JP2010236709A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプを利用した車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner using a heat pump.
従来より、ヒートポンプを利用して冷房と暖房の切替を行えるように構成された車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。ヒートポンプは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、車室外に配設される車室外熱交換器と、減圧弁と、車室内に配設される車室内熱交換器とが配管により環状に接続されてなり、さらに、冷媒の循環方向を切り替えるモード切替弁を備えている。このモード切替弁により冷媒の循環方向を切り替えることで、車室内熱交換器を吸熱器にして冷風を生成し車室内を冷房でき、また、車室内熱交換器を放熱器にして温風を生成し車室内を暖房できる。 Conventionally, a vehicle air conditioner configured to be able to switch between cooling and heating using a heat pump is known (see, for example, Patent Document 1). The heat pump is formed by connecting a compressor for compressing a refrigerant, a vehicle exterior heat exchanger disposed outside the vehicle interior, a pressure reducing valve, and a vehicle interior heat exchanger disposed in the vehicle interior via a pipe. Furthermore, a mode switching valve for switching the refrigerant circulation direction is provided. By switching the refrigerant circulation direction with this mode switching valve, the vehicle interior heat exchanger can be used as a heat sink to generate cold air and the vehicle interior can be cooled, and the vehicle interior heat exchanger can be used as a heat radiator to generate hot air. The interior can be heated.
暖房時、車室内熱交換器を放熱器とした場合には、車室外熱交換器が吸熱器となるので、空気中の水分が車室外熱交換器の表面に凝縮して着霜し、熱交換が十分に行えなくなることがある。車室外熱交換器の霜を取る際には、モード切替弁により冷媒の循環方向を一時的に切り替えて車室内熱交換器を吸熱器とし、車室外熱交換器を放熱器として除霜運転する。さらに、特許文献1では、除霜運転中における空調風の吹出モードを、空調風がフロントガラスの内面へ向けて吹き出すデフロスタモードとしている。これにより、暖房が要求されている状況において除霜運転する際に、冷風が乗員に向けて直接吹き出さなくなる。
しかしながら、特許文献1では、除霜運転中に冷風が乗員へ直接当たらないようにすることができるものの、室内が暖房の必要な状況にあるのに、暖房が中断され、室内に冷風が供給されてしまうことになるので、空調フィーリングの悪化をもたらす。
However, in
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室外熱交換器の除霜運転時に室内に冷風が供給されないようにするとともに、暖房が中断されないようにして、空調フィーリングを良好にすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to prevent cold air from being supplied into the room during the defrosting operation of the vehicle exterior heat exchanger and to prevent heating from being interrupted. It is to improve the air conditioning feeling.
上記目的を達成するために、本発明では、コンプレッサから吐出した冷媒を車室内熱交換器及び車室外熱交換器の両方に供給できるようにして室内の暖房を中断することなく、車室外熱交換器の除霜を可能にし、さらに、コンプレッサに吸入される前の冷媒を加熱して暖房能力を確保できるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the refrigerant discharged from the compressor can be supplied to both the vehicle interior heat exchanger and the vehicle exterior heat exchanger so that the indoor heating is not interrupted without interrupting the interior heating. The defrosting of the vessel is possible, and the refrigerant before being sucked into the compressor can be heated to ensure the heating capacity.
具体的には、第1の発明では、冷媒を圧縮するコンプレッサと、車両の室外に配設される車室外熱交換器と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁と、車両の室内に配設される車室内熱交換器と、上記コンプレッサから吐出した冷媒を上記車室外熱交換器、上記減圧弁、上記車室内熱交換器の順に流す冷房モードと、上記コンプレッサから吐出した冷媒を上記車室内熱交換器、上記減圧弁、上記車室外熱交換器の順に流す暖房モードとに切り替えるモード切替弁とが配管により接続されたヒートポンプを有する車両用空調装置において、上記コンプレッサの吐出側と上記車室外熱交換器とを接続し、該コンプレッサから吐出された冷媒を上記車室外熱交換器に供給するバイパス配管と、上記バイパス配管の通路を開閉する開閉弁と、上記車室内熱交換器と上記コンプレッサの吸入側との間に設けられ、該コンプレッサに吸入される冷媒を加熱する冷媒加熱器と、上記車室外熱交換器が着霜状態であるか否かを推定する着霜状態推定部と、上記着霜状態推定部による推定結果に基づいて上記開閉弁及び上記冷媒加熱器を制御する制御装置とを備え、上記制御装置は、上記着霜状態推定部により上記車室外熱交換器が着霜状態であると推定された場合には、上記開閉弁を開き、かつ、上記冷媒加熱器を加熱状態とする除霜運転モードとする一方、上記車室外熱交換器が非着霜状態であると推定された場合には、上記開閉弁を閉じる通常運転モードとするように構成されているものとする。 Specifically, in the first invention, the compressor that compresses the refrigerant, the heat exchanger that is disposed outside the vehicle, the pressure reducing valve that depressurizes the refrigerant, and the vehicle are disposed inside the vehicle. The vehicle interior heat exchanger, the cooling mode in which the refrigerant discharged from the compressor flows in the order of the vehicle exterior heat exchanger, the pressure reducing valve, and the vehicle interior heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor in the vehicle interior heat. In a vehicle air conditioner having a heat pump in which an exchanger, a pressure reducing valve, and a mode switching valve for switching to a heating mode that flows in order of the vehicle exterior heat exchanger are connected by piping, the discharge side of the compressor and the vehicle exterior heat A bypass pipe that connects the exchanger and supplies the refrigerant discharged from the compressor to the vehicle exterior heat exchanger, an on-off valve that opens and closes the passage of the bypass pipe, and the vehicle interior heat exchange And a refrigerant heater that heats the refrigerant sucked into the compressor and estimates whether the vehicle exterior heat exchanger is in a frosted state or not. And a control device that controls the on-off valve and the refrigerant heater based on the estimation result by the frosting state estimation unit, and the control device uses the frosting state estimation unit to perform the vehicle exterior heat exchanger. Is defrosting operation mode in which the on-off valve is opened and the refrigerant heater is heated, while the vehicle compartment heat exchanger is in a non-frosting state. When it is estimated that, the normal operation mode in which the on-off valve is closed is assumed to be configured.
この構成によれば、着霜状態推定部により車室外熱交換器が着霜状態であると推定されると、バイパス配管の通路が開かれてコンプレッサから吐出された高温冷媒が車室外熱交換器に供給される。これにより、車室外熱交換器の除霜が可能になる。また、車室外熱交換器が着霜状態であると推定された場合には、コンプレッサに吸入される前の冷媒が冷媒加熱器により加熱される。これにより、コンプレッサから吐出される冷媒の温度を十分に高めることが可能になるので、車室内熱交換器に高温冷媒が供給されるようになる。 According to this configuration, when the frosting state estimating unit estimates that the vehicle exterior heat exchanger is in a frosted state, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor by opening the passage of the bypass pipe is converted into the vehicle exterior heat exchanger. To be supplied. Thereby, defrosting of a heat exchanger outside a vehicle interior is attained. When it is estimated that the vehicle exterior heat exchanger is in a frosted state, the refrigerant before being sucked into the compressor is heated by the refrigerant heater. As a result, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor can be sufficiently increased, so that the high-temperature refrigerant is supplied to the vehicle interior heat exchanger.
第2の発明では、第1の発明において、コンプレッサは単位時間当たりの吐出量の変更が可能な可変容量型に構成され、制御装置は、除霜運転モードへ切り替える前に上記コンプレッサの吐出量を増大させるように構成されているものとする。 According to a second aspect, in the first aspect, the compressor is configured as a variable displacement type capable of changing a discharge amount per unit time, and the control device controls the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode. Assume that it is configured to increase.
すなわち、除霜運転モードに切り替えられると、コンプレッサから吐出された冷媒が車室外熱交換器及び車室内熱交換器の両方に流れることになり、車室内熱交換器へ供給される冷媒の量が減少して暖房能力が一時的に低下する懸念がある。この構成によれば、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサから吐出される冷媒の量が増大するので、車室内熱交換器に供給される冷媒の量が大きく減少してしまうことはなく、暖房能力の一時的な落ち込みを最小限に食い止めることが可能になる。 That is, when switched to the defrosting operation mode, the refrigerant discharged from the compressor flows into both the vehicle exterior heat exchanger and the vehicle interior heat exchanger, and the amount of refrigerant supplied to the vehicle interior heat exchanger is reduced. There is a concern that the heating capacity will decline temporarily due to a decrease. According to this configuration, since the amount of refrigerant discharged from the compressor increases before switching to the defrosting operation mode, the amount of refrigerant supplied to the vehicle interior heat exchanger is not greatly reduced, and heating is performed. It becomes possible to stop the temporary decline in ability to a minimum.
第3の発明では、第2の発明において、車室内熱交換器へ空調用空気を送風する室内ファンと、上記室内ファンの送風状態を検出する送風状態検出部とを備え、制御装置は、上記送風状態検出部により上記室内ファンの送風量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されているものとする。 According to a third invention, in the second invention, the control device includes an indoor fan that blows air for air conditioning to a vehicle interior heat exchanger, and a blowing state detection unit that detects a blowing state of the indoor fan. It is assumed that the discharge amount of the compressor is increased when the blowing state detection unit detects that the blowing amount of the indoor fan is larger than a predetermined amount, compared to a case where the blowing amount is less than the predetermined amount.
すなわち、室内ファンの送風量が多いということは強めの暖房が要求されており、この場合にコンプレッサの吐出量を増大させることで、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、室内ファンの送風量が少なく、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサの吐出量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 In other words, a large amount of air blown from the indoor fan requires strong heating, and in this case, it is possible to ensure the required heating capacity by increasing the discharge amount of the compressor. In addition, when the amount of air blown by the indoor fan is small and weak heating is sufficient, the amount of discharge of the compressor is not increased so much, and wasteful consumption of energy is suppressed.
第4の発明では、第2の発明において、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度を検出する温度検出部を備え、制御装置は、上記温度検出部により上記車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が所定温度よりも低いことが検出されると、所定温度以上の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されているものとする。 According to a fourth invention, in the second invention, a temperature detection unit that detects a temperature of air before passing through the vehicle interior heat exchanger is provided, and the control device causes the vehicle interior heat exchanger to be detected by the temperature detection unit. When it is detected that the temperature of the air before passing is lower than the predetermined temperature, the discharge amount of the compressor is increased as compared with the case where the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature.
すなわち、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が低いということは強めの暖房が必要な状況であり、この場合にコンプレッサの吐出量を増大させることで、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が高く、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサの吐出量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 That is, the low temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is a situation that requires stronger heating. In this case, the required heating capacity is ensured by increasing the discharge amount of the compressor. It becomes possible. Further, when the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is high and weak heating is sufficient, since the discharge amount of the compressor is not increased so much, wasteful consumption of energy is suppressed.
第5の発明では、第2の発明において、コンプレッサの吐出状態を検出する吐出状態検出部を備え、制御装置は、上記吐出状態検出部により、除霜運転モードに切り替える前の上記コンプレッサの吐出量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されているものとする。 According to a fifth aspect, in the second aspect, the apparatus includes a discharge state detection unit that detects a discharge state of the compressor, and the control device uses the discharge state detection unit to discharge the compressor before switching to the defrosting operation mode. When it is detected that the amount is larger than the predetermined amount, it is assumed that the compressor discharge amount is increased as compared with the case where the amount is less than the predetermined amount.
すなわち、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサの吐出量が多いということは、強めの暖房が行われている状況であり、この場合にコンプレッサの吐出量を増大させることで、除霜運転時にも強めの暖房を継続して行うことが可能になる。また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサの吐出量が少なく、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサの吐出量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 That is, the fact that the compressor discharge amount is large before switching to the defrosting operation mode is a situation where strong heating is performed.In this case, by increasing the compressor discharge amount, the compressor discharge amount is also increased. Strong heating can be continued. Further, when the discharge amount of the compressor is small before switching to the defrosting operation mode and weak heating is sufficient, since the discharge amount of the compressor is not increased so much, wasteful consumption of energy is suppressed.
第6の発明では、第1の発明において、制御装置は、除霜運転モードに切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とするように構成されているものとする。 In a sixth aspect, in the first aspect, the control device is configured to put the refrigerant heater in a heated state before switching to the defrosting operation mode.
この構成によれば、除霜運転モードに切り替える前に冷媒が加熱されるので、除霜運転モードに切り替えた後、暖房能力が一時的に落ち込むようになるのを抑制することが可能になる。 According to this configuration, since the refrigerant is heated before switching to the defrosting operation mode, it is possible to prevent the heating capacity from temporarily falling after switching to the defrosting operation mode.
第7の発明では、第6の発明において、車室内熱交換器へ空調用空気を送風する室内ファンと、上記室内ファンの送風状態を検出する送風状態検出部とを備え、制御装置は、上記送風状態検出部により上記室内ファンの送風量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べて冷媒加熱器による加熱量を増大させるように構成されているものとする。 According to a seventh aspect, in the sixth aspect, the apparatus includes an indoor fan that blows air for air conditioning to the vehicle interior heat exchanger, and a blowing state detection unit that detects a blowing state of the indoor fan. When the blowing state detection unit detects that the blowing amount of the indoor fan is larger than a predetermined amount, the heating amount by the refrigerant heater is increased as compared with a case where the blowing amount is less than the predetermined amount. .
すなわち、室内ファンの送風量が多いということは強めの暖房が必要な状況であり、この場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させることで、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、室内ファンの送風量が少なく、弱い暖房でよい場合には、加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 That is, a large amount of air blown from the indoor fan is a situation where strong heating is required. In this case, by increasing the heating amount of the refrigerant heater, it is possible to ensure the necessary heating capacity. Further, when the amount of air blown by the indoor fan is small and weak heating is sufficient, the amount of heating is not increased so much, and wasteful consumption of energy is suppressed.
