JP2004203289A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行用モータを有する車両の空調装置における冷凍サイクルの冷凍能力を調節する空調制御手段に関するものであり、特に該車両に搭載された電気部品を冷却する冷却水を空冷するラジエータの空冷能力を、一定以上に保つため冷凍能力を制限する空調制御手段に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来、走行用モータを有する車両、例えば走行用エンジンとともに走行用モータを有するハイブリッド自動車の冷凍サイクルにおいて、車両室内に導入される空気から冷媒が吸熱した熱を空冷により放熱する室外熱交換器と、該ハイブリッド自動車に搭載された電気部品を冷却する冷却水を空冷するラジエータ(以降、EVラジエータと呼ぶ)とは、走行用エンジンを冷却する冷却水を空冷するラジエータ(以降、エンジン用ラジエータと呼ぶ)とともに空冷風の流れ方向に直列的に配設されるのが一般的である(例えば特許文献1参照)。また、電気部品を冷却する冷却水の温度を所定値以下に保つため、空冷ファンの回転速度を電気部品の温度に応じて制御するもの(例えば特許文献2参照)などもある。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−187435公報(第5―8頁、図1)
【特許文献2】
特開2002−223505公報(第3―5頁、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ハイブリッド自動車では省スペース化の要求から特許文献1または特許文献2のごとく、室外熱交換器、EVラジエータ、エンジン用ラジエータの3つを空冷風の流れ方向に直列的に配置するのではなく、EVラジエータとエンジン用ラジエータとを一体化して一体型ラジエータとし、室外熱交換器および一体型ラジエータの2つを空冷風の流れ方向に対して直列的に配設することが検討されている。
ここで、エンジンを冷却する冷却水(以降、エンジン冷却水と呼ぶ)の温度は110℃まで許容されているため、室外熱交換器で冷媒から放熱を受けた空気でも十分に空冷が可能である。しかし、電気部品を冷却する冷却水(以降、EV冷却水)の温度は、電気部品を保護するために65℃までしか許容されておらず、室外熱交換器で冷媒から放熱を受けた空気では65℃にまで空冷できないおそれがある。
【0005】
【発明の目的】
本発明の目的は、室外熱交換器にて冷媒の空冷を行う冷凍サイクルとEVラジエータとを備えた車両用空調装置において、EV冷却水温度を65℃以下に保つため、冷凍サイクルの冷凍能力を制限することが可能な車両用空調装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の発明によれば、走行用モータを有する車両に搭載されて、冷媒を空冷する室外熱交換器を有する冷凍サイクルと、室外熱交換器よりも空冷風の流れ方向の下流側に直列的に配設されて、車両に搭載された電気部品を冷却するEV冷却水を空冷するEVラジエータと、EVラジエータから流出したEV冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、冷凍サイクルの冷凍能力を下げる空調制御手段とを備える。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(例えば、65℃)以上の場合には、冷凍サイクルによって汲み上げられ空冷風に放出される熱量が減る。このため、EV冷却水を空冷する空冷風の温度を下げることができ、EV冷却水を65℃以下にすることが可能になる。
【0007】
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の発明は、空気を車両室内に導くダクト内に配設されて冷媒により空気の冷却を行うエバポレータを備え、空調制御手段は、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、エバポレータにおける冷媒の吸熱量を下げることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(例えば、65℃)以上の場合には、エバポレータでの冷媒の吸熱量が減り、これに伴って室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が減る。このため、請求項1と同様の効果が得られる。
【0008】
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の発明は、ダクト内に導く空気を車両室外から導入する外気導入モードまたは車両室内から循環させる内気循環モードのいずれかに切り替える内外気切替ドアを備え、空調制御手段は、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、前記内外気切替ドアを内気循環モードに切り替える内外気切替制御手段であることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(例えば、65℃)以上の場合には、一旦冷却された車両室内の空気(内気)がエバポレータに導かれるためエバポレータでの冷媒の吸熱量が減り、これに伴って室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が減る。このため、請求項1と同様の効果が得られる。
【0009】
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の発明は、空調制御手段は、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、室外熱交換器における冷媒からの放熱量を下げることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(例えば、65℃)以上の場合には、室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が減る。このため、請求項1と同様の効果が得られる。
【0010】
