JP2011068153A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気ヒータを備える車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner including an electric heater.
従来、エンジン(内燃機関)と走行用電動モータとを備えるハイブリッド車に用いられる車両用空調装置が特許文献1に記載されている。この従来技術では、室内空調ユニットのケーシング内にヒータコアと電気ヒータとが収容されている。ヒータコアは、エンジン冷却水を熱源として送風空気(車室内空気)を加熱する加熱用熱交換器である。電気ヒータは、送風空気を補助的に加熱する補助加熱手段としての役割を果たしている。
Conventionally,
この従来技術では、エンジンを停止させて走行用電動モータで走行している場合には、エンジン冷却水温度が低くなってヒータコアによる送風空気の加熱能力を確保するのが困難になる。 In this prior art, when the engine is stopped and the vehicle is running with the electric motor for running, the engine coolant temperature becomes low and it becomes difficult to secure the heating capability of the blown air by the heater core.
そこで、走行のためのエンジン作動が必要ない場合であってもエンジン冷却水温度が要求水温を下回った場合には、空調のためにエンジンを作動させてヒータコアによる加熱能力を確保するようにしている。 Therefore, even when the engine operation for traveling is not necessary, when the engine coolant temperature falls below the required water temperature, the engine is operated for air conditioning to ensure the heating capacity by the heater core. .
さらに、補助加熱手段としての電気ヒータの発熱量が増加するほど要求水温を下げることにより、空調のためのエンジン作動の頻度を低減させて燃費を向上させるようになっている。 Further, by reducing the required water temperature as the amount of heat generated by the electric heater as auxiliary heating means increases, the frequency of engine operation for air conditioning is reduced and fuel efficiency is improved.
なお、この従来技術では、ヒータコアを通過する風量と、ヒータコアをバイパスして流れる風量との割合をエアミックスドアで調整することによって、実際の吹出温度を、必要とされる吹出温度(目標吹出温度)TAOに近づけるようになっている。 In this prior art, the actual blowing temperature is adjusted to the required blowing temperature (target blowing temperature) by adjusting the ratio of the amount of air passing through the heater core and the amount of air flowing by bypassing the heater core with the air mix door. ) It comes close to TAO.
具体的には、エアミックスドアの目標開度SWを次の数式に基づいて算出している。
SW={(TAO−TE)/(TW−TE)}×100(%)
但し、TAOは目標吹出温度、TEは蒸発器吹出温度、TWはエンジン冷却水温度である。
Specifically, the target opening degree SW of the air mix door is calculated based on the following formula.
SW = {(TAO-TE) / (TW-TE)} × 100 (%)
However, TAO is a target blowing temperature, TE is an evaporator blowing temperature, and TW is an engine coolant temperature.
上記数式から明らかなように、この従来技術では、ヒータコアによる空気温度の上昇量(具体的にはTW−TE)を考慮してエアミックスドア目標開度SWを算出している。 As is apparent from the above formula, in this prior art, the air mix door target opening degree SW is calculated in consideration of the air temperature increase amount (specifically, TW-TE) by the heater core.
上記従来技術では、エアミックスドア目標開度SWの算出にヒータコアによる空気温度の上昇量が考慮されているものの、電気ヒータの発熱による空気温度の上昇量は考慮されていない。 In the above-described prior art, although the air temperature increase amount due to the heater core is taken into account in the calculation of the air mix door target opening degree SW, the air temperature increase amount due to the heat generated by the electric heater is not considered.
このため、補助的に電気ヒータを作動させると実際の吹出温度と目標吹出温度TAOとの乖離が生じてしまう。具体的には、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOを上回ってしまう。その結果、過剰に暖房されて空調の省エネルギー化に反する結果を招いてしまう。 For this reason, if the electric heater is operated supplementarily, a difference between the actual blowing temperature and the target blowing temperature TAO occurs. Specifically, the actual blowing temperature exceeds the target blowing temperature TAO. As a result, it is heated excessively, resulting in a result that is contrary to energy saving of air conditioning.
