mix door 34 is set to the predetermined value. As described above, when the cooling water temperature TW of the hot water heater 5 detected by the cooling water temperature sensor 49 is equal to or lower than a predetermined value and the post-evaporation temperature TE detected by the post-evaporation temperature sensor 48 is equal to or lower than the predetermined value, the cycle switching means normally operates. Is switched from the refrigeration cycle 21 to the hot gas heater cycle 22, and the gas refrigerant is introduced into the evaporator 6 to perform heating by the hot gas heater cycle 22.
Therefore, even if the outside air temperature is low, the required heating performance can be ensured by compensating for the lack of heating, and the heating can be quickly started up. Comfort can be maintained. In addition, since the target opening degree SW'i of the aermic door 34 is set by the calculated value calculated by the air conditioner ECU 10, it is not necessary to provide a plurality of proximity switches or the like in accordance with the opening degree of the air mixing door 34, thereby reducing the number of parts. Accordingly, there is an advantage that space can be saved, the structure is simple, and the manufacturing cost is low.
In addition, during heating by the hot gas heater cycle 22, the gas refrigerant is recirculated to the evaporator 6, so when the cooling water temperature TW of the hot water heater 5 is low, such as when the temperature of the outside air is low and when the engine is started, the evaporator 6 The cooling water in the hot water heater 5 is warmed by the air heated in the step (1), and a secondary effect such that the emission at the time of starting the engine E is reduced.
[0037]
[Second embodiment]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method by the air conditioner ECU 10 according to the second embodiment of the present invention. The description of the same control as in the first embodiment will be omitted, and only the control different from the first embodiment will be described.
In the second embodiment, when switching to the hot gas heater cycle 22, a correction value that is equal to or greater than a predetermined value that is the target opening degree SW′i of the air mix door 34 is corrected according to the outside air temperature TAM detected by the outside air temperature sensor 46. Correction is made within the range of 70 to 105% by means. For this reason, when the target opening degree SW'i of the air mixing door 34 is a predetermined value (for example, 105% or more) in step S12, the maximum heating position determination unit sets the air mixing door 34 to the maximum heating position (MAX HOT). And the process proceeds to the determination process of step S9 as in the first embodiment.
[0038]
[Other embodiments]
In the above embodiment, when heating by the hot gas heater cycle 22 is performed, it is necessary to satisfy all requirements of the outside air temperature TAM, the post-evaporation temperature TE, the cooling water temperature TW, and the target opening degree SW′i of the air mix door 34. However, (steps S6, S8, S9, S10), but not limited thereto, all of the outside air temperature TAM, the post-evaporation temperature TE, the cooling water temperature TW, and the target opening degree SW'i of the air mix door 34 necessarily satisfy the requirements. Even if it is not necessary, the heating by the hot gas heater cycle 22 may be performed only by arbitrarily satisfying one, two or three requirements.
Further, when performing heating by the hot gas heater cycle 22, the outside air temperature TAM, the target opening degree SW'i of the air mix door 34, the cooling water temperature TW, and the post-evaporation temperature TE are not limited to the numerical values used in the above-described embodiment. It can be changed to a desired value depending on the situation. Further, in this embodiment, the air mix temperature control method is employed, but a reheat type temperature control method may be employed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle air conditioner (first embodiment).
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of an air conditioning duct.
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the vehicle air conditioner.
FIG. 4 is a map showing a relationship between a target opening of the air mix door and a true target door opening.
FIG. 5 is a flowchart showing a control method by the air conditioner ECU.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method by an air conditioner ECU (second embodiment).
FIG. 7 is a plan view showing an adjustment link for switching to a hot gas heater cycle (prior art).
[Explanation of symbols]
E engine
2 Air conditioning duct
4 Hot water heating system
5 Hot water heater (heat exchanger for heating)
6. Evaporator (indoor heat exchanger, refrigerant evaporator, cooler, auxiliary heater)
7 Compressor (refrigerant compressor)
10 air conditioner ECU (air conditioning control means, target opening degree determining means, target outlet temperature determining means, maximum heating position determining means, cycle switching determining means, correction calculating means)
20 Refrigeration cycle device (auxiliary heating device)
21 Normal refrigeration cycle
22 Hot gas heater cycle
23 1st solenoid valve (cycle switching means)
24 Second solenoid valve (cycle switching means)
25 Condenser (outdoor heat exchanger)
29 Decompression device
34 Air Mix Door
46 outside air temperature sensor (outside air temperature detection means)
48 Post-evaporation temperature sensor (air temperature detection means)
49 Cooling water temperature sensor (cooling water temperature detecting means)