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の発明は、冷媒を圧縮して室外熱交換器へ吐出するコンプレッサを備え、空調制御手段は、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、コンプレッサの吐出量を制限するコンプレッサ制御手段であることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(例えば、65℃)以上の場合には、室外熱交換器へ吐出される冷媒の量が制限されるため室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が減る。このため、請求項1と同様の効果が得られる。
【0011】
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の発明は、コンプレッサ制御手段が、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、コンプレッサの回転速度の上昇を禁止する第1コンプレッサ制御手段、コンプレッサの回転速度を所定量降下する第2コンプレッサ制御手段、コンプレッサを停止する第3コンプレッサ制御手段のうちの1または2以上を組み合わせたものであることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度に対する設定値を段階的に複数設定すれば、各段階に応じて室外熱交換器へ吐出される冷媒の量が制限されるため室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が段階的に減る。このため、EV冷却水を空冷する空冷風の温度を段階的に下げることができ緊急度に応じた制御が可能になる。
【0012】
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の発明は、空気を車両室内に導くダクト内に配設されて冷媒により空気の冷却を行うエバポレータと、ダクト内に導く空気を、車両室外から導入する外気導入モードまたは車両室内から循環させる内気循環モードのいずれかに切り替える内外気切替ドアと、冷媒を圧縮して室外熱交換器へ吐出するコンプレッサとを備え、空調制御手段は、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合に、内外気切替ドアを内気循環モードに切り替える内外気切替制御手段、コンプレッサの回転速度の上昇を禁止する第1コンプレッサ制御手段、コンプレッサの回転速度を所定量降下する第2コンプレッサ制御手段、およびコンプレッサを停止する第3コンプレッサ制御手段のうちのいずれか2以上を組み合わせたものであることを特徴とする。
これにより、冷却水温度検出手段によって検出されるEV冷却水の温度に対する設定値を段階的に複数設定すれば、各段階に応じて室外熱交換器へ吐出される冷媒の量、またはエバポレータでの冷媒の吸熱量が減るため室外熱交換器での冷媒から空冷風への放熱量が段階的に減る。このため、請求項6と同様の効果が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態の構成〕
本発明の第1実施形態の構成を図1に基づいて説明する。第1実施形態にかかる車両用空調装置2は、走行用エンジン81と走行用モータ(図示せず)とを有するハイブリッド自動車1の車室内15の最前部に配置され、車室内15に吹き出される空気(以降、空調空気と呼ぶ)の空調を行う空調ユニット5、冷媒を空調ユニット5内へ循環させて空調空気の冷却を行って吸熱し、空冷風として導入される大気(走行風)へ放熱する冷凍サイクル3、および周知の中央演算処理装置(CPU)、ROM、スタンバイRAM等を有し、各種入力信号に基づいてROMに記憶された制御プログラムにより演算処理を行う空調制御装置(以下、ECUと呼ぶ)などを備える(いずれも図示せず)。
【0014】
空調ユニット5は、車室内15に向けて空調空気を導くための空気通路をなすダクト51を備える。ダクト51の最上流部には、ECUにより制御されるサーボモータなどの内外気切替用アクチュエータ(図示せず)によって駆動され、空調空気を車室外から導入する外気導入モードまたは車室内15から循環させる内気循環モードのいずれかに切り替える内外気切替ドア52が備えられている。
内外気切替ドア52の下流には、内外気切替ドア52を介して車室内空気(内気)または車室外空気(外気)を導入しダクト51内へ空調空気として送風する送風機53が備えられている。
【0015】
送風機53の下流には、冷凍サイクル3の一部をなし空調空気を冷却するエバポレータ(冷却用室内熱交換器)33が、ダクト51の全面に亙って設けられ、エバポレータ33の下流には、後述するエンジン冷却水回路8の一部をなし、エバポレータ33で冷却された空調空気をエンジン冷却水により加熱するヒータコア(加熱用室内熱交換器)54が備えられている。ヒータコア54には、車室内15へ吹き出される空調空気の目標温度に応じて、ヒータコア54をバイパスする空調空気の流量とヒータコア54を通過する空調空気の流量との割合をドア開度により調節するエアミックスドア55が付設されている。
【0016】
ヒータコア54およびエアミックスドア55の下流には、空調空気を車室内15へ通じる各吹出口へ導くための吹出通路が設けられ、車室内15の前部より乗員の頭胸部へ向けて主に冷風を吹き出すフェイス吹出口(図示せず)へ導くためのフェイス吹出通路56、乗員の足元へ向けて主に温風を吹き出すフット吹出口(図示せず)へ導くためのフット吹出通路57、およびフロントガラスへ向けて主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口(図示せず)へ導くためのデフロスタ吹出通路58が設けられている。
【0017】
冷凍サイクル3は、エバポレータ33で空調空気から吸熱し気化したガス冷媒を圧縮して液化しやすい状態(すなわち高温高圧)にして吐出するコンプレッサ31、コンプレッサ31から吐出された高温高圧のガス冷媒を空冷風により液化させ液冷媒とする室外熱交換器4、高圧の液冷媒を急激に膨張させて、低温霧状の冷媒として噴射する冷媒膨張弁32、および空調空気から冷媒の気化熱を吸熱して冷却するエバポレータ33などを備え、コンプレッサ31、室外熱交換器4、冷媒膨張弁32、エバポレータ33の順に冷媒が流れるように冷媒配管34で連結されている。