なお、このような問題は、エンジンを搭載する車両に用いられる車両用空調装置に限らず、燃料電池車、電気自動車に用いられる車両用空調装置においても同様に発生しうる。 Such a problem can occur not only in a vehicle air conditioner used in a vehicle equipped with an engine but also in a vehicle air conditioner used in a fuel cell vehicle and an electric vehicle.
このことを詳しく説明すると、燃料電池車に用いられる車両用空調装置では、燃料電池の冷却水を熱源として車室内への送風空気を加熱することが考えられる。また、電気自動車に用いられる車両用空調装置では、電気温水ヒータによって加熱された温水を熱源として車室内への送風空気を加熱することが考えられる。 This will be described in detail. In a vehicle air conditioner used in a fuel cell vehicle, it is conceivable to heat the air blown into the vehicle interior using fuel cell cooling water as a heat source. Moreover, in the vehicle air conditioner used for an electric vehicle, it is possible to heat the blowing air into the vehicle interior using hot water heated by an electric hot water heater as a heat source.
このような車両用空調装置においては、電気ヒータの作動状態によっては、燃料電池の冷却水や温水等の熱媒体を加熱しなくても良い場合があるのにもかかわらず、燃料電池を発電させたり、電気温水ヒータを作動させたりすると、エネルギーを無駄に消費することになる。 In such a vehicle air conditioner, depending on the operating state of the electric heater, the fuel cell may generate power even though it may not be necessary to heat a heat medium such as cooling water or hot water of the fuel cell. If the electric water heater is operated, energy is wasted.
本発明は上記点に鑑みて、空調の省エネルギー化を図ることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to save energy in air conditioning.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、送風空気を発生する送風機(12)と、
送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器(14)と、
通電により発熱して送風空気を加熱する電気ヒータ(15)と、
加熱用熱交換器(14)および電気ヒータ(15)を収容し、送風空気が加熱用熱交換器(14)および電気ヒータ(15)を通過して流れる第1通路(16)と、送風空気が加熱用熱交換器(14)および電気ヒータ(15)をバイパスして流れる第2通路(17)とを形成するケーシング(11)と、
第1通路(16)を流れる送風空気と、第2通路(17)を流れる送風空気との風量割合を変化させて送風空気の温度を調整する温度調整手段(19)と、
加熱用熱交換器(14)による送風空気の温度上昇量と、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)とに基づいて温度調整手段(19)を制御する制御手段(50)とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to
A heat exchanger for heating (14) for heating the blown air by exchanging heat between the blown air and the heat medium;
An electric heater (15) for generating heat by energization and heating the blown air;
A first passage (16) that houses the heat exchanger for heating (14) and the electric heater (15), and the blown air flows through the heat exchanger for heating (14) and the electric heater (15), and the blown air A casing (11) forming a second passage (17) that bypasses the heating heat exchanger (14) and the electric heater (15);
Temperature adjusting means (19) for adjusting the temperature of the blown air by changing the air volume ratio between the blown air flowing through the first passage (16) and the blown air flowing through the second passage (17);
Control means (50) for controlling the temperature adjusting means (19) based on the temperature rise amount of the blown air by the heating heat exchanger (14) and the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). It is characterized by providing.
これによると、加熱用熱交換器(14)による送風空気の温度上昇量のみならず、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)をも考慮して温度調整手段(19)を制御するので、電気ヒータ(15)の作動時において、実際の吹出温度が、必要とされる吹出温度(TAO)に対して上回ってしまうことを抑制できる。このため、過剰な暖房を抑制できるので、空調の省エネルギー化を図ることができる。 According to this, the temperature adjusting means (19) is considered in consideration of not only the temperature rise amount of the blown air by the heating heat exchanger (14) but also the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). Since it controls, it can suppress that an actual blowing temperature exceeds the required blowing temperature (TAO) at the time of the action | operation of an electric heater (15). For this reason, since excessive heating can be suppressed, the energy saving of an air conditioning can be achieved.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両用空調装置において、制御手段(50)は、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を電気ヒータ(15)の消費電力(W)に基づいて算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the first aspect, the control means (50) determines the amount of temperature rise (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) of the electric heater (15). It is calculated based on power consumption (W).