第8の発明では、第6の発明において、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度を検出する温度検出部を備え、制御装置は、上記温度検出部により上記車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が所定温度よりも低いことが検出されると、所定温度以上の場合に比べて冷媒加熱器による加熱量を増大させるように構成されているものとする。 According to an eighth invention, in the sixth invention, a temperature detection unit that detects a temperature of air before passing through the vehicle interior heat exchanger is provided, and the control device causes the vehicle interior heat exchanger to be detected by the temperature detection unit. When it is detected that the temperature of the air before passing is lower than the predetermined temperature, the heating amount by the refrigerant heater is increased as compared with the case where the temperature is higher than the predetermined temperature.
すなわち、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が低いということは強めの暖房が必要な状況であり、この場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させることで、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が高く、弱い暖房でよい場合には、冷媒加熱器の加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 That is, the low temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is a situation that requires stronger heating.In this case, the heating capacity of the refrigerant heater is increased, so that the required heating capacity is increased. It becomes possible to secure. Further, when the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is high and weak heating is sufficient, the heating amount of the refrigerant heater is not increased so much, so that wasteful consumption of energy is suppressed.
第9の発明では、第6の発明において、コンプレッサの吐出状態を検出する吐出状態検出部を備え、制御装置は、上記吐出状態検出部により、除霜運転モードに切り替える前の上記コンプレッサの吐出量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べて冷媒加熱器の加熱量を増大させるように構成されているものとする。 According to a ninth aspect, in the sixth aspect, the apparatus further comprises a discharge state detection unit that detects a discharge state of the compressor, and the control device uses the discharge state detection unit to discharge the compressor before switching to the defrosting operation mode. When it is detected that the amount is larger than the predetermined amount, the heating amount of the refrigerant heater is increased as compared with the case where the amount is less than the predetermined amount.
すなわち、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサの吐出量が多いということは、強めの暖房が行われている状況であり、この場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させることで、除霜運転時にも強めの暖房を継続して行うことが可能になる。また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサの吐出量が少なく、弱い暖房でよい場合には、冷媒加熱器の加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。 That is, the fact that the compressor discharge amount is large before switching to the defrosting operation mode is a situation where strong heating is performed. In this case, the defrosting operation is performed by increasing the heating amount of the refrigerant heater. Even at times, it will be possible to continue the strong heating. Further, when the compressor discharge amount is small before switching to the defrosting operation mode and weak heating is sufficient, the heating amount of the refrigerant heater is not increased so much, and wasteful consumption of energy is suppressed.
第10の発明では、第2の発明において、制御装置は、除霜運転モードへ切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とするとともに、コンプレッサの吐出量が増大される場合に上記冷媒加熱器の加熱量を増大させるように構成されているものとする。 In a tenth aspect, in the second aspect, the control device sets the refrigerant heater to a heated state before switching to the defrosting operation mode, and heats the refrigerant heater when the discharge amount of the compressor is increased. Assume that the volume is configured to increase.
すなわち、コンプレッサの吐出量の増大と、冷媒加熱器の加熱量の増大との両方を行うことで、除霜運転時において暖房能力を落ち込みを抑制することが可能になる。 That is, it is possible to suppress a drop in the heating capacity during the defrosting operation by increasing both the discharge amount of the compressor and the heating amount of the refrigerant heater.
第11の発明では、第7から10のいずれか1つの発明において、冷媒加熱器は、発熱体を備え、制御装置は、上記発熱体の温度及び上記発熱体の発熱時間の少なくとも一方を変更するように構成されているものとする。 In an eleventh aspect, in any one of the seventh to tenth aspects, the refrigerant heater includes a heating element, and the control device changes at least one of the temperature of the heating element and the heat generation time of the heating element. It shall be comprised as follows.
この構成によれば、冷媒加熱器による冷媒の加熱量を容易に、かつ、狙い通りに変更することが可能になる。 According to this configuration, the amount of heat of the refrigerant by the refrigerant heater can be easily changed as intended.
第12の発明では、第1から11のいずれか1つの発明において、着霜状態推定部は、車室外熱交換器の表面温度を検出する温度センサを備えている構成とする。 According to a twelfth aspect, in any one of the first to eleventh aspects, the frosting state estimation unit includes a temperature sensor that detects a surface temperature of the vehicle exterior heat exchanger.
この構成によれば、車室外熱交換器の表面温度に基づいて着霜状態を推定するので、推定結果が正確になる。 According to this configuration, since the frost formation state is estimated based on the surface temperature of the vehicle exterior heat exchanger, the estimation result becomes accurate.
第13の発明では、第12の発明において、着霜状態推定部は、車室外熱交換器の表面温度の低下度合いが所定以上の場合に車室外熱交換器が着霜状態であると推定するように構成されているものとする。 In a thirteenth aspect, in the twelfth aspect, the frost formation state estimation unit estimates that the vehicle exterior heat exchanger is in a frost formation state when the degree of decrease in the surface temperature of the vehicle exterior heat exchanger is greater than or equal to a predetermined value. It shall be comprised as follows.
すなわち、車室外熱交換器の温度が低温側へ変化する場合に、その変化度合いが大きいということは、着霜し易い状態であると推定され、この場合に、冷媒加熱器を加熱状態として予熱を開始しておくことが可能になる。 That is, when the temperature of the heat exchanger outside the passenger compartment changes to the low temperature side, it is estimated that the degree of change is large, and it is presumed that frost formation is likely to occur. It becomes possible to start.
第14の発明では、第1から13のいずれか1つの発明において、着霜状態推定部は、車室外熱交換器を流動する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサを備え、該冷媒圧力センサで検出された冷媒の圧力の低下度合いが所定以上の場合には、上記車室外熱交換器が着霜状態であると推定するように構成されているものとする。 In a fourteenth invention, in any one of the first to thirteenth inventions, the frost formation state estimation unit includes a refrigerant pressure sensor that detects a pressure of a refrigerant flowing through the vehicle exterior heat exchanger, and the refrigerant pressure sensor When the detected degree of decrease in the pressure of the refrigerant is equal to or greater than a predetermined value, it is assumed that the vehicle exterior heat exchanger is estimated to be in a frosted state.
すなわち、車室外熱交換器に着霜が始まると伝熱面積が減少して吸熱量が低下し、その結果、冷媒温度(蒸発圧力)が低下し、この冷媒温度の低下により着霜が進行していく。従って、着霜が進行していくほど、車室外熱交換器を流動する冷媒の圧力が低下していくことになり、この圧力の低下度合いに基づいて着霜状態であるか否かを的確に推定することが可能になる。 That is, when frost formation starts in the heat exchanger outside the passenger compartment, the heat transfer area decreases and the heat absorption decreases, resulting in a decrease in refrigerant temperature (evaporation pressure), and frost formation proceeds due to the decrease in refrigerant temperature. To go. Therefore, as the frosting progresses, the pressure of the refrigerant flowing through the vehicle exterior heat exchanger decreases, and it is accurately determined whether or not the frosting state is based on the degree of the decrease in the pressure. It becomes possible to estimate.
第15の発明では、第1から14のいずれか1つの発明において、車室内熱交換器を収容するケーシングを備え、上記ケーシングには、上記車室内熱交換器が配置される空気流路と、車室内の空気及び車室外の空気の空気流路への導入割合を変更する導入割合変更部とが設けられ、制御装置は、除霜運転モード時に車室内の空気の導入割合が増加するように上記導入割合変更部を制御するように構成されているものとする。 In a fifteenth aspect of the invention, in any one of the first to fourteenth aspects, a casing is provided for housing the vehicle interior heat exchanger, and the casing includes an air flow path in which the vehicle interior heat exchanger is disposed; An introduction ratio changing unit for changing an introduction ratio of the air in the passenger compartment and the air flow outside the passenger compartment to the air flow path so that the introduction ratio of the air in the passenger compartment increases in the defrosting operation mode. It is assumed that the introduction ratio changing unit is configured to be controlled.
この構成によれば、除霜運転モード時に車室内の空気の導入割合が増加することになる。暖房時においては、車室内の空気の温度が車室外の空気の温度よりも高いので、車室内の空気の導入割合を増加させることで、暖房効率が向上する。 According to this configuration, the introduction ratio of air in the passenger compartment increases during the defrosting operation mode. During heating, the temperature of the air in the passenger compartment is higher than the temperature of the air outside the passenger compartment, so that the heating efficiency is improved by increasing the air introduction ratio in the passenger compartment.
第16の発明では、第1から14のいずれか1つの発明において、車室内あるいは車室外の湿度情報を取得する湿度情報取得部と、車室内熱交換器を収容するケーシングとを備え、上記ケーシングには、上記車室内熱交換器が配置される空気流路と、車室内の空気及び車室外の空気の空気流路への導入割合を変更する導入割合変更部とが設けられ、制御装置は、上記湿度情報取得部で取得された湿度情報に基づいて上記導入割合変更部を制御し、車室内の空気及び車室外の空気の導入割合を、車室内の湿度が低下するように設定する構成とする。 According to a sixteenth aspect, in any one of the first to fourteenth aspects, the casing includes a humidity information acquisition unit that acquires humidity information inside or outside the vehicle compartment, and a casing that houses the vehicle interior heat exchanger. Are provided with an air flow path in which the vehicle interior heat exchanger is disposed, and an introduction ratio changing unit that changes the ratio of introduction of air inside the vehicle interior and air outside the vehicle interior into the air flow path. The configuration that controls the introduction ratio changing unit based on the humidity information acquired by the humidity information acquisition unit and sets the introduction ratio of the air inside the vehicle compartment and the air outside the vehicle compartment so that the humidity inside the vehicle compartment decreases. And
この構成によれば、車両の窓の内面に結露が生じ難くなる。 According to this configuration, condensation is unlikely to occur on the inner surface of the vehicle window.
第17の発明では、第1から16のいずれか1つの発明において、制御装置は、コンプレッサの吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように冷媒加熱器を制御するように構成されているものとする。 According to a seventeenth aspect, in any one of the first to sixteenth aspects, the control device is configured to control the refrigerant heater so that the refrigerant on the suction side of the compressor is in a superheat state. To do.
この構成によれば、コンプレッサの液圧縮が防止されるとともに、高い暖房能力が確保される。 According to this configuration, liquid compression of the compressor is prevented and high heating capacity is ensured.
第18の発明では、第1から17のいずれか1つの発明において、制御装置は、除霜運転モードから通常運転モードに切り替える前に冷媒加熱器を非加熱状態とするように構成されているものとする。 In an eighteenth aspect, in any one of the first to seventeenth aspects, the control device is configured to put the refrigerant heater in a non-heating state before switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode. And
この構成によれば、除霜運転モード時に冷媒加熱器が加熱状態にあるので、通常運転モードに切り替える前に非加熱状態にしても、通常運転モードに切り替えた後、しばらくの間は予熱を利用して冷媒の加熱が行える。 According to this configuration, since the refrigerant heater is in the heating state during the defrosting operation mode, the preheating is used for a while after switching to the normal operation mode even if the refrigerant heater is not heated before switching to the normal operation mode. Thus, the refrigerant can be heated.
第19の発明では、第1から18のいずれか1つの発明において、車室外熱交換器に空気を送るための室外ファンを備え、制御装置は、除霜運転モード時には、上記室外ファンを停止させるように構成されているものとする。 According to a nineteenth aspect, in any one of the first to eighteenth aspects, an outdoor fan for sending air to the outdoor heat exchanger is provided, and the control device stops the outdoor fan in the defrosting operation mode. It shall be comprised as follows.
この構成によれば、除霜運転モード時に車室外熱交換器への送風が停止されることになるので、霜の融解が促進される。 According to this structure, since the ventilation to the vehicle exterior heat exchanger is stopped in the defrosting operation mode, the melting of frost is promoted.
第20の発明では、第19の発明において、制御装置は、除霜運転モードから通常運転モードに切り替わった後に、上記室外ファンを作動させるように構成されているものとする。 In a twentieth aspect, in the nineteenth aspect, the control device is configured to operate the outdoor fan after switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode.
すなわち、除霜運転モードにより霜が解けると、車室外熱交換器の表面には水が付着した状態となる。このときに室外ファンを作動させることで、水が風により吹き飛ばされる。これにより、再着霜が抑制される。 That is, when frost is melted in the defrosting operation mode, water is attached to the surface of the outside heat exchanger. At this time, by operating the outdoor fan, water is blown away by the wind. Thereby, re-frosting is suppressed.
第21の発明では、第1から20のいずれか1つの発明において、制御装置は、除霜運転モードによる運転の終了前、所定時間は冷媒加熱器を非加熱状態とする構成とする。 In a twenty-first aspect, in any one of the first to twentieth aspects, the control device is configured to put the refrigerant heater in a non-heated state for a predetermined time before the end of the operation in the defrosting operation mode.
この構成によれば、除霜運転モード中は冷媒加熱器が加熱状態にあるので、除霜運転モード中に非加熱状態にしてもその予熱を利用して暖房を行うことが可能になる。 According to this configuration, since the refrigerant heater is in the heated state during the defrosting operation mode, it is possible to perform heating using the preheating even if the refrigerant heater is in the non-heating state during the defrosting operation mode.
第22の発明では、第1から21のいずれか1つの発明において、車室に供給する空調風の温度状態を検出する温度検出部を備え、制御装置は、除霜運転モード中に空調風の温度が所定温度以下となった場合に除霜運転を中断して通常運転モードとするように構成されているものとする。 According to a twenty-second aspect, in any one of the first to twenty-first aspects, a temperature detection unit that detects a temperature state of the conditioned air supplied to the passenger compartment is provided, and the control device detects the conditioned air during the defrosting operation mode. It is assumed that the defrosting operation is interrupted and the normal operation mode is set when the temperature falls below a predetermined temperature.
この構成によれば、除霜運転中に空調風の温度が乗員に不快感を与える程度に低下した場合に通常運転モードとすることが可能になるので、乗員の快適性を重視した空調制御が行える。 According to this configuration, it becomes possible to enter the normal operation mode when the temperature of the air-conditioning wind is lowered to the extent that the occupant feels uncomfortable during the defrosting operation. Yes.