【0018】
室外熱交換器4は、ハイブリッド自動車1のエンジンルーム11内の最前部に配置され、室外熱交換器4の前方には走行風を空冷風としてエンジンルーム11内に導くフロントグリル12が、フロントバンパ13の上側で、かつボンネット14の前端下側に備えられている。室外熱交換器4の空冷風の流れ方向の下流側には、走行用エンジン81を冷却するエンジン冷却水を空冷するエンジン用ラジエータ84、およびエンジン用ラジエータ84の上下方向の下方側にエンジン用ラジエータ84と並列的に配設されて、ハイブリッド自動車1に搭載された電気部品91を冷却するEV冷却水を空冷するEVラジエータ6を有する一体型ラジエータ7が直列的に配設されている。一体型ラジエータ7の空冷風の流れ方向の下流側には、室外熱交換器4および一体型ラジエータ7と直列的に配設されて、フロントグリル12を介し走行風を空冷風としてエンジンルーム11内に導く空冷ファン35が付設されている。
【0019】
電気部品91は、車載主バッテリ(図示せず)の直流電力を所定の三相交流電力に変換し、さらにこの三相交流電力をエンジン制御装置(図示せず)の指令に応じて変換して走行用モータに出力し、走行用モータの回転速度を制御する走行モータ用インバータ(図示せず)や、車載主バッテリの直流電力を所定の直流電力に下降変換して、ハイブリッド自動車1に搭載される補機類を作動させる補機バッテリ(図示せず)に出力し、補機バッテリを充電するDCDCコンバータ(図示せず)や、補機バッテリの直流電力を所定の三相交流電力に変換し、さらにこの三相交流電力をECUの指令に応じて変換してコンプレッサ31の駆動モータ(図示せず)に出力し、コンプレッサ31の回転速度を制御するエアコン用インバータなどである。
【0020】
EVラジエータ6は、電気部品91およびEV冷却水を循環させる動力を付与するEV冷却水ポンプ92等とともにEV冷却水回路9を構成し、EV冷却水ポンプ92、電気部品91、EVラジエータ6の順にEV冷却水が流れるようにEV冷却水配管93で連結されている。EVラジエータ6のEV冷却水出側には、EVラジエータ6から流出したEV冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段として、水温センサ94が設けられている。
一方、エンジン用ラジエータ84は走行用エンジン81、空調ユニット5に備えられ空調空気の加熱を行うヒータコア54、エンジン冷却水を循環させる動力を付与するエンジン冷却水ポンプ82等とともにエンジン冷却水回路8を構成し、エンジン冷却水ポンプ82、走行用エンジン81、ヒータコア54、走行用エンジン81、エンジン用ラジエータ84の順にエンジン冷却水が流れるようにエンジン冷却水配管83で連結されている。
【0021】
ECUは、水温センサ94等からの各種入力信号に基づいて以下に示す制御方法を実施するため、ROM等に記憶された制御プログラムにより、内外気切替ドア52を駆動するサーボモータなどの内外気切替用アクチュエータや、コンプレッサ31の回転速度を制御するエアコン用インバータなどを制御する。
【0022】
〔第1実施形態の制御方法〕
第1実施形態の制御方法を図2に示したフローチャートを用いて説明する。第1実施形態の制御方法では、水温センサ94での検出値(図2ではTwで表す)が設定値(65℃)以上の場合には(ステップS11)、まず、内外気切替ドア52を内気循環モードに切り替える内外気切替制御手段を行い、エバポレータ33での空調空気から冷媒への吸熱量を減らす(ステップS13)。1分待機後(ステップS14)、なお検出値が65℃以上の場合には(ステップS15)、コンプレッサ31の回転速度を所定量(500rpm)降下する第2コンプレッサ制御手段を行い、コンプレッサ31の吐出量を制限して室外熱交換器4での冷媒からの放熱量を減らす(ステップS17)。1分待機後(ステップS18)、ステップS11へ戻る。なお、ステップS11またはステップS15で検出値が65℃よりも小さかった場合は、通常制御になり(ステップS12またはステップS16)、ステップS11へ戻る。
【0023】
〔第1実施形態の作用〕
空調ユニット5では、内外気切替ドア52を介して送風機53によりダクト51内に導入された空調空気が、全量エバポレータ33を通過し冷媒の気化熱として熱を奪われ冷却される。冷却後の空調空気は一部が、エアミックスドア55を介してヒータコア54を通過しエンジン冷却水により加熱される。エアミックスドア55の開度は、車室内15へ吹き出される空調空気の目標温度に応じて決まる。ヒータコア54で加熱された空調空気は、ヒータコア54をバイパスした空調空気と混合され、フェイス吹出通路56、フット吹出通路57、またはデフロスタ吹出通路58を通って各吹出口より車室内15へ吹き出される。
【0024】
冷凍サイクル3では、コンプレッサ31によって吐出された高温高圧のガス冷媒が、室外熱交換器4でフロントグリル12を介して空冷ファン35によって導入された空冷風に熱を与えて液化し液冷媒となる。液冷媒は冷媒膨張弁32で霧状に膨張されて噴射されエバポレータ33へ流れ、エバポレータ33で空調空気から熱を奪って気化する。その後、再度コンプレッサ31で高温高圧に圧縮されてサイクルを繰り返す。
【0025】
エンジン冷却水回路8では、エンジン冷却水ポンプ82によって吐出されたエンジン冷却水が走行用エンジン81に送られて走行用エンジン81を冷却する。その後エンジン冷却水はヒータコア54へ送られて空調空気を加熱したのち、エンジン用ラジエータ84に送られ、室外熱交換器4を通過した空冷風によって空冷され、再度エンジン冷却水ポンプ82によって吐出される。
EV冷却水回路9では、EV冷却水ポンプ92によって吐出された冷却水が電気部品91に送られて電気部品91を冷却する。その後、EV冷却水はEVラジエータ6で、室外熱交換器4を通過した空冷風によって空冷され、再度、EV冷却水ポンプ92によって吐出される。
ここで水温センサ94は、EVラジエータ6から流出したEV冷却水の温度を検出し、その検出値に基づいて上述した空調制御手段を用いて冷凍サイクル3の冷凍能力が制御される。これにより、エバポレータ33での空調空気から冷媒への吸熱量、または室外熱交換器4での冷媒から空冷風(大気)への放熱量が制御される。