これにより、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を簡単に算出することができる。このため、電気ヒータ(15)通過後の送風空気の温度を検出するためのセンサを設けることなく温度調整手段(19)を制御することができるので、コストを削減できる。 Thereby, the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) can be easily calculated. For this reason, since the temperature adjusting means (19) can be controlled without providing a sensor for detecting the temperature of the blown air after passing through the electric heater (15), the cost can be reduced.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の車両用空調装置において、電気ヒータ(15)は、消費電力(W)の変化に対して温度変化に時間遅れが生じる特性を有しており、
制御手段(50)は、時間遅れを考慮して電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を算出することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the second aspect, the electric heater (15) has a characteristic that a time change is caused in a temperature change with respect to a change in power consumption (W). And
The control means (50) is characterized by calculating the temperature rise (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) in consideration of the time delay.
これにより、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を、電気ヒータ(15)の温度変化特性(消費電力の変化に対して温度変化に時間遅れが生じるという特性)を考慮して精度良く算出することができる。このため、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対して上回ってしまうことを一層抑制でき、ひいては空調の省エネルギー化を一層図ることができる。 Thereby, the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) is considered in consideration of the temperature change characteristic of the electric heater (15) (characteristic that a time delay occurs in the temperature change with respect to the change in power consumption). Can be calculated with high accuracy. For this reason, it can suppress further that an actual blowing temperature exceeds the target blowing temperature TAO, and can achieve further energy saving of an air conditioning.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の車両用空調装置において、制御手段(50)は、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を算出する際に所定の時定数を用いることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the third aspect, the control means (50) is configured to calculate a predetermined amount of air temperature rise (ΔTptc) by the electric heater (15). A time constant is used.
これにより、電気ヒータ(15)の温度変化特性を適切に考慮することができる。このため、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対して上回ってしまうことをより一層抑制でき、ひいては空調の省エネルギー化をより一層図ることができる。 Thereby, the temperature change characteristic of an electric heater (15) can be considered appropriately. For this reason, it can suppress further that an actual blowing temperature exceeds the target blowing temperature TAO, and can achieve further energy saving of air conditioning.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、制御手段(50)は、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を、電気ヒータ(15)を通過する送風空気の風量(Va)に基づいて算出することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to any one of the first to fourth aspects, the control means (50) includes a temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). Is calculated based on the air volume (Va) of the blown air passing through the electric heater (15).
これにより、電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を、電気ヒータ(15)を通過する送風空気の風量(Va)を考慮して精度良く算出することができる。このため、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対して上回ってしまうことを一層抑制でき、ひいては空調の省エネルギー化を一層図ることができる。 Thereby, the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) can be accurately calculated in consideration of the air volume (Va) of the blown air passing through the electric heater (15). For this reason, it can suppress further that an actual blowing temperature exceeds the target blowing temperature TAO, and can achieve further energy saving of an air conditioning.
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の車両用空調装置において、温度調整手段(19)は、第1、第2通路(16、17)の開度を調整するエアミックスドア(19)であり、
制御手段(50)は、加熱用熱交換器(14)による送風空気の温度上昇量と電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)とに基づいてエアミックスドア(19)の目標開度を算出し、
さらに、制御手段(50)は、過去に算出した目標開度に基づいて風量(Va)を算出することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the fifth aspect, the temperature adjusting means (19) adjusts the opening degree of the first and second passages (16, 17). 19)
The control means (50) sets the target of the air mix door (19) based on the temperature rise amount of the blown air by the heat exchanger (14) for heating and the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). Calculate the opening,
Furthermore, the control means (50) calculates the air volume (Va) based on the target opening calculated in the past.