第1の発明によれば、車室外熱交換器が着霜状態であると推定された場合に、コンプレッサから吐出された高温冷媒をバイパス配管により車室外熱交換器にも供給して除霜でき、このときにコンプレッサに吸入される前の冷媒を冷媒加熱器で加熱するようにしたので、暖房能力を十分に高めることができる。 According to the first aspect of the present invention, when it is estimated that the vehicle exterior heat exchanger is in a frosted state, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor can be supplied to the vehicle exterior heat exchanger via the bypass pipe and defrosted. At this time, since the refrigerant before being sucked into the compressor is heated by the refrigerant heater, the heating capacity can be sufficiently increased.
第2の発明によれば、除霜運転モードへ切り替える前にコンプレッサの吐出量を増大させるようにしたことで、除霜運転モードへ切り替えた後に暖房能力の一時的な落ち込みを抑制でき、より快適な暖房を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the discharge amount of the compressor is increased before switching to the defrosting operation mode, so that a temporary decline in the heating capacity can be suppressed after switching to the defrosting operation mode, which is more comfortable. Heating can be performed.
第3の発明によれば、車室内熱交換器への送風量が所定量よりも多い場合にコンプレッサの吐出量を増大させるようにしたので、無駄なエネルギの消費を抑制しながら、必要時に高い暖房能力を得ることができる。 According to the third aspect of the invention, since the discharge amount of the compressor is increased when the amount of air blown to the vehicle interior heat exchanger is larger than the predetermined amount, it is high when necessary while suppressing wasteful energy consumption. Heating capacity can be obtained.
第4の発明によれば、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が低い場合にコンプレッサの吐出量を増大させるようにしたので、無駄なエネルギの消費を抑制しながら、必要時に高い暖房能力を得ることができる。 According to the fourth aspect of the invention, when the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is low, the discharge amount of the compressor is increased, so that it is high when necessary while suppressing wasteful energy consumption. Heating capacity can be obtained.
第5の発明によれば、除霜運転モードに切り替える前のコンプレッサの吐出量が多い場合に、除霜運転時におけるコンプレッサの吐出量を増大させるようにしたので、強めの暖房を継続して行うことができる。 According to the fifth aspect, when the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode is large, the discharge amount of the compressor at the time of the defrosting operation is increased, so that strong heating is continuously performed. be able to.
第6の発明によれば、除霜運転モードへ切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とするようにしたことで、除霜運転モードへ切り替えた後に暖房能力の一時的な落ち込みを抑制でき、より快適な暖房を行うことができる。 According to the sixth aspect of the invention, the refrigerant heater is brought into a heating state before switching to the defrosting operation mode, so that a temporary decline in heating capacity can be suppressed after switching to the defrosting operation mode. Comfortable heating can be performed.
第7の発明によれば、車室内熱交換器への送風量が所定量よりも多い場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させるようにしたので、無駄なエネルギの消費を抑制しながら、必要時に高い暖房能力を得ることができる。 According to the seventh invention, since the heating amount of the refrigerant heater is increased when the amount of air blown to the vehicle interior heat exchanger is larger than a predetermined amount, it is necessary while suppressing wasteful energy consumption. Sometimes a high heating capacity can be obtained.
第8の発明によれば、車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が低い場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させるようにしたので、無駄なエネルギの消費を抑制しながら、必要時に高い暖房能力を得ることができる。 According to the eighth invention, since the heating amount of the refrigerant heater is increased when the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is low, it is necessary while suppressing wasteful energy consumption. Sometimes a high heating capacity can be obtained.
第9の発明によれば、除霜運転モードに切り替える前のコンプレッサの吐出量が多い場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させるようにしたので、必要時に高い暖房能力を得ながら、無駄なエネルギの消費を抑制できる。 According to the ninth aspect, since the heating amount of the refrigerant heater is increased when the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode is large, the wasteful energy is obtained while obtaining a high heating capacity when necessary. Can be reduced.
第10の発明によれば、除霜運転モードへ切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とし、コンプレッサの吐出量が増大される場合に冷媒加熱器の加熱量を増大させるようにしたので、除霜運転時において強めの暖房を継続して行うことができる。 According to the tenth invention, the refrigerant heater is brought into a heating state before switching to the defrosting operation mode, and the heating amount of the refrigerant heater is increased when the discharge amount of the compressor is increased. Strong heating can be continued during operation.
第11の発明によれば、発熱体の温度及び発熱体の発熱時間の少なくとも一方を変更することで、冷媒の加熱量を容易に、かつ、狙い通りに変更でき、空調性能を向上させることができる。 According to the eleventh aspect, by changing at least one of the temperature of the heating element and the heating time of the heating element, the heating amount of the refrigerant can be changed easily and as intended, and air conditioning performance can be improved. it can.
第12の発明によれば、着霜状態推定部が車室外熱交換器の表面温度を検出する温度センサを備えているので、着霜状態の推定結果が正確になり、着霜運転モードに的確に切り替えることができる。 According to the twelfth aspect, since the frost state estimation unit includes the temperature sensor that detects the surface temperature of the heat exchanger outside the passenger compartment, the estimation result of the frost state is accurate, and the frost operation mode is accurate. You can switch to
第13の発明によれば、温度センサの検出値の低温側へ向けての変化度合いが所定以上の場合には冷媒加熱器を加熱状態として予熱を開始することができる。これにより、除霜運転モードに切り替えたときに素早く除霜できるとともに、暖房能力の低下を抑制できる。 According to the thirteenth aspect, when the degree of change of the detected value of the temperature sensor toward the low temperature side is equal to or greater than a predetermined value, the refrigerant heater can be heated and preheating can be started. Thereby, when it switches to defrost operation mode, while being able to defrost quickly, the fall of heating capability can be suppressed.
第14の発明によれば、車室外熱交換器を流動する冷媒の圧力に基づいて着霜状態であるか否かを推定するようにしたことで、運転モードを的確に切り替えることができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to accurately switch the operation mode by estimating whether or not the frosting state is based on the pressure of the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger.
第15の発明によれば、除霜運転モード時に車室内の空気の導入割合を増加させるようにしたので、十分な暖房能力を得ることができる。 According to the fifteenth aspect, since the introduction ratio of the air in the passenger compartment is increased during the defrosting operation mode, a sufficient heating capacity can be obtained.
第16の発明によれば、湿度情報に基づいて、車室内の空気及び車室外の空気の導入割合を変更するようにしたので、車両の窓に結露が発生するのを抑制できる。 According to the sixteenth aspect, since the introduction ratio of the air inside the vehicle interior and the air outside the vehicle compartment is changed based on the humidity information, it is possible to suppress the occurrence of condensation on the window of the vehicle.
第17の発明によれば、コンプレッサの吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように冷媒加熱器を制御するようにしたので、コンプレッサの液圧縮による破損を防止しながら、高い暖房能力を確保できる。 According to the seventeenth aspect, since the refrigerant heater is controlled so that the refrigerant on the suction side of the compressor is in a superheat state, high heating capacity can be ensured while preventing damage due to liquid compression of the compressor. .
第18の発明によれば、除霜運転モードから通常運転モードに切り替える前に冷媒加熱器を非加熱状態とすることで、冷媒加熱器の予熱を利用して冷媒を加熱することができ、エネルギの消費を抑制しながら、車室外熱交換器の霜を確実に取ることができる。 According to the eighteenth aspect of the invention, the refrigerant heater can be heated using the preheating of the refrigerant heater by setting the refrigerant heater to an unheated state before switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode. It is possible to surely remove the frost from the outside heat exchanger while suppressing the consumption of the vehicle.
第19の発明によれば、除霜運転モード時には、室外ファンを停止させるようにしたので、霜を早く取ることができ、霜を取るのに要するエネルギを低減できる。 According to the nineteenth aspect, since the outdoor fan is stopped in the defrosting operation mode, frost can be removed quickly, and energy required to remove frost can be reduced.
第20の発明によれば、除霜運転モードから通常運転モードに切り替わった後に、室外ファンを作動させるようにしたので、霜が解けることにより発生した水を車室外熱交換器から除去できる。これにより、再着霜を抑制でき、除霜運転モードへ切り替える頻度を低くしてエネルギの消費量を低減できる。 According to the twentieth invention, since the outdoor fan is operated after switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode, the water generated by the frost melting can be removed from the outdoor heat exchanger. Thereby, re-frosting can be suppressed and the frequency of switching to defrost operation mode can be made low, and energy consumption can be reduced.