Claims

A normal refrigeration cycle in which the refrigerant discharged from the refrigerant compressor flows through an outdoor heat exchanger, a decompression device and an indoor heat exchanger and returns to the refrigerant compressor to operate the indoor heat exchanger as a cooler,
A hot gas heater cycle in which the refrigerant discharged from the refrigerant compressor bypasses the outdoor heat exchanger, is introduced into the indoor heat exchanger, and is returned to the refrigerant compressor so that the indoor heat exchanger operates as an auxiliary heater. When,
Cycle switching means for switching between the normal refrigeration cycle and the hot gas heater cycle,
An outside air temperature detecting means provided for detecting an outside air temperature;
An air conditioner for a vehicle, comprising: air conditioning control means for controlling the cycle switching means to switch to the hot gas heater cycle when the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is equal to or lower than a predetermined value.

A normal refrigeration cycle in which the refrigerant discharged from the refrigerant compressor flows through an outdoor heat exchanger, a decompression device and an indoor heat exchanger and returns to the refrigerant compressor to operate the indoor heat exchanger as a cooler,
A hot gas heater cycle in which the refrigerant discharged from the refrigerant compressor bypasses the outdoor heat exchanger, is introduced into the indoor heat exchanger, and is returned to the refrigerant compressor so that the indoor heat exchanger operates as an auxiliary heater. When,
Cycle switching means for switching between the normal refrigeration cycle and the hot gas heater cycle,
An outside air temperature detecting means provided for detecting an outside air temperature;
A heating heat exchanger that is disposed downstream of the indoor heat exchanger and is located downstream of the air to circulate engine cooling water and heat air passing through the indoor heat exchanger.
An air mix door that adjusts the temperature of the conditioned air blown into the vehicle interior by changing the mixing ratio of the amount of air passing through the heating heat exchanger and the amount of air bypassing the heating heat exchanger,
Target opening degree determining means for calculating a target opening degree of the air mix door according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means,
Air conditioning control means for controlling the cycle switching means to switch to the hot gas heater cycle when the target opening degree of the air mix door calculated by the target opening degree determination means is equal to or more than a predetermined value. Vehicle air conditioner.

3. The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein the air conditioning control unit includes a correction operation unit that corrects the predetermined value in accordance with the outside air temperature detected by the outside air temperature detection unit. Air conditioner.

4. The air conditioner for a vehicle according to claim 2, wherein the air-conditioning control unit is configured to control the air-mixing door when the target opening of the air-mix door determined by the target opening determining unit is equal to or greater than a predetermined value. An air conditioner for a vehicle, comprising: a maximum heating position determining means for determining that the is set to the maximum heating position.

5. The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein the air conditioning control unit is configured to detect a cooling water temperature of the engine and immediately after passing through the indoor heat exchanger. 6. Air temperature detection means for detecting the air temperature of the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection means is less than a predetermined value, or the air temperature detected by the air temperature detection means is less than a predetermined value An air conditioner for a vehicle, characterized in that the cycle switching means is sometimes switched to the hot gas heater cycle by controlling the cycle switching means.

The vehicle air conditioner according to any one of claims 2 to 5, wherein the air conditioning control unit has a target outlet temperature determining unit that calculates a target outlet temperature,
6. The air conditioner according to claim 1, further comprising a target opening degree determining means for setting a target opening degree of the air mix door in accordance with the target blowing temperature calculated by the target blowing temperature determining means. The vehicle air conditioner according to any one of the preceding claims.