【0026】
〔第1実施形態の効果〕
以上のように、走行用モータを有する車両に搭載されて、冷媒を空冷する室外熱交換器4を有する冷凍サイクル3と、室外熱交換器4よりも空冷風の流れ方向の下流側に直列的に配設されて、車両に搭載された電気部品91を冷却するEV冷却水を空冷するEVラジエータ6と、EVラジエータ6から流出したEV冷却水の温度を検出する水温センサ94と、水温センサ94によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(65℃)以上の場合には、冷凍サイクル3の冷凍能力を下げる空調制御手段を行う。
これにより、水温センサ94によって検出されるEV冷却水の温度が設定値以上の場合には、冷凍サイクル3によって空調空気から吸熱され空冷風(大気)に放熱される熱量が減る。このため、EV冷却水を空冷する空冷風の温度を下げることができ、EV冷却水を65℃以下にすることが可能になる。
【0027】
〔第2実施形態の制御方法〕
第2実施形態の制御方法を図3に示したフローチャートを用いて説明する。第2実施形態の制御方法では、水温センサ94での検出値(図3ではTwで表す)が設定値(65℃)以上の場合には(ステップS21)、コンプレッサ31を停止する第3コンプレッサ制御手段を行い、コンプレッサ31からの冷媒の吐出を停止して室外熱交換器4での冷媒からの放熱を停止する(ステップS23)。1分待機後(ステップS24)、ステップS21へ戻る。なお、ステップS21で検出値が65℃よりも小さかった場合は、通常制御になり(ステップS22)、ステップS21へ戻る。
【0028】
〔第2実施形態の効果〕
以上のように、水温センサ94によって検出されるEV冷却水の温度が設定値(65℃)以上の場合には、冷凍サイクル3によって空調空気から吸熱され空冷風(大気)に放熱される熱量がなくなるため、EV冷却水を空冷する空冷風の温度を下げることができ、EV冷却水を65℃以下にすることが可能になる。
【0029】
〔第3実施形態の制御方法〕
第3実施形態の制御方法を図4に示したフローチャートを用いて説明する。第3実施形態の制御方法では、ステップS31、S33、S35、S37で水温センサ94での検出値(図4ではTwで表す)が図5に示したA〜Eのどのゾーンに入るかを判別する。ここで、A〜EゾーンはE、D、C、B、Aの順に緊急度が高く、より大きな冷凍能力の低減を必要とする。
【0030】
まず、検出値がAゾーン(55℃未満)であった場合(ステップS31でNOであった場合)、通常制御を行う(ステップS32)。検出値がBゾーン(55℃以上60℃未満)であった場合(ステップS33でNOであった場合)、上記の内外気切替制御手段を行う(ステップS34)。検出値がCゾーン(60℃以上65℃未満)であった場合(ステップS35でNOであった場合)、コンプレッサ31の回転速度の上昇を禁止する第1コンプレッサ制御手段を行い、コンプレッサ31の吐出量を制限して室外熱交換器4での冷媒からの放熱量を減らす(ステップS36)。検出値がDゾーン(65℃以上70℃未満)であった場合(ステップS37でNOであった場合)、上記の第2コンプレッサ制御手段を行う(ステップS38)。検出値がEゾーン(70℃以上)であった場合(ステップS37でYESであった場合)、上記の第3コンプレッサ制御手段を行う(ステップS39)。
ステップS32、S34、S36、S38、S39の各手段が行われたら、1分待機後(ステップS40)、ステップS31へ戻る。
【0031】
〔第3実施形態の効果〕
以上のように、水温センサ94によって検出されるEV冷却水の温度に対する設定値を段階的に複数設定すれば、各段階に応じて室外熱交換器4へ吐出される冷媒の量、またはエバポレータ33での冷媒の吸熱量が減るため、室外熱交換器4での冷媒から空冷風への放熱量を段階的に減らすことができる。このため、EV冷却水を空冷する空冷風の温度を段階的に下げることができ緊急度に応じた制御が可能になる。
【0032】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、走行用モータと走行用エンジン81を有するハイブリッド自動車1に本発明を適用したが、走行用モータのみで走行する鉄道車両、電気自動車などに適用してもよい。
【0033】
本実施形態では室外熱交換器4が一体型ラジエータ7の前面すべてに対向して配置されていたが、EVラジエータ6の前面には室外熱交換器4を対向させず、室外熱交換器4で冷媒から放熱を受けていない空冷風でEV冷却水を空冷できるようにしてもよい。また、室外熱交換器4のEVラジエータ6に対向する部分は、フィンのピッチやチューブのピッチを小さくして伝熱能力を下げ、EVラジエータ6に導かれる空冷風の温度が上がりにくくなるようにしてもよい。また、空冷風の分散を防ぎ空冷風を集中的に室外熱交換器4および一体型ラジエータ7に導くため、室外熱交換器4および一体型ラジエータ7の周囲をダクトの機能を有するシュラウド(図示せず)によって取り囲む必要がある場合には、室外熱交換器4のうちEVラジエータ6と対向している部分には冷媒を流さない構造にして、EVラジエータ6に導かれる空冷風の温度が上がらないようにしてもよい。さらに、一体型ラジエータ7を用いずに、EVラジエータ6のみを室外熱交換器4に対向させるようにしてもよい。
【0034】
本実施形態では、第3コンプレッサ制御手段のみを行う空調制御手段、内外気切替制御手段と第2コンプレッサ制御手段とを順次行う空調制御手段、および内外気切替制御手段と第1コンプレッサ制御手段と第2コンプレッサ制御手段と第3コンプレッサ制御手段とを順次行う空調制御手段を示したが、それ以外にも内外気切替制御手段、第1コンプレッサ制御手段、第2コンプレッサ制御手段、および第3コンプレッサ制御手段から1の手段、または2以上の手段を組み合わせた空調制御手段を用いてもよい。
【0035】