第21の発明によれば、除霜運転モードによる運転の終了前、所定時間は冷媒加熱器を非加熱状態とするようにしたので、冷媒加熱器の予熱を利用して暖房を行うことができ、エネルギの消費を抑制できる。 According to the twenty-first aspect, since the refrigerant heater is kept in the non-heated state for a predetermined time before the operation in the defrosting operation mode is completed, heating can be performed using preheating of the refrigerant heater. , Energy consumption can be suppressed.
第22の発明によれば、除霜運転モード時に空調風の温度が所定以下となった場合に除霜運転を中断して通常運転モードとするようにしたので、乗員の快適性を保ちながら除霜運転を行うことができる。 According to the twenty-second aspect, since the defrosting operation is interrupted and the normal operation mode is set when the temperature of the air-conditioning air becomes equal to or lower than the predetermined value in the defrosting operation mode, the removal is performed while maintaining passenger comfort. Frost operation can be performed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
尚、実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、「前」とは車両の前側を、また、「後」とは車両の後側を、さらに、「左」とは車両の左側を、さらにまた、「右」とは車両の右側をそれぞれ表すこととしている。 In the description of the embodiments, for convenience of explanation, “front” means the front side of the vehicle, “rear” means the rear side of the vehicle, and “left” means the left side of the vehicle. Furthermore, “right” represents the right side of the vehicle.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置1の概略構造を示している。車両用空調装置1は、電気自動車やエンジンと電気モータを組み合わせたハイブリッド自動車に搭載されるものである。
FIG. 1 shows a schematic structure of a
車両用空調装置1は、自動車の車室内に搭載される室内ユニットU1と、自動車の車室外に搭載される室外ユニットU2と、室内ユニットU1及び室外ユニットU2を制御する制御装置Aとを備えている。室内ユニットU1は、自動車のインストルメントパネル(図示せず)内の左右方向中央部に配設されている。また、室外ユニットU2は、主にエンジンルーム(図示せず)に配設されている。
The
室内ユニットU1は、内外気切替ダンパ4と、室内ファン5と、上流側車室内熱交換器10及び下流側車室内熱交換器11と、温度調節ダンパ27と、ロータリダンパ35及びデフベント切替ダンパ55と、ケーシング3とを備えている。一方、室外ユニットU2は、冷媒を圧縮するコンプレッサ100と、減圧弁101と、電動減圧弁102と、電磁弁103と、冷媒加熱器105と、四方弁(モード切替弁)106と、アキュムレータ107と、車室外熱交換器109とを備えている。
The indoor unit U1 includes an inside / outside
上記上流側車室内熱交換器10及び下流側車室内熱交換器11と、コンプレッサ100と、減圧弁101と、冷媒加熱器105と、四方弁106と、アキュムレータ107と、車室外熱交換器109とは、配管104a〜104hにより環状に接続されており、上流側車室内熱交換器10及び下流側車室内熱交換器11と室外ユニットU2とでヒートポンプが構成されている。
The upstream-side vehicle
コンプレッサ100は、コンプレッサ駆動モータ100aで作動する圧縮機構100bを有し、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成された周知のものである。図3に示すように、コンプレッサ駆動モータ100aは制御装置Aにより制御されるようになっている。このコンプレッサ100は、単位時間当たりの吐出量を変化させることができる可変容量型のものである。具体的には、コンプレッサ駆動モータ100aの回転数が制御装置Aにより変更されるように構成されている。尚、圧縮機構100bが有する圧縮室(図示せず)の容積を変化させるようにしてもよい。
The
下流側車室内熱交換器11は、冷媒が流れるチューブと伝熱用フィン(共に図示せず)とを交互に積層してなるチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。下流側車室内熱交換器11の冷媒給排口の一方(図示せず)が配管104aを介してコンプレッサ100の冷媒吐出口(図示せず)に接続されており、コンプレッサ100から吐出された高温冷媒が下流側車室内熱交換器11に流入するようになっている。
The downstream-side vehicle
上流側車室内熱交換器10も、下流側車室内熱交換器11と同様に構成されたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。上流側車室内熱交換器10は下流側車室内熱交換器11よりも大型である。具体的には、上流側車室内熱交換器10のチューブ長さ及び幅寸法は下流側車室内熱交換器11のチューブ長さ及び幅寸法よりもそれぞれ長く設定されている。上流側車室内熱交換器10の冷媒給排口の一方(図示せず)には配管104cが接続されている。下流側車室内熱交換器11の冷媒給排口の他方(図示せず)には、配管104dが接続されている。配管104bと配管104cとの間に四方弁106が配設されている。
The upstream side vehicle
上流側車室内熱交換器10の冷媒給排口の他方(図示せず)から延びる配管104dは、2つに分岐しており、一方は、冷媒加熱器105の冷媒給排口の一方(図示せず)まで延び、他方は、車室外熱交換器109の冷媒給排口の一方(図示せず)まで延びている。
A
配管104dの冷媒加熱器105側には、減圧弁101が設けられている。この減圧弁101は、配管104dの上流側車室内熱交換器10側から流れる冷媒を減圧して冷媒加熱器105側へ流すように構成された周知のものである。
A
配管104dの車室外熱交換器109側には、電動減圧弁102が設けられている。電動減圧弁102は、制御装置Aにより制御されるようになっており、配管104dの上流側車室内熱交換器10側から流れる冷媒を減圧して車室外熱交換器109側へ流すこと、及び、配管104dの車室外熱交換器109側から流れる冷媒を減圧して上流側車室内熱交換器10側へ流すことができるようになっている。また、電動減圧弁102は、配管104dを開閉する開閉弁としても機能する。
An electric
冷媒加熱器105は、電熱線(発熱体)105aを絶縁した状態で金属パイプにより被覆してなる、いわゆるシーズヒーター(電気式ヒーター)で構成されている。制御装置Aにより冷媒加熱器105のON(加熱状態)及びOFF(非加熱状態)の切替と、電熱線105aへの電力供給量の変更がなされるようになっている。電力供給量により加熱量の調整が可能である。
The
車室外熱交換器109は、チューブアンドフィンタイプの熱交換器であり、例えば、車両のエンジンルームにおける前端部に配設されている。車室外熱交換器109には、該車室外熱交換器109に空気を送るための室外ファン109aと、該室外ファン109aを回転駆動する室外ファンモータ109bとが設けられている。室外ファンモータ109bは、制御装置Aにより制御され、ON及びOFFの切替と、回転数の変更とが可能である。
The vehicle
車室外熱交換器109には、内部を流動する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ109cと、車室外熱交換器109の表面温度を検出する表面温度検出センサ109dとが設けられている。冷媒圧力センサ109c及び表面温度検出センサ109dは制御装置Aに接続されている。
The vehicle
冷媒加熱器105の冷媒給排口の他方(図示せず)には配管104eが接続されている。また、アキュムレータ107の冷媒給排口の一方(図示せず)には配管104gが接続されている。四方弁106の4つのポートには、配管104b、配管104c、配管104e及び配管104gが接続されている。四方弁106は、制御装置Aにより制御され、配管104bと配管104cとを連通させ、かつ、配管104eと配管104gとを連通させる状態(図1、図4〜6に示す)と、配管104bと配管104eとを連通させ、かつ、配管104cと配管104gとを連通させる状態(図7に示す)とに切り替えられるようになっている。
A
また、車室外熱交換器109の冷媒給排口の他方(図示せず)から延びる配管104fは、配管104eの中途部に接続されている。配管104fと配管104eとの接続部には、電磁弁103が設けられている。電磁弁103は、制御装置Aに接続され、配管104f及び配管104eを各々開閉できるようになっている。
In addition, a
アキュムレータ107は、冷媒を貯留するように構成された周知のものである。アキュムレータ107の冷媒給排口の他方(図示せず)は、配管104hによりコンプレッサ100の冷媒吸入口(図示せず)に接続されている。配管104hには、コンプレッサ100に吸入される前の冷媒の圧力及び温度をそれぞれ検出する吸入冷媒圧センサ112及び吸入冷媒温度センサ113が設けられている。吸入冷媒圧センサ112及び吸入冷媒温度センサ113は、コンプレッサ100に吸入される前の冷媒がスーパーヒート状態(過熱状態)であるか否かを検出するためのものであり、制御装置Aに接続されている。
The
室外ユニットU2には、コンプレッサ100の冷媒吐出口と車室外熱交換器109とを接続し、コンプレッサ100から吐出された冷媒を車室外熱交換器109に供給するバイパス配管110と、バイパス配管110の通路を開閉するバイパス弁(開閉弁)111とが設けられている。バイパス配管110の上流端は、配管104aの中途部に接続されている。バイパス弁111は、バイパス配管110の上流端に位置付けられている。バイパス配管110の下流端は、配管104dの中途部に接続されている。バイパス弁111は制御装置Aにより制御されるようになっている。
The outdoor unit U2 is connected to a refrigerant discharge port of the
また、車両には、図3に示すように、車室外の気温(外気温度)を検出する外気温センサ114、車室外の湿度を検出する車室外湿度センサ(湿度情報取得部)115及び車室内の湿度を検出する車室内湿度センサ(湿度情報取得部)116が設けられている。外気温センサ114、車室外湿度センサ115及び車室内湿度センサ116は、車両用空調装置1を構成するものであり、制御装置Aに接続されている。
Further, as shown in FIG. 3, the vehicle includes an outside
また、車両には、始動タイマ118及びバッテリ残量検出センサ117が設けられている。始動タイマ118及びバッテリ残量検出センサ117は、制御装置Aに接続されている。
The vehicle is also provided with a
始動タイマ118は、乗員が空調装置1を作動させる時刻をセットすることができるように構成されている。制御装置Aは、始動タイマ118の出力信号に基づいて、何分後に空調装置1を作動させる必要があるかを得ることができる。
The
バッテリ残量検出センサ117は、車両に搭載されているバッテリ120に接続されており、バッテリ120の残量を検出するためのものである。バッテリ残量検出センサ117は、具体的には、バッテリ120の電圧値に基づいてバッテリ残量を得るように構成されている。
The battery remaining
次に、室内ユニットU1の構造について説明する。室内ユニットU1のケーシング3は、樹脂製の左側ケース構成部材(図示せず)及び右側ケース構成部材2(図2に示す)を組み合わせてなる。このケーシング3の上半部前側には、室内ファン5を収容するファンハウジング7が他の部分と一体に形成されている。室内ファン5からの空気は、ケーシング3内部の前端側を下方へ流れて、該ケーシング3の下半部に収容された上流側車室内熱交換器10と、下流側車室内熱交換器11とを通過した後、ケーシング3の後側に形成されたデフロスタ口12、ベント口13及びフット口14から車室に供給されるようになっている。
Next, the structure of the indoor unit U1 will be described. The
上記ファンハウジング7は、左右方向に延びる中心線を有する円筒状をなし、このファンハウジング7の中央部分に、室内ファン5を構成するシロッコファンがその回転軸を左右方向に向けた状態で収容されている。ファンハウジング7の室内ファン5周りには、該室内ファン5から吹き出した空気の流れが集合する空気流出通路17が形成され、この空気流出通路17の下流端は、ファンハウジング7の下側で開口している。また、ファンハウジング7の左側壁には、上記室内ファン5を駆動するための室内ファンモータ5a(図1に示す)の取付口18が形成されている。モータ取付口18には、室内ファンモータ5aが気密状に取り付けられている。この室内ファンモータ5aの出力軸に上記室内ファン5が回転一体に取り付けられている。室内ファンモータ5aは制御装置Aに接続されており、制御装置AによりON/OFFの切替、回転数の変更が行われるようになっている。室内ファンモータ5aの回転数の変更は、印加電圧を変更することによって行われる。
The
上記ファンハウジング7の右側壁には吸込口19が形成され、該吸込口19には、インテークボックス3aが接続されている。このインテークボックス3aには、車室外の空気を導入する外気導入口3bと、車室内の空気を導入する内気導入口3cとが形成されている。インテークボックス(導入割合変更部)3aの内部には、外気導入口3b及び内気導入口3cの開度を調節する内外気切替ダンパ4が配設されている。内外気切替ダンパ4は、内外気切替用アクチュエータ4a(図3に示す)により駆動され、外気導入口3bを全閉にし、かつ、内気導入口3cを全開にする位置から、外気導入口3bを全開とし、かつ、内気導入口3cを全閉とする位置まで動く。外気導入口3bが全開とされると、外気のみがケーシング3内に取り入れられ、内気導入口3cが全開とされると、内気のみがケーシング3内に取り入れられる。また、外気導入口3b及び内気導入口3cの開閉度合いにより、外気及び内気の導入割合を任意に変更することができる。内外気切替用アクチュエータ4aは、制御装置Aに接続されている。
A
図2に示すように、ケーシング3内部の下半部前端側には、上記空気流出通路17の下流端に接続されて下側へ向かって斜め後方に延びる導風通路20が形成されている。導風通路20には、上流側車室内熱交換器10が該導風通路20を横切るように配置されて収容されている。上流側車室内熱交換器10は、チューブの延びる方向が上下方向となるように向いている。
As shown in FIG. 2, an
上記導風通路20には、加熱通路21の上流端が連通している。加熱通路21の上流端と導風通路20との間には、両通路21、20を仕切るようにケーシング3の底壁から上方へ延びる縦壁23が形成されている。この縦壁23の上半部には、加熱通路21の上流端開口をなす下側開口部24が形成されている。また、下側開口部24の直上方には、上記縦壁23上端から上流側車室内熱交換器10の下流側上端近傍に亘るように上側開口部25が形成されており、この上側開口部25が導風通路20の下流端開口をなしている。
The upstream end of the
縦壁23の上端近傍には、下側開口部24及び上側開口部25を選択的に開閉する板状の温度調節ダンパ27が配置され、該温度調節ダンパ27は、左右方向に延びる支軸27aによりケーシング3に支持されている。この温度調節ダンパ27は、温調用アクチュエータ27a(図3に示す)により駆動されるようになっており、図2に示すように、温度調節ダンパ27を下方へ回動させて上側開口部25を全開とすると下側開口部24が全閉になる一方、図8(a)に示すように、温度調節ダンパ27を上方へ回動させて下側開口部24を全開とすると上側開口部25が全閉になる。また、図8(b)に示すように、温度調節ダンパ27を上記下側開口部24と上側開口部25との中間位置まで回動させると、下側開口部24と上側開口部25との両方が開いた状態となり、このときの温度調節ダンパ27の回動角度により両開口部24、25を通過する空気の量が変化するようになっている。
In the vicinity of the upper end of the
加熱通路21の縦壁23近傍には、下流側車室内熱交換器11が、その上側へ行くほど後方に位置する傾斜状態でかつ加熱通路21を横切るように配置されている。
In the vicinity of the
上記上側開口部25の上方には、導風通路20の下流端と加熱通路21の下流端とが連通するエアミックス空間29が形成されている。このエアミックス空間29では、導風通路20を流れた空気及び加熱通路21を流れた空気を混合して温度調節を行っている。すなわち、温度調節ダンパ27の回動角度による下側開口部24及び上側開口部25の開度によって、上流側車室内熱交換器10を流れる空気量と、下流側車室内熱交換器11を流れる空気量とが変化し、これにより、ケーシング3内で生成される空気の温度が変化するようになっている。
An
また、ケーシング3の後側には、大略上下方向に延びるダクト30が他の部分と一体に形成されている。ダクト30の上端部には、前側にデフロスタ口12が形成されその後側に近接してベント口13が形成されている。上記デフロスタ口12は、デフロスタダクト(図示せず)を介してインストルメントパネルのフロントウインド下端近傍に開口するデフロスタノズルに接続されている。また、インストルメントパネルには、乗員の顔や胸に向けて調和空気を吹き出させる複数のベントノズルが開口しており、ケーシング3のベント口13は、ベントダクト(図示せず)を介して各ベントノズルに接続されている。また、ダクト30の下端部にはフット口14が形成され、このフット口14には前席乗員の足下及び後席乗員の足下まで延びるフットダクト(図示せず)が接続されるようになっている。