これにより、電気ヒータ(15)を通過する送風空気の風量(Va)を簡単に算出することができる。このため、電気ヒータ(15)通過する送風空気の風量を検出するためのセンサを設けることなく電気ヒータ(15)による送風空気の温度上昇量(ΔTptc)を算出することができるので、コストを削減できる。 Thereby, the air volume (Va) of the blast air passing through the electric heater (15) can be easily calculated. For this reason, the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15) can be calculated without providing a sensor for detecting the flow rate of the blown air passing through the electric heater (15), thereby reducing the cost. it can.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態を説明する。図1に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示し、図2に、この車両用空調装置の電気制御部の構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン(内燃機関)EGおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車に搭載されるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle air conditioner according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a configuration of an electric control unit of the vehicle air conditioner. The vehicle air conditioner of the present embodiment is mounted on a hybrid vehicle that obtains driving force for vehicle traveling from an engine (internal combustion engine) EG and a traveling electric motor.
本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジンEGを作動あるいは停止させて、エンジンEGおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動力をエンジンEGのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させている。 The hybrid vehicle according to this embodiment operates or stops the engine EG according to the travel load of the vehicle, obtains driving force from both the engine EG and the travel electric motor, and stops the engine. It is possible to switch a traveling state in which traveling is performed by obtaining a driving force only from the traveling electric motor. Thereby, the vehicle fuel consumption is improved with respect to the normal vehicle which obtains the driving force for vehicle travel only from the engine EG.
車両用空調装置は、図1に示す室内空調ユニット10と、本発明の制御手段としての図2に示す空調制御装置50とを備えている。
The vehicle air conditioner includes the indoor
室内空調ユニット10は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング11内に送風機12、蒸発器13、ヒータコア14、PTCヒータ15等を収容したものである。
The indoor
ケーシング11は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング11内の送風空気流れ最上流側には、内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気切替箱20が配置されている。
The
より具体的には、内外気切替箱20には、ケーシング11内に内気を導入させる内気導入口21および外気を導入させる外気導入口22が形成されている。さらに、内外気切替箱20の内部には、内気導入口21および外気導入口22の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア23が配置されている。
More specifically, the inside / outside
したがって、内外気切替ドア23は、ケーシング11内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる吸込口モードを切り替える風量割合変更手段を構成する。より具体的には、内外気切替ドア23は、内外気切替ドア23用の電動アクチュエータ62によって駆動され、この電動アクチュエータ62は、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
Therefore, the inside / outside
また、吸込口モードとしては、内気導入口21を全開とするとともに外気導入口22を全閉としてケーシング11内へ内気を導入する内気モード、内気導入口21を全閉とするとともに外気導入口22を全開としてケーシング11内へ外気を導入する外気モード、さらに、内気モードと外気モードとの間で、内気導入口21および外気導入口22の開口面積を連続的に調整することにより、内気と外気の導入比率を連続的に変化させる内外気混入モードがある。
As the suction port mode, the inside
内外気切替箱20の空気流れ下流側には、内外気切替箱20を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機(ブロワ)12が配置されている。この送風機12は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
A
送風機12の空気流れ下流側には、蒸発器13が配置されている。蒸発器13は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器13は、圧縮機(コンプレッサ)31、凝縮器32、気液分離器33、膨張弁34等とともに、冷凍サイクル30を構成している。
An
圧縮機31は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル30において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構31aを電動モータ31bにて駆動する電動圧縮機として構成されている。電動モータ31bは、インバータ61から出力される交流電圧によって、その作動(回転数)が制御される交流モータである。また、インバータ61は、後述する空調制御装置50から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。そして、この回転数制御によって、圧縮機31の冷媒吐出能力が変更される。したがって、電動モータ31bは、圧縮機31の吐出能力変更手段を構成している。