また、本実施形態における内外気切替制御手段、第1コンプレッサ制御手段、第2コンプレッサ制御手段、および第3コンプレッサ制御手段では各手段を行って1分経過した後、水温センサ94の検出値が設定値以下になった場合、通常制御に切り替えるようになっているが、通常制御への切り替えは先の設定値よりも低い値になっていなければ行われない、とするヒステリシス方式を用いてもよい。ヒステリシス方式を用いる場合は各手段を行った後、1分経過を待たなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の車両用空調装置の全体構成を示した構成図である。
【図2】第1実施形態の制御方法を示したフローチャートである。
【図3】第2実施形態の制御方法を示したフローチャートである。
【図4】第3実施形態の制御方法を示したフローチャートである。
【図5】第3実施形態の制御方法における温度領域の区分を示す模式図である。
【符号の説明】
1 ハイブリッド自動車
2 車両用空調装置
3 冷凍サイクル
31 コンプレッサ
33 エバポレータ
4 室外熱交換器
5 空調ユニット
51 ダクト
52 内外気切替ドア
6 EVラジエータ
7 一体型ラジエータ
8 エンジン冷却水回路
9 EV冷却水回路
91 電気部品
94 水温センサ(冷却水温度検出手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to air conditioning control means for adjusting the refrigeration capacity of a refrigeration cycle in an air conditioner for a vehicle having a motor for traveling, and more particularly to air cooling of a radiator for cooling cooling water for cooling electric components mounted on the vehicle. The present invention relates to an air-conditioning control unit that limits a refrigeration capacity in order to maintain a capacity at or above a certain level.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a refrigeration cycle of a vehicle having a traveling motor, for example, a hybrid vehicle having a traveling engine together with a traveling engine, an outdoor heat exchanger that radiates heat absorbed by a refrigerant from air introduced into a vehicle compartment by air cooling, A radiator that cools cooling water for cooling electric components mounted on the hybrid vehicle (hereinafter referred to as an EV radiator) is a radiator that cools cooling water for cooling a traveling engine (hereinafter referred to as an engine radiator). In general, they are arranged in series in the flow direction of the air-cooled air (for example, see Patent Document 1). In addition, there is a method in which the rotation speed of an air-cooling fan is controlled in accordance with the temperature of the electric component in order to keep the temperature of the cooling water for cooling the electric component at or below a predetermined value (for example, see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-187435 (pages 5-8, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-223505 (pages 3-5, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, as disclosed in Patent Literature 1 or
Here, the temperature of the cooling water for cooling the engine (hereinafter, referred to as engine cooling water) is allowed up to 110 ° C., so that air that has received heat from the refrigerant in the outdoor heat exchanger can be sufficiently air-cooled. . However, the temperature of the cooling water for cooling the electric components (hereinafter referred to as EV cooling water) is only allowed up to 65 ° C. in order to protect the electric components. There is a possibility that the air cannot be cooled down to 65 ° C.