In addition, a
ダクト30内の上半部には、上流端がエアミックス空間29の上部に連通し下流端が上記デフロスタ口12及びベント口13にそれぞれ接続される第1通路31が形成されている。
Formed in the upper half of the
また、ダクト30内の下半部には、上流端がエアミックス空間29の後部に連通し下流端が上記フット口14に接続される第2通路32が形成されている。この第2通路32の上流端は、前方に開口するとともに、加熱通路21の下流端開口及び第1通路31の上流端開口の間で両開口に近接して位置付けられており、加熱通路21の下流端開口、第2通路32の上流端開口及び第1通路31の上流端開口は並んでいる。
The lower half of the
第2通路32は、上流端開口から後方へ下降傾斜して延びた後、略鉛直下向きに屈曲して延びている。第2通路32と加熱通路21の下流側とは、ケーシング3に一体に形成された仕切壁51により仕切られている。該仕切壁51は、後側へ行くほど下側に位置するように下方へ湾曲形成され、この仕切壁51の前端部は、後述のロータリダンパ35のシール材が当接するように略平坦に形成されている。また、ケーシング3内壁における第1通路31の上流端開口と第2通路32の上流端開口との間には、ロータリダンパ35のシール材が当接するケーシング側シール部50が、前方へ下降傾斜して突出する板状に形成されている。このケーシング側シール部50も上記仕切壁51の前端部と同様に略平坦に形成されている。
The
上記エアミックス空間29には、上記第1通路31の上流端開口及び第2通路32の上流端開口を選択的に開閉することにより、第1通路31及び第2通路32を切り替えるロータリダンパ35が配設されている。該ロータリダンパ35は、第1通路31及び第2通路32の上流端開口が並ぶ方向に回動する閉止壁部36と、該閉止壁部36の回動軸方向である左右方向両端にそれぞれ連なる端壁部37とを備えている。閉止壁部36は、回動軸と略平行に延びる矩形の平板状をなし、また、左側及び右側端壁部37、37は閉止壁部36に対し略垂直に延びている。左側端壁部37には、支持軸38が左外方へ突出するように形成され、また、右側端壁部37には同様な支持軸38が右外方へ突出するように形成されており、これら左側及び右側の支持軸38は同軸上に位置付けられている。該左側及び右側支持軸38は、ケーシング3の左側壁及び右側壁に形成された貫通孔(図示せず)にそれぞれ挿通されて該貫通孔に支持されている。一方の支持軸38には、リンク機構を介して吹出方向切替用アクチュエータ35a(図3に示す)が連結され、このアクチュエータ35aによりロータリダンパ35が支持軸38周りに回動するようになっている。
In the
そして、図9(b)に示すように、ロータリダンパ35を前側へ回動させて第2通路32の上流端開口を全開にすると、第1通路31の上流端開口はその前端側が僅かに開いた状態となり、この状態で、ロータリダンパ35の後側に位置しているシール材40が、ケーシング側シール部50の下面に当接するようになっている。
Then, as shown in FIG. 9B, when the
一方、図2に示すように、ロータリダンパ35を後側へ回動させて第1通路31の上流端開口を全開にすると第2通路32の上流端開口が全閉になる。この状態で、ロータリダンパ35の上側に位置しているシール材40が上記ケーシング側シール部50の上面に当接するとともに、ロータリダンパ35の下側に位置しているシール材40が仕切壁51の前端部に当接する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the
また、図8(b)及び図9(a)に示すように、ロータリダンパ35を、上記第1通路31と第2通路32とを切り替える途中まで回動させた状態では、このロータリダンパ35の回動位置により両通路31、32への調和空気の分配量が変化する。また、閉止壁部36が平板状に形成されていて回動軌跡に沿った円弧形状でないため、ロータリダンパ35が上記第1通路31と第2通路32とを切り替える途中にあるときには、閉止壁部36とケーシング側シール部50との間に、第2通路32とエアミックス空間29の第1通路31側とを連通させる隙間52が生じることとなる。
Further, as shown in FIGS. 8B and 9A, in the state where the
また、第1通路31の下流側におけるデフロスタ口12の下側及びベント口13の下側には、デフベント切替ダンパ55により開閉されるデフロスタ側開口部56及びベント側開口部57がそれぞれ形成されている。上記デフベント切替ダンパ55は、上記温度調節ダンパ27と同様に板状に形成されて左右方向に延びる支軸55aによりケーシング3に支持されている。このデフベント切替ダンパ55は、上記ロータリダンパ35とリンク機構を介して連動するようになっていて、共通のアクチュエータ35aにより駆動される。図9(a)に示すように、デフベント切替ダンパ55を前側へ回動させてデフロスタ側開口部56を全閉にするとベント側開口部57が全開となる一方、図9(b)に示すように、デフベント切替ダンパ55を後側へ回動させてベント側開口部57を全閉にするとデフロスタ側開口部56が全開となる。
Also, a
つまり、この実施形態の車両用空調装置1では、空気流出通路17、導風通路20、加熱通路21、エアミックス空間29、第1通路31及び第2通路32により空気通路Rが構成されている。そして、空気流路Rは、導入口を構成するファンハウジング7の吸込口19から導出口を構成するデフロスタ口12、ベント口13及びフット口14まで延びている。
That is, in the
図3に示すように、上記温調用アクチュエータ27a及び吹出方向切替用アクチュエータ35aは、制御装置Aに接続され、該制御装置Aにより制御されるようになっている。制御装置Aには、車室に配設された空調操作スイッチ41が接続されている。
As shown in FIG. 3, the
また、車室内には、車室内の温度を検出する内気温センサ(温度検出部)121が設けられている。内気温センサ121は、ケーシング3に吸入される前の空調用空気の温度を検出することがきるようになっている。内気温センサ121は制御装置Aに接続されている。
In addition, an inside air temperature sensor (temperature detection unit) 121 that detects the temperature inside the vehicle interior is provided in the vehicle interior. The inside
制御装置Aは、各センサ109c、109d、112〜117、121の出力信号、空調操作スイッチ41の操作状態、始動タイマ118の動作状態、バッテリ120の残量、室内の送風状態及びコンプレッサ100の動作状態を得て、室内ユニットU1及び室外ユニットU2を所定のプログラムに基づいて制御する。
The controller A outputs signals from the
制御装置Aには、送風状態検出部125が設けられている。送風状態検出部125は、ケーシング3内への空調用空気の送風量を検出するためのものである。室内ファンモータ5aは、制御装置Aから印加される電圧の大きさにより回転数が変更されるようになっており、送風状態検出部125は、室内ファンモータ5aへの印加電圧に基づいて車室内への送風量を間接的に検出することができる。
The control device A is provided with a blowing
制御装置Aには、コンプレッサ吐出状態検出部126が設けられている。コンプレッサ吐出状態検出部126は、コンプレッサ100から吐出される冷媒の単位時間当たりの量を検出するためのものである。コンプレッサ100は、制御装置Aから出力された信号により回転数が変更されるようになっているので、この信号に基づいてコンプレッサ100から吐出される冷媒の量が間接的に得られる。
The control device A is provided with a compressor discharge
制御装置Aは、空調装置1の運転状態を、低外気時暖房運転モード、通常暖房運転モード(本発明の通常運転モード)、除霜運転モード及び冷房運転モードの4つのモードのうち、任意のモードに切り替える。低外気時暖房運転モードとは、極寒季のように低外気時(例えば−5℃よりも低い時)に選択されるモードである。通常暖房運転モードとは、冬季において外気が例えば−5℃以上0℃以下のときに選択されるモードである。除霜運転モードとは、車室外熱交換器109が着霜状態にあると推定された場合に選択されるモードである。冷房運転モードとは、主に冬季以外で選択されるモードである。
The control device A selects the operation state of the
低外気時暖房運転モードが選択された場合には、制御装置Aは上流側車室内熱交換器10及び下流側車室内熱交換器11が放熱器となるように、次の制御を行う。図4に示すように、まず、四方弁106により配管104bと配管104cとを連通させ、かつ、配管104eと配管104gとを連通させる。また、電動減圧弁102を閉状態とし、電磁弁103により配管104eの通路を開き、配管104fの通路を閉じる。さらに、バイパス弁111を閉状態としてバイパス配管110の通路を閉じる。これにより、車室外熱交換器109には冷媒が流れない。尚、同図における破線は、冷媒が流れない部分を示している。
When the low outside air heating operation mode is selected, the control device A performs the following control so that the upstream side vehicle
低外気時暖房運転モード時に車室外熱交換器109に冷媒を流さないのは、外気温が低く大気からの吸熱がそれほど期待できないためである。そして、冷媒加熱器105をONにするとともに、コンプレッサ100を作動させる。
The reason why the refrigerant does not flow into the vehicle
低外気時暖房運転モードでは、同図に矢印で示すように、コンプレッサ100から吐出された高温高圧冷媒が、配管104aから下流側車室内熱交換器11に流入した後、配管104b及び配管104cから上流側車室内熱交換器10に流入する。上流側車室内熱交換器10を流れた冷媒は、配管104dから減圧弁101を通って減圧された後、冷媒加熱器105により加熱される。冷媒加熱器105により加熱された冷媒は、配管104eから四方弁106を経て配管104g、アキュムレータ107、配管104hを順に流れてコンプレッサ100に吸入される。
In the low outside air heating operation mode, as indicated by an arrow in the figure, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
低外気時暖房運転モードの場合には、下流側車室内熱交換器11を流動する冷媒の温度の方が、上流側車室内熱交換器10を流動する冷媒の温度よりも高くなるので、上流側車室内熱交換器10を通過して加熱された空気は、下流側車室内熱交換器11を通過する際に再加熱される。これにより、高温の空調風を得ることが可能になる。また、温度調節ダンパ27の回動動作により、空調風の温度調節も可能である。
In the case of the low outside air heating operation mode, the temperature of the refrigerant flowing through the downstream-side vehicle
通常暖房運転モードが選択された場合には、制御装置Aは、次の制御を行う。図5に示すように、まず、四方弁106を上記低外気時暖房運転モードと同様にする。また、電動減圧弁102を開く。さらに、電磁弁103により配管104eの冷媒加熱器105側の通路を閉じ、配管104fの通路を開く。そして、コンプレッサ100を作動させる。この通常暖房運転モードでは、冷媒加熱器105をOFFにする。大気吸熱が期待できるからである。
When the normal heating operation mode is selected, the control device A performs the following control. As shown in FIG. 5, first, the four-
通常暖房運転モードでは、図5に示すように、コンプレッサ100から吐出された高温高圧冷媒が、配管104aから下流側車室内熱交換器11に流入した後、配管104b及び配管104cを経て上流側車室内熱交換器10に流入する。上流側車室内熱交換器10を流れた冷媒は、配管104dから電動減圧弁102を通って減圧された後、車室外熱交換器109に流入する。車室外熱交換器109に流入した冷媒は大気と熱交換して吸熱した後、配管104fから四方弁106を経て、配管104g、アキュムレータ107、配管104hを順に流れてコンプレッサ100に吸入される。
In the normal heating operation mode, as shown in FIG. 5, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
通常暖房運転モードにおいても、低外気時暖房運転モードと同様に、高温の空調風を得ることができるとともに、温度調節ダンパ27の回動動作により空調風の温度調節も可能である。
Also in the normal heating operation mode, high-temperature conditioned air can be obtained as in the low outside air heating operation mode, and the temperature of the conditioned air can be adjusted by the rotation operation of the
除霜運転モードが選択された場合には、制御装置Aは、次の制御を行う。図6に示すように、まず、四方弁106を上記低外気時暖房運転モードと同様にする。また、電動減圧弁102を閉状態とし、電磁弁103により配管104eと配管104fの両方の通路を開く。さらに、バイパス弁111を開状態としてバイパス配管110の通路を開く。そして、冷媒加熱器105をONにするとともに、コンプレッサ100を作動させる。
When the defrosting operation mode is selected, the control device A performs the following control. As shown in FIG. 6, first, the four-
除霜運転モードでは、低外気時暖房運転モードと同様に、コンプレッサ100から吐出された高温高圧冷媒が、下流側車室内熱交換器11及び上流側車室内熱交換器10を経て、減圧弁101を通って減圧された後、冷媒加熱器105により加熱される。冷媒加熱器105により加熱された冷媒は、四方弁106及びアキュムレータ107を経てコンプレッサ100に吸入される。また、コンプレッサ100から吐出された高温高圧冷媒は、バイパス配管110を通って車室外熱交換器109に流入する。これにより、車室外熱交換器109の表面温度が上昇して霜が解ける。
In the defrosting operation mode, similarly to the low outside air heating operation mode, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
除霜運転モードでは、コンプレッサ100に吸入される前の冷媒を冷媒加熱器105で加熱するようにしているので、室内熱交換器10、11には高温の冷媒を供給することが可能になり、暖房能力は十分に得られる。
In the defrosting operation mode, since the refrigerant before being sucked into the
冷房運転モードが選択された場合には、制御装置Aは、次の制御を行う。図7に示すように、まず、四方弁106により配管104bと配管104eとを連通させ、かつ、配管104cと配管104gとを連通させる。また、電動減圧弁102を開状態とし、電磁弁103により配管104eの通路を閉じて配管104fの通路を開く。さらに、バイパス弁111を閉状態としてバイパス配管110の通路を閉じる。
When the cooling operation mode is selected, the control device A performs the following control. As shown in FIG. 7, first, the four-
冷房運転モードでは、コンプレッサ100から吐出された高温高圧冷媒が、配管104aを通って下流側車室内熱交換器11に流入した後、配管104b及び配管104eを経て、配管104fを流れて車室外熱交換器109に流入する。車室外熱交換器109に流出した冷媒は、電動減圧弁102を経て減圧された後、配管104dを通り、上流側車室内熱交換器10に流入する。上流側車室内熱交換器10から流出した冷媒は、配管104cを通り、四方弁106を経て、配管104g、アキュムレータ107、配管104hを順に流れてコンプレッサ100に吸入される。
In the cooling operation mode, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
冷房運転モードでは、上流側車室内熱交換器10が冷却器として機能し、下流側車室内熱交換器11が加熱器として機能する。これにより、導風通路20を通過する空気が上流側車室内熱交換器10により冷却され、加熱通路21を通過する空気が下流側車室内熱交換器11により加熱される。そして、温度調節ダンパ27の回動動作により空調風の温度調節が可能である。尚、冷房運転モードでは、上流側熱交換器10により空気の湿度を低下させ、その後、空気を下流側熱交換器11で加熱して温風を生成することもできる。
In the cooling operation mode, the upstream-side vehicle
次に、室内ユニットU1の動作について説明する。 Next, the operation of the indoor unit U1 will be described.