The
凝縮器32は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と、室外送風機としての送風ファン35から送風された車室外空気(外気)とを熱交換させることにより、圧縮された冷媒を凝縮液化させるものである。送風ファン35は、空調制御装置50から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち、回転数(送風空気量)が制御される電動式送風機である。
The
気液分離器33は、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すものである。膨張弁34は、液冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器13は、冷媒と送風空気との熱交換により、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるものである。
The gas-
また、ケーシング11内において、蒸発器13の空気流れ下流側には、蒸発器13通過後の空気を流す加熱用冷風通路(第1通路)16、冷風バイパス通路(第2通路)17といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路16および冷風バイパス通路17から流出した空気を混合させる混合空間18が形成されている。
Further, in the
加熱用冷風通路16には、蒸発器13通過後の送風空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア14およびPTCヒータ15が、送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。
A
ヒータコア14は、車両走行用駆動力を出力するエンジンEGの冷却水(熱媒体)と蒸発器13通過後の送風空気とを熱交換させて、蒸発器13通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
The
具体的には、ヒータコア14とエンジンEGとの間に冷却水流路41が設けられて、ヒータコア14とエンジンEGとの間を冷却水が循環する冷却水回路40が構成されている。そして、この冷却水回路40には、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ42が設置されている。電動ウォータポンプ42は、空調制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(冷却水循環量)が制御される電動式の水ポンプである。
Specifically, a cooling
また、PTCヒータ15は、PTC素子(正特性サーミスタ)を有し、このPTC素子に電力が供給されることによって発熱して、ヒータコア14通過後の送風空気を加熱する電気ヒータである。
The
ここで、図3に、本実施形態のPTCヒータ15の電気的構成を示す。本実施形態では、PTCヒータ15として、複数本、例えば、3本のPTCヒータ15a、15b、15cを用いている。空調制御装置50が、第1PTCヒータ15a、第2PTCヒータ15b、第3PTCヒータ15cの各PTC素子h1、h2、h3に対して設けられているスイッチ素子SW1、SW2、SW3のON/OFFを制御することで、各PTCヒータ15a、15b、15cへの通電・非通電を制御するようになっている。そして、空調制御装置50が、通電するPTCヒータ15の本数を変化させることによって、複数のPTCヒータ15全体としての加熱能力が制御される。
Here, FIG. 3 shows an electrical configuration of the
一方、冷風バイパス通路17は、蒸発器13通過後の空気を、ヒータコア14およびPTCヒータ15を通過させることなく、混合空間18に導くための空気通路である。したがって、混合空間18にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路16を通過する空気および冷風バイパス通路17を通過する空気の風量割合によって変化する。
On the other hand, the cold
そこで、本実施形態では、蒸発器13の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路16および冷風バイパス通路17の入口側に、加熱用冷風通路16および冷風バイパス通路17へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア19を配置している。
Therefore, in the present embodiment, the amount of cold air that flows into the heating
したがって、エアミックスドア19は、混合空間18内の空気温度(車室内へ送風される送風空気の温度)を調整する温度調整手段を構成する。より具体的には、エアミックスドア19は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ63によって駆動され、この電動アクチュエータ63は、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
Therefore, the
さらに、ケーシング11の送風空気流れ最下流部には、混合空間18から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す吹出口24〜26が配置されている。この吹出口24〜26としては、具体的に、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口24、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口25、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口26が設けられている。
Furthermore,
また、フェイス吹出口24、フット吹出口25、およびデフロスタ吹出口26の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口24の開口面積を調整するフェイスドア24a、フット吹出口25の開口面積を調整するフットドア25a、デフロスタ吹出口26の開口面積を調整するデフロスタドア26aが配置されている。
Further, on the upstream side of the air flow of the
これらのフェイスドア24a、フットドア25a、デフロスタドア26aは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ64に連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータ64も、空調制御装置50から出力される制御信号によってその作動が制御される。
The
また、吹出口モードとしては、フェイス吹出口24を全開してフェイス吹出口24から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口24とフット吹出口25の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口25を全開するとともにデフロスタ吹出口26を小開度だけ開口して、フット吹出口25から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口25およびデフロスタ吹出口26を同程度開口して、フット吹出口25およびデフロスタ吹出口26の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。
Further, as the air outlet mode, the
次に、図2により、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置50は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機12、圧縮機31の電動モータ31b用のインバータ61、送風ファン35、各種電動アクチュエータ62、63、64、第1PTCヒータ15a、第2PTCヒータ15b、第3PTCヒータ15c、電動ウォータポンプ42等の作動を制御する。