[0005]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air conditioner for a vehicle equipped with a refrigeration cycle for air-cooling a refrigerant in an outdoor heat exchanger and an EV radiator. An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can be restricted.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
[Means of claim 1]
According to the first aspect of the present invention, a refrigeration cycle mounted on a vehicle having a traveling motor and having an outdoor heat exchanger for air-cooling refrigerant, and a downstream side of the outdoor heat exchanger in a flow direction of air-cooled air from the outdoor heat exchanger An EV radiator that is arranged in series and cools an EV cooling water that cools electric components mounted on the vehicle, a cooling water temperature detecting unit that detects a temperature of the EV cooling water flowing out of the EV radiator, An air-conditioning control unit that reduces the refrigeration capacity of the refrigeration cycle when the temperature of the EV cooling water detected by the water temperature detection unit is equal to or higher than a set value.
Accordingly, when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value (for example, 65 ° C.), the amount of heat pumped up by the refrigeration cycle and released to the air-cooled air is reduced. For this reason, the temperature of the air-cooled air that cools the EV cooling water can be reduced, and the temperature of the EV cooling water can be reduced to 65 ° C. or less.
[0007]
[Means of Claim 2]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an evaporator disposed in a duct for guiding air into a vehicle cabin to cool the air with a refrigerant, and the air-conditioning control unit detects the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting unit. When the temperature is equal to or higher than the set value, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the evaporator is reduced.
Thus, when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value (for example, 65 ° C.), the amount of heat absorbed by the refrigerant in the evaporator decreases, and accordingly, the outdoor heat exchanger The amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the air is reduced. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.
[0008]
[Means of Claim 3]
The invention according to claim 3 includes an inside / outside air switching door that switches between an outside air introduction mode in which air guided into the duct is introduced from outside the vehicle room and an inside air circulation mode in which air is circulated from the vehicle room, and the air conditioning control means includes a cooling unit. When the temperature of the EV cooling water detected by the water temperature detection means is equal to or higher than a set value, the inside / outside air switching control means switches the inside / outside air switching door to the inside air circulation mode.
Thereby, when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value (for example, 65 ° C.), the air (inside air) in the vehicle room once cooled is guided to the evaporator. , The amount of heat absorbed by the refrigerant in the outdoor heat exchanger decreases, and accordingly, the amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the outdoor heat exchanger decreases. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.
[0009]
[Means of Claim 4]
According to a fourth aspect of the present invention, the air conditioning control means reduces the amount of heat released from the refrigerant in the outdoor heat exchanger when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value. Features.
Thus, when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value (for example, 65 ° C.), the amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the outdoor heat exchanger is reduced. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.
[0010]
[Means of claim 5]
The invention according to
Accordingly, when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value (for example, 65 ° C.), the amount of the refrigerant discharged to the outdoor heat exchanger is limited, so that the outdoor heat exchanger is restricted. The amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the exchanger is reduced. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.
[0011]
[Means of claim 6]
According to a sixth aspect of the present invention, the first compressor control means inhibits an increase in the rotation speed of the compressor when the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detection means is equal to or higher than a set value. And a combination of one or more of a second compressor control means for lowering the rotation speed of the compressor by a predetermined amount and a third compressor control means for stopping the compressor.