図9(b)は、ケーシング30内の殆どの空気をフットダクトへ供給し、残りの若干量をインストルメントパネルのデフロスタノズルへ供給するヒートモードが選択された場合を示す。このヒートモードでは、温度調節ダンパ27は上側開口部25を全閉にするまで回動している。室内ファン5により送風された空気は、導風通路20を流れて上流側車室内熱交換器10を通過する。そして、上流側車室内熱交換器10を通過した空気の全量が加熱通路21に流れ、下流側車室内熱交換器11を通過してエアミックス空間29へ流れていく。
FIG. 9B shows a case where the heat mode is selected in which most of the air in the
ヒートモードでは、ロータリダンパ35が、第1通路31上流端開口の大部分を覆うまで回動し、デフベント切替ダンパ55が、ベント側開口部57を全閉にするまで回動している。従って、上記のようにして生成された高温の空気の殆どは、フット口14を介してフットダクトから乗員の足下に吹き出す。また、エアミックス空間29の若干量の空気がデフロスタ口12及びデフロスタダクトを介してデフロスタノズルからフロントウインド内面に吹き出す。
In the heat mode, the
図2は、ケーシング3内の空気をインストルメントパネルのベントノズルへのみ供給するベントモードが選択された場合を示す。このベントモードでは、ロータリダンパ35は第2通路32を全閉にするまで回動し、また、デフベント切替ダンパ55はデフロスタ側開口部56を全閉にするまで回動する。さらに、温度調節ダンパ27は下側開口部24を全閉にするまで回動していて、導風通路20を流れた空気は加熱通路21を流れることなく、エアミックス空間29へ直接流入する。
FIG. 2 shows a case where the vent mode for supplying the air in the
そして、エアミックス空間29から第1通路31に流入した調和空気は、ベント口13及びベントダクトを介して各ベントノズルから乗員の顔や胸に吹き出す。
And the conditioned air which flowed into the 1st channel |
図8(a)は、調和空気をインストルメントパネルのデフロスタノズルへのみ供給するデフロスタモードが選択された場合を示す。このデフロスタモードでは、ロータリダンパ35は、上記ベントモードと同様に第2通路32を全閉にするまで回動し、また、デフベント切替ダンパ55は、ベント側開口部57を全閉にするまで回動し、さらに温度調節ダンパ27は上側開口部25を全閉にするまで回動している。そして、エアミックス空間29から第1通路31に流入した調和空気は、デフロスタ口12及びデフロスタダクトを介してデフロスタノズルからフロントウインド内面に吹き出す。
FIG. 8A shows a case where the defroster mode for supplying conditioned air only to the defroster nozzle of the instrument panel is selected. In the defroster mode, the
図8(b)は、調和空気をインストルメントパネルのデフロスタノズル及びフットダクトへ供給するデフフットモードが選択された場合を示す。このデフフットモードでは、ロータリダンパ35は、第1通路31と第2通路32とを切り替える途中の回動位置まで回動しており、ロータリダンパ35の閉止壁部36とケーシング側シール部50との間には隙間52が形成されている。また、デフベント切替ダンパ55はベント側開口部57を全閉にするまで回動し、さらに、温度調節ダンパ27は下側開口部24と上側開口部25との中間位置まで回動している。
FIG. 8B shows a case where the differential foot mode for supplying conditioned air to the defroster nozzle and the foot duct of the instrument panel is selected. In this differential foot mode, the
このデフフットモードでは、導風通路20を流れる一部の空気が加熱通路21に流入して加熱され、この加熱通路21の空気と上記導風通路20の残りの空気とがエアミックス空間29に流入して混合される。このエアミックス空間29の調和空気の約半分は、主にエアミックス空間29の前側から第1通路31に流入し、残りはロータリダンパ35の閉止壁部36の下側から第2通路32へ流入する。この際、第2通路32の上流端は加熱通路21の下流端に近接しているので、第2通路32に流入する空気は、第1通路31へ流入する空気よりも温度が高くなる。
In this differential foot mode, a part of the air flowing through the
また、このモードでは、エアミックス空間29から第2通路32へ流入した空気が上記隙間52を介してエアミックス空間29の第1通路31側へ流れるようになる。このエアミックス空間29へ流れた第2通路32の空気は上記の如く温度が比較的高いため、上記エアミックス空間29の第1通路31側の空気と混合すると、該第1通路31側の空気の温度は上昇し、この空気が第1通路31へ流入する。
In this mode, the air flowing from the
そして、第1通路31へ流入した調和空気は、デフロスタ口12及びデフロスタダクトを介してデフロスタノズルからフロントウインド内面に向けて吹き出す。さらに、第2通路32へ流入した空気は、フット口14を介してフットダクトから乗員の足下に吹き出す。この際、第2通路32へ流入する空気の温度は、第1通路31へ流入する空気の温度よりも高いので、乗員が足下に冷たさを感じることはない。また、第2通路32の空気をエアミックス空間29の空気と混合させてから第1通路31へ流入させるようにしているので、デフロスタノズルから吹き出す空気の温度と、フットダクトから吹き出す空気の温度の差が適切な範囲に収まる。さらに、上記のように第1通路31へ流入する空気の温度が高まるので、フロントウインド内面の曇りを素早く晴らすことが可能となる。
The conditioned air flowing into the
図9(a)は、空気をインストルメントパネルのベントノズル及びフットダクトへ供給するバイレベルモードが選択された場合を示す。このバイレベルモードでは、ロータリダンパ35は、上記デフフットモードと同様に第1通路31と第2通路32とを切り替える途中の回動位置まで回動しており、ロータリダンパ35の閉止壁部36とケーシング側シール部50との間には隙間52が形成されている。また、デフベント切替ダンパ55はデフロスタ側開口部56を全閉にするまで回動し、さらに、温度調節ダンパ27は下側開口部24と上側開口部25との中間位置まで回動している。
FIG. 9A shows a case where the bi-level mode for supplying air to the vent nozzle and the foot duct of the instrument panel is selected. In this bi-level mode, the
このバイレベルモードでは、上記デフフットモードと同様に、エアミックス空間29の調和空気の約半分が第1通路31へ流入し、残りが第2通路32へ流入する。この際、第2通路32へは温度が比較的高い空気が流入するようになる。
In this bi-level mode, about half of the conditioned air in the
また、このモードでは、エアミックス空間29から第2通路32へ流入した空気が、上記隙間52を介してエアミックス空間29の第1通路31側へ流れて該第1通路31側の空気と混合し、このことで温度が上昇した空気が第1通路31へ流入する。
In this mode, the air flowing into the
そして、第1通路31へ流入した空気は、ベント口13及びベントダクトを介してベントノズルから乗員の顔や胸に吹き出し、また、第2通路32へ流入した空気は、フット口14を介してフットダクトから乗員の足下に吹き出す。この際、第2通路32へ流入する空気の温度は比較的高いので、乗員が足下に冷たさを感じることはない。また、第2通路32の空気をエアミックス空間29に流すようにしているので、ベントノズルから吹き出す空気の温度と、フットダクトから吹き出す空気の温度の差が適切な範囲に収まる。
The air flowing into the
次に、制御装置Aにより行われる具体的な制御の内容について図10及び図11のフローチャートに基づいて説明する。 Next, specific control contents performed by the control device A will be described based on the flowcharts of FIGS. 10 and 11.
図10のフローチャートのスタート後のステップSA1では、始動タイマ118がONであるか否か判定する。ステップSA1でYESと判定されて始動タイマ118がONである場合には、続くステップSA2に進む。ステップSA1でNOと判定されれば、始動タイマ118がONとなるまで次のステップには進まずに待つ。
In step SA1 after the start of the flowchart of FIG. 10, it is determined whether or not the
ステップSA2では、外気温センサ114により外気温TGを検出する。ステップSA2に続くステップSA3では、外気温が−5℃よりも低いか、0℃よりも高いか、−5℃以上0℃以下であるか判定する。外気温が−5℃よりも低い場合(極寒季)には、ステップSA4に進み、−5℃以上0℃以下の場合には、ステップSA5に進み、0℃よりも高い場合には、ステップSA6に進む。
In step SA2, the outside
ステップSA3における外気温判定の基準となる温度は上記に限られるものではなく、大気からの吸熱がそれほど期待できない状況であるか、吸熱が期待できる状況であるか、暖房が不要な状況であるかを判定できる温度を基準とすればよい。 The temperature used as the standard for determining the outside air temperature in step SA3 is not limited to the above. Whether the heat absorption from the atmosphere cannot be expected so much, whether the heat absorption can be expected, or is the heating unnecessary? What is necessary is just to use the temperature which can determine as a reference.
ステップSA4では、空調装置1が運転を開始する(空調装置1がONとなる)までの時間が所定時間以内であるか否かを判定する。空調装置1が運転を開始する時刻は、始動タイマ118で設定されており、この始動タイマ118の設定時刻と現在時刻とを比較することで、空調装置1が運転を開始するまでの時間が得られるようになっている。ステップSA4の所定時間とは、例えば10分程度が好ましいがこれに限られるものではない。
In step SA4, it is determined whether or not the time until the
ステップSA4でYESと判定されて、空調装置1が運転を開始するまでの時間が所定時間以内である場合には、ステップSA7に進む。ステップSA4でNOと判定されれば、空調装置1が運転を開始するまでの時間が所定時間以内となるまで次のステップSA7に進まずに待つ。
When it is determined YES in step SA4 and the time until the
ステップSA7では、冷媒加熱器105をONにして加熱状態とする。これにより、空調装置1の運転前に冷媒を予め暖めることができる。図示しないが、このステップSA7の前に、バッテリ残量が所定量以上であるか否かを判定する。バッテリ残量が所定量以上であればステップSA7で冷媒加熱器105をONにするが、バッテリ残量が所定量に満たない場合には、冷媒加熱器105をONにせず、ステップSA8に進む。
In step SA7, the
尚、冷媒加熱器105への通電時間及び供給電力量は、バッテリ残量により変更することも可能である。バッテリ残量が少なければ冷媒加熱器105への通電時間を短くする、ないし、供給電力量を減少させる。また、車両に充電用の外部電源が接続されている場合のようにバッテリが充電中である場合には、そのことを検出し、冷媒加熱器105への通電時間を長くする、ないし、供給電力量を増加させるようにしてもよい。
Note that the energization time and the amount of supplied power to the
また、始動タイマ118を省略して、空調操作スイッチ41の乗員によるON操作で本制御を開始させるようにしてもよい。この場合、ステップSA4〜SA8が無くなる。
In addition, the
ステップSA7に続くステップSA8では、空調装置1が運転を開始したか否かを判定する。ステップSA8でYESと判定されれば、ステップSA9に進む。ステップSA8でNOと判定されれば、空調装置1が運転を開始するまで待つ。
In step SA8 following step SA7, it is determined whether or not the
ステップSA9では上記した低外気時暖房運転モードで空調装置1を運転する。このとき、ステップSA7において冷媒を予め暖めていることにより、暖房の立ち上がりを早めることができる。また、低外気時暖房運転モードでは、上述の如く高温の空調風を生成して車室に供給できるので快適性を向上できる。
In step SA9, the
ステップSA9に続くステップSA10では、コンプレッサ100の吐出量を演算する。これは、制御装置Aのコンプレッサ吐出状態検出部126において行われる。
In step SA10 following step SA9, the discharge amount of the
ステップSA10に続くステップSA11では、再び外気温TGを検出する。ステップSA11に続くステップSA12では、空調装置1がOFFとされたか否かを判定する。これは空調操作スイッチ41が乗員によりOFF操作されたか否かで判定することができる。ステップSA12でYESと判定されて空調装置1がOFFとされた場合には、ステップSA13に進んで運転を停止し、終了する。
In step SA11 following step SA10, the outside air temperature TG is detected again. In step SA12 following step SA11, it is determined whether or not the
ステップSA12でNOと判定されて空調装置1の運転を継続する場合には、ステップSA14に進んでステップSA3と同様な外気温判定を行う。外気温が−5℃よりも低い場合には、ステップSA9に戻って低外気時暖房運転モードでの運転を継続し、−5℃以上0℃以下の場合には、ステップSA15に進み、0℃よりも高い場合には、後述するステップSA18に進む。
When it is determined as NO in step SA12 and the operation of the
ステップSA15では、ステップSA10と同様にコンプレッサ100の吐出量を演算する。ステップSA15に続くステップSA16では、外気温が−5℃以上0℃以下であるため、上記した通常暖房運転モードで空調装置1を運転する。そして、図11に示す着霜判定及び除霜制御フローに進む。この着霜判定及び除霜制御フローについては後述する。
In step SA15, the discharge amount of the
一方、図10に示すフローチャートのステップSA3において外気温が−5℃以上0℃以下と判定されて進んだステップSA5では、ステップSA8と同様に空調装置1が運転を開始したか否かを判定する。ステップSA5でYESと判定されれば、ステップSA17に進む。ステップSA5でNOと判定されれば、空調装置1が運転を開始するまで待つ。
On the other hand, in step SA5, which has been determined that the outside air temperature is determined to be −5 ° C. or more and 0 ° C. or less in step SA3 of the flowchart shown in FIG. 10, it is determined whether or not the
ステップSA5でYESと判定されて進んだステップSA17では、上記した通常暖房運転モードで空調装置1を運転する。その後、上記ステップSA11、SA12へと進み、ステップSA12でYESと判定された場合にはステップSA13に進み空調装置1の運転を停止する。一方、ステップSA12でONと判定されれば、ステップSA14に進んで外気温判定を行い、外気温が−5℃よりも低い場合には、ステップSA9に戻って低外気時暖房運転モードで運転を継続し、−5℃以上0℃以下の場合には、ステップSA15、SA16に進んで通常暖房運転モードで運転を継続し、0℃よりも高い場合には、後述するステップSA18に進む。
In step SA17, which is determined to be YES in step SA5, the
また、ステップSA3において外気温が0℃よりも高いと判定されて進んだステップSA6では、空調装置1が運転を開始したか否かを判定する。ステップSA6でYESと判定されれば、ステップSA18に進む。ステップSA6でNOと判定されれば、空調装置1が運転を開始するまで待つ。
Moreover, in step SA6 which progressed by having determined that external temperature is higher than 0 degreeC in step SA3, it is determined whether the
ステップSA6でYESと判定されて進んだステップSA18では、上記した冷房運転モードで空調装置1を運転する。その後、ステップSA19に進んで上記ステップSA10と同様にコンプレッサ100の吐出量を演算する。その後、ステップSA11、SA12へと進み、ステップSA12でYESと判定された場合にはステップSA13に進み空調装置1の運転を停止する。一方、ステップSA12でONと判定されれば、ステップSA14に進んで外気温判定を行い、外気温が−5℃よりも低い場合には、ステップSA9に戻って低外気時暖房運転モードによる運転を継続し、−5℃以上0℃以下の場合には、ステップSA15、SA16に進んで通常暖房運転モードによる運転を継続し、0℃よりも高い場合には、ステップSA18に進んで冷房運転モードで運転する。
In step SA18, which is determined as YES in step SA6, the
次に、着霜判定及び除霜制御について図11に示すフローチャートに基づいて説明する。着霜判定及び除霜制御は、上記したステップSA16を経て行われるものである。 Next, frost formation determination and defrost control will be described based on the flowchart shown in FIG. The frosting determination and the defrosting control are performed through step SA16 described above.