Next, the electric control unit of the present embodiment will be described with reference to FIG. The air
また、空調制御装置50の入力側には、車室内温度Trを検出する内気センサ51、外気温Tamを検出する外気センサ52(外気温検出手段)、車室内の日射量Tsを検出する日射センサ53、圧縮機31吐出冷媒温度Tdを検出する吐出温度センサ54(吐出温度検出手段)、圧縮機31吐出冷媒圧力Pdを検出する吐出圧力センサ55(吐出圧力検出手段)、蒸発器13からの吹出空気温度(蒸発器温度)TEを検出する蒸発器温度センサ56(蒸発器温度検出手段)、圧縮機31に吸入される冷媒の温度Tsiを検出する吸入温度センサ57、エンジン冷却水温度TWを検出する冷却水温度センサ58等のセンサ群の検出信号が入力される。
Further, on the input side of the air-
なお、本実施形態の蒸発器温度センサ56は、具体的に蒸発器13の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ56として、蒸発器13のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器13を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。
Note that the evaporator temperature sensor 56 of the present embodiment specifically detects the heat exchange fin temperature of the
さらに、空調制御装置50の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル60に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル60に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置1の作動スイッチ(図示せず)、エアコンのオン・オフ(具体的には圧縮機31のオン・オフ)を切り替えるエアコンスイッチ60a、車両用空調装置1の自動制御を設定・解除するオートスイッチ60b、運転モードの切替スイッチ(図示せず)、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ(図示せず)、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ(図示せず)、送風機12の風量設定スイッチ(図示せず)、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ60c、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ60d等が設けられている。
Further, operation signals from various air conditioning operation switches provided on the
さらに、空調制御装置50は、エンジンEGの作動を制御するエンジン制御装置70に電気的接続されており、空調制御装置50およびエンジン制御装置70は互いに電気的に通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置50がエンジン制御装置70へエンジンEGの作動要求信号を出力することによって、エンジンEGを作動させることができる。
Further, the air
次に、図4により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図4は、本実施形態の車両用空調装置1の制御処理を示すフローチャートである。なお、図4中の各ステップS1〜S14は、空調制御装置50が有する各機能手段S1〜S14に相当する。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a control process of the
まず、ステップS1では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が行われる。 First, in step S1, initialization of a flag, a timer, and the like, initial alignment of a stepping motor constituting the electric actuator described above, and the like are performed.
次のステップS2では、操作パネル60の操作信号を読み込んでステップS3へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ60cによって設定される車室内設定温度Tset、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機12の風量の設定信号等がある。
In the next step S2, the operation signal of the
ステップS3では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群51〜58等の検出信号を読み込んで、ステップS4へ進む。ステップS4では、車室内吹出空気の目標吹出温度TAOを算出する。目標吹出温度TAOは、下記数式F1により算出される。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C…(F1)
ここで、Tsetは車室内温度設定スイッチ60cによって設定された車室内設定温度、Trは内気センサ51によって検出された車室内温度(内気温)、Tamは外気センサ52によって検出された外気温、Tsは日射センサ53によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
In step S3, a vehicle environmental state signal used for air conditioning control, that is, a detection signal from the above-described
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C (F1)
Here, Tset is the vehicle interior temperature set by the vehicle interior
続くステップS5〜S12では、空調制御装置50に接続された各種機器の制御状態が決定される。
In subsequent steps S5 to S12, control states of various devices connected to the air
まず、ステップS5では、エアミックスドア19の目標開度SWを上記TAO、蒸発器温度センサ56によって検出された蒸発器13からの吹出空気温度TE、エアミックス前の温風温度TWDに基づいて算出する。本実施形態のステップS5のより詳細な内容については後述する。
First, in step S5, the target opening degree SW of the
なお、SW=0(%)は、エアミックスドア19の最大冷房位置であり、冷風バイパス通路17を全開し、加熱用冷風通路16を全閉する。これに対し、SW=100(%)は、エアミックスドア19の最大暖房位置であり、冷風バイパス通路17を全閉し、加熱用冷風通路16を全開する。
SW = 0 (%) is the maximum cooling position of the
ステップS6では、送風機12により送風される空気の目標送風量を決定する。具体的には電動モータに印加するブロワモータ電圧をステップS4にて決定されたTAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して決定する。