Thereby, if a plurality of set values for the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means are set in a stepwise manner, the amount of the refrigerant discharged to the outdoor heat exchanger is limited according to each step. The amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the outdoor heat exchanger decreases stepwise. For this reason, the temperature of the air-cooled air for air-cooling the EV cooling water can be gradually reduced, and control according to the urgency can be performed.
[0012]
[Means of claim 7]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an evaporator which is disposed in a duct for guiding air into a vehicle compartment and cools the air with a refrigerant, and an outside air introduction mode for introducing the air to be introduced into the duct from outside the vehicle compartment. An internal / external air switching door for switching to any of internal air circulation modes for circulating air from the air, and a compressor for compressing refrigerant and discharging the refrigerant to the outdoor heat exchanger. Inside / outside air switching control means for switching the inside / outside air switching door to the inside air circulation mode when the temperature of the water is equal to or higher than the set value, first compressor control means for inhibiting increase in the rotation speed of the compressor, reduction of the rotation speed of the compressor by a predetermined amount Combination of any two or more of the second compressor control means for stopping the compressor and the third compressor control means for stopping the compressor And characterized in that the.
Thereby, if a plurality of set values for the temperature of the EV cooling water detected by the cooling water temperature detecting means are set stepwise, the amount of the refrigerant discharged to the outdoor heat exchanger according to each step, or the amount of the refrigerant in the evaporator Since the amount of heat absorbed by the refrigerant is reduced, the amount of heat released from the refrigerant to the air-cooled air in the outdoor heat exchanger is reduced stepwise. Therefore, the same effect as that of the sixth aspect is obtained.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Configuration of First Embodiment]
The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
[0014]
The
Downstream of the inside / outside
[0015]
An evaporator (cooling indoor heat exchanger) 33 that forms a part of the refrigeration cycle 3 and cools the conditioned air is provided downstream of the
[0016]
Downstream of the
[0017]
The refrigeration cycle 3 includes a
[0018]
The outdoor heat exchanger 4 is arranged at the forefront in the
[0019]
The
[0020]
The
On the other hand, the engine radiator 84 includes an engine
[0021]
The ECU executes the following control method based on various input signals from the
[0022]
[Control Method of First Embodiment]
The control method according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the control method according to the first embodiment, when the value detected by the water temperature sensor 94 (indicated by Tw in FIG. 2) is equal to or greater than a set value (65 ° C.) (step S11), the inside / outside
[0023]
[Operation of First Embodiment]
In the
[0024]
In the refrigeration cycle 3, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged by the
[0025]
In the engine
In the EV
Here, the
[0026]
[Effects of First Embodiment]
As described above, the refrigeration cycle 3 having the outdoor heat exchanger 4 that is mounted on the vehicle having the traveling motor and cools the refrigerant is serially arranged downstream of the outdoor heat exchanger 4 in the flow direction of the air-cooled air. , An
Accordingly, when the temperature of the EV cooling water detected by the
[0027]
[Control Method of Second Embodiment]
A control method according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the control method according to the second embodiment, when the value detected by the water temperature sensor 94 (indicated by Tw in FIG. 3) is equal to or greater than a set value (65 ° C.) (step S21), the third compressor control for stopping the
[0028]
[Effect of Second Embodiment]
As described above, when the temperature of the EV cooling water detected by the
[0029]
[Control Method of Third Embodiment]
The control method according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the control method according to the third embodiment, in steps S31, S33, S35, and S37, it is determined which of the zones A to E shown in FIG. 5 the detection value (represented by Tw in FIG. 4) of the
[0030]
First, when the detected value is in the A zone (less than 55 ° C.) (NO in step S31), normal control is performed (step S32). If the detected value is in the B zone (55 ° C. or higher and lower than 60 ° C.) (NO in step S33), the above-described inside / outside air switching control unit is performed (step S34). When the detected value is in the C zone (60 ° C. or more and less than 65 ° C.) (NO in step S35), the first compressor control unit that inhibits the increase in the rotation speed of the
After performing the steps S32, S34, S36, S38, and S39, the process returns to step S31 after waiting for one minute (step S40).
[0031]
[Effects of Third Embodiment]
As described above, if a plurality of set values for the temperature of the EV cooling water detected by the
[0032]
[Other embodiments]
In the present embodiment, the present invention is applied to the hybrid vehicle 1 having the traveling motor and the traveling
[0033]
In this embodiment, the outdoor heat exchanger 4 is disposed so as to face the entire front surface of the
[0034]
In the present embodiment, the air conditioning control means only performs the third compressor control means, the air conditioning control means sequentially performs the inside and outside air switching control means and the second compressor control means, the inside and outside air switching control means, the first compressor control means and the Although the air conditioning control means for sequentially performing the two compressor control means and the third compressor control means has been described, other than the above, the inside / outside air switching control means, the first compressor control means, the second compressor control means, and the third compressor control means Alternatively, an air-conditioning control unit combining one or two or more units may be used.