スタート後のステップSB1では、各センサ109c、109d、112〜117、121の出力信号を取り込む。その後のステップSB2では車室外熱交換器109が着霜状態であるか否かを推定する。ステップSB2が本発明の着霜状態推定部であり、この着霜状態推定部は、車室外熱交換器109の表面温度検出センサ109dを備えている。
In step SB1 after the start, the output signals of the
ステップSB2における推定手順について具体的に説明する。まず、車室外熱交換器109の表面温度検出センサ109dの出力信号に基づいて車室外熱交換器109の表面温度を得る。車室外熱交換器109の表面温度が氷点下近傍で着霜しやすい温度にあるときに、車室外熱交換器109が着霜状態であると推定する。着霜しやすい温度とは、例えば、−3℃以下である。また、車室外熱交換器109の表面温度が着霜しやすい温度となっってから所定時間経過した時点で、車室外熱交換器109が着霜状態であると推定するのが好ましい。また、車室外熱交換器109が着霜状態を推定する際、外気温や空調装置1の運転状態を考慮するようにしてもよい。
The estimation procedure in step SB2 will be specifically described. First, the surface temperature of the vehicle
尚、表面温度検出センサ109dは、車室外熱交換器109の表面の温度を直接検出するように配設してもよいし、車室外熱交換器109の近傍に配設して表面温度を間接的に検出するようにしてもよい。
The surface
また、ステップSB2においては、車室外熱交換器109の表面温度の変化度合いを検出し、その検出結果に基づいて着霜状態であると推定するようにしてもよい。すなわち、車室外熱交換器109の表面温度の低下度合いが所定以上(例えば、毎分5℃以上の低下速度)の場合には、車室外熱交換器109の表面に霜が形成されやすい状況であるため、このことが検出された場合に車室外熱交換器109が着霜状態であると推定する。
Further, in step SB2, the degree of change in the surface temperature of the
また、ステップSB2においては、車室外熱交換器109を流動する冷媒の圧力を冷媒圧力センサ109cにより得て、この圧力が所定値以下であるときに、車室外熱交換器109が着霜状態であると推定するようにしてもよい。すなわち、車室外熱交換器109に着霜が始まると伝熱面積が減少して吸熱量が低下し、その結果、冷媒温度(蒸発圧力)が低下し、この冷媒温度の低下により着霜が進行していく。従って、着霜が進行するほど、車室外熱交換器109を流動する冷媒の圧力が低下していくことになり、この圧力値に基づいて着霜状態であるか否かを的確に推定することが可能になる。所定値の設定方法としては、車室外熱交換器109に着霜がないときの圧力値を測定しておき、この圧力値の例えば20%程度低い値を所定値とすればよい。
In Step SB2, the pressure of the refrigerant flowing through the vehicle
また、ステップSB2においては、車室外熱交換器109を流動する冷媒の圧力の変化度合いを検出し、その検出結果に基づいて着霜状態であると推定するようにしてもよい。車室外熱交換器109を流動する冷媒の圧力の低下度合いが大きいということは、着霜が進行しているということであり、この圧力の変化速度に基づいて着霜状態であるか否かを的確に推定することが可能になる。
Further, in step SB2, the degree of change in the pressure of the refrigerant flowing through the
尚、ステップSB2においては、車室外熱交換器109の表面温度及び車室外熱交換器109を流動する冷媒の圧力の両方に基づいて車室外熱交換器109が着霜状態であるか否か推定するようにしてもよい。
In step SB2, whether or not the vehicle
ステップSB2でYESと判定されて車室外熱交換器109が着霜状態であると推定された場合には、ステップSB3に進み、一方、ステップSB2でNOと判定されて車室外熱交換器109が着霜状態でないと推定された場合には、図10に示すフローチャートのステップSA11に戻り、通常暖房運転モードによる運転が継続される。
If it is determined as YES in step SB2 and it is estimated that the vehicle
ステップSB2でYESと判定されて進んだステップSB3では、コンプレッサ100の吐出量を演算する。吐出量は、基本的には、図10に示すフローチャートのステップSA15で演算した量よりも多くする。また、吐出量は、外気温度が低いほど多くし、室内ファン5による送風量が多いほど多くし、内気温度が低いほど多くする。例えば、外気温度が−10℃よりも低いと、−10℃以上の場合に比べて吐出量を多くし、また、送風量が最大風量と最小風量との中央の量よりも多いと、それ以下の場合に比べて吐出量を多くする。また、ステップSA15で演算したコンプレッサ100の吐出量が最大吐出量と最小吐出量との中央の量よりも多いと、それ以下の場合に比べて吐出量を多くする。
In step SB3, which is determined to be YES in step SB2, the discharge amount of the
その後、ステップSB4では、冷媒加熱器105の加熱量を演算する。ステップSB4の加熱量は、外気温度が低いほど多くし、ステップSB3で演算したコンプレッサ100の吐出量が多いほど多くし、室内ファン5による送風量が多いほど多くする。また、加熱量は、内気温度が低いほど多くする。例えば、外気温度が−10℃よりも低いと、−10℃以上の場合に比べて加熱量を多くし、また、送風量が最大風量と最小風量との中央の量よりも多いと、それ以下の場合に比べて加熱量を多くする。また、ステップSA15で演算したコンプレッサ100の吐出量が最大吐出量と最小吐出量との中央の量よりも多いと、それ以下の場合に比べて加熱量を多くする。
Thereafter, in step SB4, the heating amount of the
ステップSB4に続くステップSB5では、冷媒加熱器105をONにする。このとき冷媒加熱器105に供給する電力は、ステップSB4で演算した加熱量となるように設定する。ステップSB5に続くステップSB6では、コンプレッサ100の吐出量を、ステップSB3で演算した吐出量となるように増加させる。
In step SB5 following step SB4, the
ステップSB6に続くステップSB7では、コンプレッサ100の吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように冷媒加熱器105の加熱量を制御するスーパーヒート制御を行う。ステップSB7では、まず、コンプレッサ100の吸入側の冷媒の圧力及び温度を吸入冷媒圧センサ112及び吸入冷媒温度センサ113により得て、これら検出結果により吸入側の冷媒がスーパーヒート状態にあるか否かを得る。そして、コンプレッサ100の吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように、冷媒加熱器105の加熱量を補正し、それに見合うように供給電力量を制御する。これにより、コンプレッサ100の液圧縮が防止される。
In step SB7 following step SB6, superheat control is performed to control the heating amount of the
ステップSB7に続くステップSB8では、車室内の空気と車室外の空気との導入割合を演算する。ステップSB8では、基本的には、車室内の空気の導入割合を増加させる。また、ステップSB8では、車室外湿度センサ115及び車室内湿度センサ116の出力信号に基づいて車室外の湿度及び車室内の湿度を得る。そして、湿度の差が大きい場合には、湿度が低い方の空気の導入割合が多くなるように導入割合を補正する。尚、ステップSB8では、外気温センサ114及び内気温センサ121の出力信号に基づいて車室外の温度及び車室内の温度を得て、温度の高い方の空気の導入割合を多くするように補正してもよい。
In step SB8 following step SB7, the introduction ratio of the air in the vehicle interior and the air outside the vehicle interior is calculated. In step SB8, the introduction ratio of air in the passenger compartment is basically increased. In step SB8, the humidity outside the vehicle compartment and the humidity inside the vehicle compartment are obtained based on the output signals of the
ステップSB8に続くステップSB9では、ステップSB8で演算された導入割合となるように内外気切替用アクチュエータ4aを制御して内外気切替ダンパ4を動かす。
In step SB9 following step SB8, the inside / outside
ステップSB9に続くステップSB10では、上記した除霜運転モードで空調装置1を運転する。除霜運転モードでは、コンプレッサ100から吐出された冷媒が車室外熱交換器109に流入することにより霜が解ける。さらに、冷媒加熱器105により冷媒が加熱されていることにより、コンプレッサ100から吐出される冷媒の温度及び圧力を十分に高めることが可能になるので、上流側車室内熱交換器10及び下流側車室内熱交換器11に高温冷媒が供給されて十分な暖房能力が得られる。
In step SB10 following step SB9, the
ステップSB10に続くステップSB11では、室外ファンモータ109bをOFFにする。これにより、車室外の冷気が車室外熱交換器109に積極的に送風されなくなるので、霜を早く解かすことが可能になる。
In step SB11 following step SB10, the
ステップSB11に続くステップSB12では、除霜終了の所定時間前であるか否かを判定する。すなわち、除霜終了予定時間が予め設定されており、この時間と除霜運転を開始した時刻とに基づいて除霜終了の所定時間前であるか否かを判定できる。除霜終了予定時間は、運転状態に関わらず一定時間としてもよいし、例えば外気温度に応じて変更するようにしてよい。この場合の所定時間とは例えば数分程度が好ましい。 In step SB12 following step SB11, it is determined whether it is a predetermined time before the end of the defrosting. That is, the scheduled defrosting end time is set in advance, and it can be determined whether or not it is a predetermined time before the end of the defrosting based on this time and the time when the defrosting operation is started. The scheduled defrosting end time may be a fixed time regardless of the operating state, or may be changed according to the outside air temperature, for example. The predetermined time in this case is preferably about several minutes, for example.
ステップSB12でNOと判定されれば、除霜終了の所定時間前となるまで待つ。一方、ステップSB12でYESと判定されて進んだステップSB13では、冷媒加熱器105をOFFにする。冷媒加熱器105をOFFにしてもしばらくの間は予熱を利用して冷媒を加熱することが可能である。
If it determines with NO by step SB12, it will wait until it becomes the predetermined time before completion | finish of defrosting. On the other hand, in step SB13, which is determined as YES in step SB12, the
ステップSB13に続くステップSB14では、除霜が終了したか否かを判定する。除霜が終了したタイミングとしては、車室外熱交換器109の表面温度が0℃以上に上昇して所定時間経過した時点としてもよいし、除霜運転を開始して一定時間が経過した時点としてもよい。
In step SB14 following step SB13, it is determined whether or not the defrosting is finished. The timing at which the defrosting is completed may be a time when the surface temperature of the
ステップSB14でYESと判定されて進んだステップSB15では、室外ファンモータ109bをONにする。これにより、車外熱交換器109に付着している水が風により吹き飛ばされるので、再着霜が抑制される。
In step SB15, which is determined as YES in step SB14, the
一方、ステップSB14でNOと判定されて進んだステップSB16では、空調装置1から吹き出す空調風の温度が目標温度に達しているか否かを判定する。空調風の温度は、ケーシング3内に温度センサ(図示せず)を設けておくことで得ることができる。また、目標温度は、乗員による空調操作スイッチ41による温度設定と、内気温センサ121及び外気温センサ114等により設定される。
On the other hand, in step SB16, which is determined to be NO in step SB14, it is determined whether or not the temperature of the conditioned air blown from the
ステップSB16でYESと判定されて空調風の温度が目標温度に達していない場合には、ステップSB17に進む。ステップSB17では、上記低外気時暖房運転モードで空調装置1を運転するので、冷媒加熱器105がONにされる。これにより、空調風の温度が高まって目標温度に近づいていき、乗員が不快感を感じ難くなる。
If it is determined as YES in step SB16 and the temperature of the conditioned air does not reach the target temperature, the process proceeds to step SB17. In Step SB17, since the
ステップSB17に続くステップSB18では、空調風の温度が目標温度に達したか否かを判定する。ステップSB18でYESと判定されて空調風の温度が目標温度に達した場合には、ステップSB14に戻る。ステップSB18でNOと判定されれば、ステップSB17に戻り、低外気時暖房運転モードによる運転を継続する。 In step SB18 following step SB17, it is determined whether or not the temperature of the conditioned air has reached the target temperature. If YES is determined in step SB18 and the temperature of the conditioned air reaches the target temperature, the process returns to step SB14. If it determines with NO by step SB18, it will return to step SB17 and the driving | operation by the low outside air heating operation mode will be continued.
以上説明したように、この実施形態に係る車両用空調装置1によれば、車室外熱交換器109が着霜状態であると推定されると、バイパス配管110の通路が開かれてコンプレッサ100から吐出された高温冷媒が車室外熱交換器109に供給される。これにより、車室外熱交換器109の除霜が可能になる。また、車室外熱交換器109が着霜状態であると推定された場合には、コンプレッサ100に吸入される前の冷媒が冷媒加熱器105により加熱される。これにより、コンプレッサ100から吐出される冷媒の温度及び圧力を十分に高めることが可能になるので、室内熱交換器10、11に高温冷媒が供給されるようになり、暖房能力を十分に高めることができる。
As described above, according to the
また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサ100から吐出される冷媒の量を増大させるようにしたので、除霜運転モードとされたときに室内熱交換器10、11に供給する冷媒の量が大きく減少してしまうことはなく、暖房能力の一時的な落ち込みを最小限に食い止めることができ、より快適な暖房を行うことができる。
Further, since the amount of refrigerant discharged from the
また、送風量が多く、強めの暖房が要求されている場合に、コンプレッサ100の吐出量を増大させ、冷媒加熱器105の加熱量を増大させるようにしたので、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、送風量が少なく、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサ100の吐出量をそれほど増やさず、冷媒加熱器105の加熱量を少なめにするので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
In addition, when a large amount of air is blown and strong heating is required, the discharge amount of the
また、室内熱交換器10、11を通過する前の空気の温度が低く、強めの暖房が必要な場合にコンプレッサ100の吐出量を増大させることで、必要な暖房能力を確保することが可能になる。また、室内熱交換器10、11を通過する前の空気の温度が高く、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサ100の吐出量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
In addition, when the temperature of the air before passing through the
また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサ100の吐出量が多く、強めの暖房が行われている場合にコンプレッサ100の吐出量を増大させることで、強めの暖房を継続することが可能になる。また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサ100の吐出量が少なく、弱い暖房でよい場合には、コンプレッサ100の吐出量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
In addition, when the discharge amount of the
また、除霜運転モードに切り替える前に冷媒を加熱するようにしたので、コンプレッサ100から吐出される冷媒の温度が高まり、室内熱交換器10、11に供給する冷媒の温度が高まることになる。これにより、除霜運転モードに切り替えた後、暖房能力が一時的に落ち込むようになるのを抑制できる。
Further, since the refrigerant is heated before switching to the defrosting operation mode, the temperature of the refrigerant discharged from the
また、送風量が多く、強めの暖房が必要な場合に冷媒加熱器105の加熱量を増大させることで、必要な暖房能力を確保できる。また、送風量が少なく、弱い暖房でよい場合には、加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
In addition, when the amount of air blown is large and strong heating is required, the heating amount of the
また、室内熱交換器10、11を通過する前の空気の温度が低く、強めの暖房が必要な場合に冷媒加熱器105の加熱量を増大させることで、暖房能力を確保することが可能になる。また、室内熱交換器10、11を通過する前の空気の温度が高く、弱い暖房でよい場合には、冷媒加熱器105の加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
In addition, when the temperature of the air before passing through the
また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサ100の吐出量が多く、強めの暖房が行われている場合に冷媒加熱器105の加熱量を増大させることで、強めの暖房を継続することが可能になる。また、除霜運転モードに切り替える前にコンプレッサ100の吐出量が少なく、弱い暖房でよい場合には、冷媒加熱器105の加熱量をそれほど増やさないので、エネルギの無駄な消費が抑制される。
Further, when the discharge amount of the
また、冷媒加熱器105を電気式のものとしたので、加熱量を容易に、かつ、狙い通りに変更できる。
Further, since the
また、車室外熱交換器109の表面温度に基づいて着霜状態を推定するようにしたので、推定結果が正確に得られる。
Further, since the frost formation state is estimated based on the surface temperature of the
また、コンプレッサ100の吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように冷媒加熱器105を制御するようにしたので、コンプレッサ100の液圧縮による破損を防止しながら、高い暖房能力を確保できる。
Further, since the
尚、上記実施形態では、室内ファン5を上流側及び下流側熱交換器10、11と同じケーシング3に収容するようにしているが、ケーシング3には上流側及び下流側熱交換器10、11を収容する一方、室内ファンを別のケーシング(図示せず)に収容するように構成してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、冷媒加熱器102を電気式ヒーターで構成したが、これに限らず、温水による加熱器、車両エンジンの排気ガスによる加熱器であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the refrigerant |
また、本発明に係る車両用空調装置1は、電気自動車やハイブリッド自動車以外の車両に搭載することも可能である。
Moreover, the
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば、電気自動車やエンジンと電気モータを組み合わせたハイブリッド自動車に適している。 As described above, the vehicle air conditioner according to the present invention is suitable for, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle combining an engine and an electric motor.