In step S6, the target air volume of the air blown by the
具体的には、本実施形態では、TAOの極低温域(最大冷房域)および極高温域(最大暖房域)でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機12の風量を最大風量付近に制御する。また、TAOが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、TAOの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機12の風量を減少させる。
Specifically, in this embodiment, the blower motor voltage is set to a high voltage near the maximum value in the extremely low temperature range (maximum cooling range) and the extremely high temperature range (maximum heating range) of TAO, and the air volume of the
さらに、TAOが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、TAOの低下に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機12の風量を減少させる。また、TAOが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機12の風量を最小値にするようになっている。
Further, when TAO decreases from the extremely high temperature range toward the intermediate temperature range, the blower motor voltage is decreased according to the decrease in TAO, and the air volume of the
ステップS7では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱20の切替状態を決定する。この吸込口モードもTAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、TAOが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を設け、排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上となったときに、内気モードを選択するようにしてもよい。
In step S7, the suction port mode, that is, the switching state of the inside / outside
ステップS8では、吹出口モードを決定する。この吹出口モードも、TAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、TAOが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。
In step S8, the outlet mode is determined. This air outlet mode is also determined with reference to a control map stored in advance in the air
したがって、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択される。さらに、湿度センサの検出値から窓ガラスに曇りが発生する可能性が高い場合には、フットデフロスタモードあるいはデフロスタモードを選択するようにしてもよい。 Accordingly, the face mode is mainly selected in the summer, the bi-level mode is mainly selected in the spring and autumn, and the foot mode is mainly selected in the winter. Furthermore, when there is a high possibility that fogging will occur on the window glass from the detection value of the humidity sensor, the foot defroster mode or the defroster mode may be selected.
ステップS9では、圧縮機31の冷媒吐出能力(具体的には、回転数)を決定する。本実施形態の基本的な圧縮機31の回転数の決定手法は以下の通りである。例えば、ステップS4で決定したTAO等に基づいて、予め空調制御装置50に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器13からの吹出空気温度TEの目標吹出温度TEOを決定する。
In step S9, the refrigerant discharge capacity (specifically, the rotational speed) of the
さらに、この目標吹出温度TEOと吹出空気温度TEの偏差En(TEO−TE)を算出し、この偏差Enと、今回算出された偏差Enから前回算出された偏差En−1を減算した偏差変化率Edot(En−(En−1))とを用いて、予め空調制御装置50に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数fCn−1に対する回転数変化量ΔfCを求める。そして、前回の圧縮機回転数fCn−1に回転数変化量ΔfCを加算したものを今回の圧縮機回転数fCnとする。
Further, a deviation En (TEO-TE) between the target blowing temperature TEO and the blowing air temperature TE is calculated, and the deviation change rate obtained by subtracting the deviation En-1 calculated last time from the deviation En calculated this time. Based on fuzzy reasoning based on membership functions and rules stored in advance in the air-
ステップS10では、外気温、エアミックス開度、冷却水温度に応じて、PTCヒータ15の作動本数を決定する。本実施形態のステップS10のより詳細な内容については後述する。
In step S10, the number of operating
ステップS11では、エンジンEGの作動要求(エンジンON要求)の要否を決定する。このステップS11では、バッテリ残量および走行条件によってエンジンEGが停止している場合に、空調のためのエンジンEGの作動および停止を決定する。 In step S11, it is determined whether or not an engine EG operation request (engine ON request) is necessary. In this step S11, when the engine EG is stopped due to the remaining battery level and the traveling conditions, the operation and stop of the engine EG for air conditioning are determined.