[0035]
In the present embodiment, the inside / outside air switching control means, the first compressor control means, the second compressor control means, and the third compressor control means perform the respective means, and after a lapse of one minute, the detection value of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an overall configuration of a vehicle air conditioner according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method according to a second embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method according to a third embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating division of a temperature region in a control method according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記室外熱交換器よりも空冷風の流れ方向の下流側に直列的に配設されて、前記車両に搭載された電気部品を冷却する冷却水を空冷するラジエータと、
前記ラジエータから流出した冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、前記冷凍サイクルの冷凍能力を下げる空調制御手段とを備える車両用空調装置。A refrigeration cycle mounted on a vehicle having a traveling motor and having an outdoor heat exchanger for air-cooling a refrigerant,
A radiator that is disposed in series downstream of the outdoor heat exchanger in the flow direction of the air-cooled air, and air-cools cooling water that cools electrical components mounted on the vehicle.
Cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water flowing out of the radiator,
An air conditioner for a vehicle, comprising: air conditioning control means for decreasing the refrigerating capacity of the refrigerating cycle when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value.
前記空調制御手段は、前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、前記エバポレータにおける冷媒の吸熱量を下げることを特徴とする車両用空調装置。The vehicle air conditioner according to claim 1, further comprising: an evaporator disposed in a duct that guides air into a vehicle cabin and configured to cool the air with a refrigerant,
The air conditioner for a vehicle according to claim 1, wherein the air conditioning control means reduces the amount of heat absorbed by the refrigerant in the evaporator when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value.
前記空調制御手段は、前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、前記内外気切替ドアを内気循環モードに切り替える内外気切替制御手段であることを特徴とする車両用空調装置。The vehicle air conditioner according to claim 2, further comprising: an inside / outside air switching door that switches air guided into the duct to an outside air introduction mode for introducing air from outside the vehicle compartment or an inside air circulation mode for circulating air from the vehicle interior.
The air conditioning control unit is an inside / outside air switching control unit that switches the inside / outside air switching door to an inside air circulation mode when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detection unit is equal to or higher than a set value. Vehicle air conditioner.
前記空調制御手段は、前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、前記コンプレッサの吐出量を制限するコンプレッサ制御手段であることを特徴とする車両用空調装置。The vehicle air conditioner according to claim 4, further comprising a compressor that compresses refrigerant and discharges the refrigerant to the outdoor heat exchanger.
The vehicle air conditioner, wherein the air conditioning control means is a compressor control means for limiting a discharge amount of the compressor when a temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value. .
前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、
前記コンプレッサの回転速度の上昇を禁止する第1コンプレッサ制御手段、前記コンプレッサの回転速度を所定量降下する第2コンプレッサ制御手段、前記コンプレッサを停止する第3コンプレッサ制御手段のうちの1または2以上を組み合わせたものであることを特徴とする車両用空調装置。The air conditioner for a vehicle according to claim 5, wherein the compressor control unit includes:
When the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value,
One or more of first compressor control means for inhibiting the rotation speed of the compressor from increasing, second compressor control means for decreasing the rotation speed of the compressor by a predetermined amount, and third compressor control means for stopping the compressor. An air conditioner for a vehicle, which is a combination.
前記空調制御手段は、前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水の温度が設定値以上の場合に、
前記内外気切替ドアを内気循環モードに切り替える内外気切替制御手段、前記コンプレッサの回転速度の上昇を禁止する第1コンプレッサ制御手段、前記コンプレッサの回転速度を所定量降下する第2コンプレッサ制御手段、および前記コンプレッサを停止する第3コンプレッサ制御手段のうちのいずれか2以上を組み合わせたものであることを特徴とする車両用空調装置。2. The air conditioner for a vehicle according to claim 1, wherein the evaporator is disposed in a duct that guides the air into the vehicle compartment and cools the air with a refrigerant, and the outside air introduces the air guided into the duct from outside the vehicle compartment. An internal / external air switching door that switches to a mode or an internal air circulation mode for circulating from the vehicle interior, and a compressor that compresses refrigerant and discharges the refrigerant to the outdoor heat exchanger,
The air conditioning control means, when the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature detecting means is equal to or higher than a set value,
Inside / outside air switching control means for switching the inside / outside air switching door to the inside air circulation mode, first compressor control means for inhibiting an increase in the rotation speed of the compressor, second compressor control means for lowering the rotation speed of the compressor by a predetermined amount, and An air conditioner for a vehicle, comprising a combination of any two or more of the third compressor control means for stopping the compressor.
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