1 車両用空調装置
3 ケーシング
3a インテークボックス(導入割合変更部)
5 室内ファン
10 上流側車室内熱交換器
11 下流側車室内熱交換器
100 コンプレッサ
101 減圧弁
105 冷媒加熱器
105a 電熱線(発熱体)
106 四方弁(モード切替弁)
109 車室外熱交換器
109a 室外ファン
109c 冷媒圧力センサ
109d 表面温度検出センサ
110 バイパス配管
111 バイパス弁(開閉弁)
115 車室外湿度センサ(湿度情報取得部)
116 車室内湿度センサ(湿度情報取得部)
121 内気温センサ(温度検出部)
125 送風状態検出部
126 コンプレッサ吐出状態検出部
A 制御装置
R 空気流路
1
5
106 Four-way valve (mode switching valve)
109
115 Outside humidity sensor (humidity information acquisition unit)
116 Car interior humidity sensor (humidity information acquisition unit)
121 Inside air temperature sensor (temperature detector)
125 Blowing
Claims (22)
車両の室外に配設される車室外熱交換器と、
冷媒の圧力を減圧する減圧弁と、
車両の室内に配設される車室内熱交換器と、
上記コンプレッサから吐出した冷媒を上記車室外熱交換器、上記減圧弁、上記車室内熱交換器の順に流す冷房モードと、上記コンプレッサから吐出した冷媒を上記車室内熱交換器、上記減圧弁、上記車室外熱交換器の順に流す暖房モードとに切り替えるモード切替弁とが配管により接続されたヒートポンプを有する車両用空調装置において、
上記コンプレッサの吐出側と上記車室外熱交換器とを接続し、該コンプレッサから吐出された冷媒を上記車室外熱交換器に供給するバイパス配管と、
上記バイパス配管の通路を開閉する開閉弁と、
上記車室内熱交換器と上記コンプレッサの吸入側との間に設けられ、該コンプレッサに吸入される冷媒を加熱する冷媒加熱器と、
上記車室外熱交換器が着霜状態であるか否かを推定する着霜状態推定部と、
上記着霜状態推定部による推定結果に基づいて上記開閉弁及び上記冷媒加熱器を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記着霜状態推定部により上記車室外熱交換器が着霜状態であると推定された場合には、上記開閉弁を開き、かつ、上記冷媒加熱器を加熱状態とする除霜運転モードとする一方、上記車室外熱交換器が非着霜状態であると推定された場合には、上記開閉弁を閉じる通常運転モードとするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor for compressing the refrigerant;
An outdoor heat exchanger disposed outside the vehicle;
A pressure reducing valve for reducing the pressure of the refrigerant;
A vehicle interior heat exchanger disposed in the vehicle interior;
A cooling mode in which the refrigerant discharged from the compressor flows in the order of the vehicle exterior heat exchanger, the pressure reducing valve, and the vehicle interior heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor in the vehicle interior heat exchanger, the pressure reducing valve, and the In a vehicle air conditioner having a heat pump in which a mode switching valve that switches to a heating mode that flows in the order of the heat exchanger outside the vehicle is connected by piping,
A bypass pipe for connecting the discharge side of the compressor and the vehicle exterior heat exchanger, and supplying refrigerant discharged from the compressor to the vehicle exterior heat exchanger;
An on-off valve for opening and closing the passage of the bypass pipe;
A refrigerant heater that is provided between the vehicle interior heat exchanger and the suction side of the compressor and that heats the refrigerant sucked into the compressor;
A frosting state estimating unit for estimating whether or not the vehicle exterior heat exchanger is in a frosting state;
A controller for controlling the on-off valve and the refrigerant heater based on the estimation result by the frost formation state estimation unit,
When the frosting state estimating unit estimates that the vehicle exterior heat exchanger is in a frosted state, the control device opens the on-off valve and sets the refrigerant heater to a heated state. The vehicle is configured to be in a normal operation mode in which the on-off valve is closed when the frost operation mode is set and the vehicle exterior heat exchanger is estimated to be in a non-frosting state. Air conditioner.
コンプレッサは単位時間当たりの吐出量の変更が可能な可変容量型に構成され、
制御装置は、除霜運転モードへ切り替える前に上記コンプレッサの吐出量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 1,
The compressor is configured as a variable displacement type that can change the discharge rate per unit time.
The control device is configured to increase the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode.
車室内熱交換器へ空調用空気を送風する室内ファンと、
上記室内ファンの送風状態を検出する送風状態検出部とを備え、
制御装置は、上記送風状態検出部により上記室内ファンの送風量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 2,
An indoor fan that blows air for air conditioning to the vehicle interior heat exchanger;
A blower state detector for detecting the blower state of the indoor fan,
The control device is configured to increase the discharge amount of the compressor when the air blowing state detection unit detects that the air blowing amount of the indoor fan is larger than a predetermined amount, compared to a case where the air blowing amount is less than the predetermined amount. An air conditioner for a vehicle.
車室内熱交換器を通過する前の空気の温度を検出する温度検出部を備え、
制御装置は、上記温度検出部により上記車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が所定温度よりも低いことが検出されると、所定温度以上の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 2,
It has a temperature detector that detects the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger,
When the temperature detecting unit detects that the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is lower than a predetermined temperature, the control device increases the discharge amount of the compressor as compared with a case where the temperature is higher than the predetermined temperature. It is comprised so that it may make it. The vehicle air conditioner characterized by the above-mentioned.
コンプレッサの吐出状態を検出する吐出状態検出部を備え、
制御装置は、上記吐出状態検出部により、除霜運転モードに切り替える前の上記コンプレッサの吐出量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べてコンプレッサの吐出量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 2,
It has a discharge state detector that detects the discharge state of the compressor,
When the control unit detects that the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode is greater than a predetermined amount, the control unit detects the discharge amount of the compressor as compared with a case where the discharge amount is less than the predetermined amount. A vehicle air conditioner configured to increase.
制御装置は、除霜運転モードに切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 1,
The control device is configured to bring the refrigerant heater into a heated state before switching to the defrosting operation mode.
車室内熱交換器へ空調用空気を送風する室内ファンと、
上記室内ファンの送風状態を検出する送風状態検出部とを備え、
制御装置は、上記送風状態検出部により上記室内ファンの送風量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べて冷媒加熱器による加熱量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 6,
An indoor fan that blows air for air conditioning to the vehicle interior heat exchanger;
A blower state detector for detecting the blower state of the indoor fan,
The control device is configured to increase the amount of heating by the refrigerant heater as compared to a case where the amount of air blown by the indoor fan is greater than a predetermined amount by the air blowing state detection unit, as compared to a case where the amount is less than the predetermined amount. An air conditioner for a vehicle.
車室内熱交換器を通過する前の空気の温度を検出する温度検出部を備え、
制御装置は、上記温度検出部により上記車室内熱交換器を通過する前の空気の温度が所定温度よりも低いことが検出されると、所定温度以上の場合に比べて冷媒加熱器による加熱量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 6,
It has a temperature detector that detects the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger,
When the temperature detecting unit detects that the temperature of the air before passing through the vehicle interior heat exchanger is lower than a predetermined temperature, the controller detects the heating amount by the refrigerant heater as compared with a case where the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. The vehicle air conditioner is characterized by being configured to increase the amount.
コンプレッサの吐出状態を検出する吐出状態検出部を備え、
制御装置は、上記吐出状態検出部により、除霜運転モードに切り替える前の上記コンプレッサの吐出量が所定量よりも多いことが検出されると、所定量以下の場合に比べて冷媒加熱器の加熱量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 6,
It has a discharge state detector that detects the discharge state of the compressor,
When the discharge state detection unit detects that the discharge amount of the compressor before switching to the defrosting operation mode is greater than a predetermined amount, the control device heats the refrigerant heater as compared with a case where the discharge amount is less than the predetermined amount. A vehicle air conditioner configured to increase the amount.
制御装置は、除霜運転モードへ切り替える前に冷媒加熱器を加熱状態とするとともに、コンプレッサの吐出量が増大される場合に上記冷媒加熱器の加熱量を増大させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 2,
The control device is configured to put the refrigerant heater in a heated state before switching to the defrosting operation mode, and to increase the heating amount of the refrigerant heater when the discharge amount of the compressor is increased. A vehicle air conditioner.
冷媒加熱器は、発熱体を備え、
制御装置は、上記発熱体の温度及び上記発熱体の発熱時間の少なくとも一方を変更するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 7 to 10,
The refrigerant heater includes a heating element,
The control device is configured to change at least one of a temperature of the heating element and a heat generation time of the heating element.
着霜状態推定部は、車室外熱交換器の表面温度を検出する温度センサを備えていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 11,
The frost formation state estimation unit is provided with a temperature sensor that detects the surface temperature of the heat exchanger outside the passenger compartment.
着霜状態推定部は、車室外熱交換器の表面温度の低下度合いが所定以上の場合に車室外熱交換器が着霜状態であると推定するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 12,
The frost formation state estimation unit is configured to estimate that the vehicle exterior heat exchanger is in a frost formation state when the degree of decrease in the surface temperature of the vehicle exterior heat exchanger is equal to or greater than a predetermined value. Air conditioner.
着霜状態推定部は、車室外熱交換器を流動する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサを備え、該冷媒圧力センサで検出された冷媒の圧力の低下度合いが所定以上の場合には、上記車室外熱交換器が着霜状態であると推定するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 13,
The frost formation state estimation unit includes a refrigerant pressure sensor that detects a pressure of the refrigerant flowing through the vehicle exterior heat exchanger, and when the degree of decrease in the refrigerant pressure detected by the refrigerant pressure sensor is equal to or greater than a predetermined value, A vehicle air conditioner configured to estimate that the heat exchanger outside the passenger compartment is in a frosted state.
車室内熱交換器を収容するケーシングを備え、
上記ケーシングには、上記車室内熱交換器が配置される空気流路と、車室内の空気及び車室外の空気の空気流路への導入割合を変更する導入割合変更部とが設けられ、
制御装置は、除霜運転モード時に車室内の空気の導入割合が増加するように上記導入割合変更部を制御するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 14,
It has a casing that houses the vehicle interior heat exchanger,
The casing is provided with an air flow path in which the vehicle interior heat exchanger is disposed, and an introduction ratio changing unit that changes an introduction ratio of the air in the vehicle interior and the air flow path of the air outside the vehicle interior,
The control apparatus is configured to control the introduction ratio changing unit so that the introduction ratio of air in the passenger compartment increases in the defrosting operation mode.
車室内あるいは車室外の湿度情報を取得する湿度情報取得部と、
車室内熱交換器を収容するケーシングとを備え、
上記ケーシングには、上記車室内熱交換器が配置される空気流路と、車室内の空気及び車室外の空気の空気流路への導入割合を変更する導入割合変更部とが設けられ、
制御装置は、上記湿度情報取得部で取得された湿度情報に基づいて上記導入割合変更部を制御し、車室内の空気及び車室外の空気の導入割合を、車室内の湿度が低下するように設定することを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 14,
A humidity information acquisition unit that acquires humidity information inside or outside the vehicle;
A casing that houses the vehicle interior heat exchanger,
The casing is provided with an air flow path in which the vehicle interior heat exchanger is disposed, and an introduction ratio changing unit that changes an introduction ratio of the air in the vehicle interior and the air flow path of the air outside the vehicle interior,
The control device controls the introduction ratio changing unit based on the humidity information acquired by the humidity information acquisition unit, so that the humidity in the vehicle interior is reduced to reduce the introduction ratio of the air inside the vehicle interior and the air outside the vehicle interior. A vehicle air conditioner characterized in that it is set.
制御装置は、コンプレッサの吸入側の冷媒がスーパーヒート状態となるように冷媒加熱器を制御するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 16,
The control device is configured to control the refrigerant heater so that the refrigerant on the suction side of the compressor is in a superheat state.
制御装置は、除霜運転モードから通常運転モードに切り替える前に冷媒加熱器を非加熱状態とするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 17,
The control device is configured to put the refrigerant heater in a non-heated state before switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode.
車室外熱交換器に空気を送るための室外ファンを備え、
制御装置は、除霜運転モード時には、上記室外ファンを停止させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 18,
It has an outdoor fan for sending air to the outdoor heat exchanger,
The control device is configured to stop the outdoor fan during the defrosting operation mode.
制御装置は、除霜運転モードから通常運転モードに切り替わった後に、上記室外ファンを作動させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 19,
The control device is configured to operate the outdoor fan after switching from the defrosting operation mode to the normal operation mode.
制御装置は、除霜運転モードによる運転の終了前、所定時間は冷媒加熱器を非加熱状態とすることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 20,
The control device sets the refrigerant heater to a non-heated state for a predetermined time before the end of the operation in the defrosting operation mode.
車室に供給する空調風の温度状態を検出する温度検出部を備え、
制御装置は、除霜運転モード中に空調風の温度が所定温度以下となった場合に除霜運転を中断して通常運転モードとするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 21,
It has a temperature detector that detects the temperature of the conditioned air supplied to the passenger compartment,
The control device is configured to interrupt the defrosting operation and set to a normal operation mode when the temperature of the conditioned air becomes equal to or lower than a predetermined temperature during the defrosting operation mode. .
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