ここで、車両走行用の駆動力をエンジンEGのみから得る通常の車両では、常時エンジンを作動させているのでエンジン冷却水も常時高温となる。したがって、通常の車両ではエンジン冷却水をヒータコア14に流通させることで充分な暖房性能を発揮することができる。
Here, in an ordinary vehicle that obtains driving force for vehicle travel only from the engine EG, the engine is always operated, so that the engine cooling water is also constantly at a high temperature. Therefore, in an ordinary vehicle, sufficient heating performance can be exhibited by circulating engine cooling water to the
これに対して、本実施形態のようなハイブリッド車両では、バッテリ残量に余裕があれば、走行用電動モータのみから走行用の駆動力を得て走行することができる。このため、高い暖房性能が必要な場合であっても、エンジンEGが停止しているとエンジン冷却水温度が40℃程度にしか上昇せず、ヒータコア14にて充分な暖房性能が発揮できなくなる。
On the other hand, in the hybrid vehicle as in the present embodiment, if the remaining battery level is sufficient, the vehicle can travel by obtaining the driving force for traveling only from the traveling electric motor. For this reason, even when high heating performance is required, if the engine EG is stopped, the engine coolant temperature only rises to about 40 ° C., and the
そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要な場合であってもエンジン冷却水温度TWが予め定めた基準冷却水温度よりも低いときは、エンジン冷却水温度TWを所定温度以上に維持するため、空調制御装置50からエンジンEGの制御に用いられるエンジン制御装置70に対して、エンジンEGを作動するようにエンジン作動要求信号(エンジンON要求信号)を出力する。これにより、エンジン冷却水温度TWを上昇させて高い暖房性能を得るようにしている。
Therefore, in this embodiment, even when high heating performance is required, when the engine coolant temperature TW is lower than a predetermined reference coolant temperature, the engine coolant temperature TW is maintained at a predetermined temperature or higher. Then, an engine operation request signal (engine ON request signal) is output from the air
ただし、このようなエンジンON要求信号の出力は、車両走行用の駆動源としてエンジンEGを作動させる必要の無い場合であってもエンジンEGを作動させることになるので、車両燃費を悪化させる要因となる。このため、エンジンON要求信号を出力する頻度は極力低減させることが望ましい。 However, such an output of the engine ON request signal causes the engine EG to operate even when it is not necessary to operate the engine EG as a driving source for vehicle travel. Become. For this reason, it is desirable to reduce the frequency of outputting the engine ON request signal as much as possible.
そこで、本実施形態では、後述するように、吹出口モードがフェイスモード時では、フェイスモード以外の他の吹出口モード時と比較して、エンジンON要求信号の出力頻度が低下するように、他の吹出口モード時に用いるエンジンON要求信号の出力条件とは異なる出力条件を用いるようになっている。 Therefore, in the present embodiment, as will be described later, when the air outlet mode is the face mode, the output frequency of the engine ON request signal is reduced compared to when the air outlet mode is other than the face mode. An output condition different from the output condition of the engine ON request signal used in the air outlet mode is used.
ステップ12では、ヒータコア14とエンジンEGとの間でエンジン冷却水を循環させる電動ウォータポンプ42の作動の要否を決定する。本実施形態のステップS12のより詳細な内容については後述する。なお、このステップS12は、エンジンEGのON、OFF状態や、吹出口モードに関わらず、実行される。
In
ステップS13では、上述のステップS5〜S12で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置50より各種機器12、61、35、62、63、64、15a、15b、15c、42やエンジン制御装置70に対して制御信号および制御電圧が出力される。
In step S13, the
これにより、例えば、PTCヒータ15は、ステップ10で決定された作動本数で作動するとともに、電動ウォータポンプ42は、ステップS12で決定された通りに作動もしくは停止する。
Thereby, for example, the
また、エンジン制御装置70に対して、空調のためのエンジンON要求信号が出力されれば、バッテリ残量が所定量以上であって、走行条件によってエンジンEGが停止している場合、エンジンEGが作動する。また、空調のためにエンジンEGが作動している際では、エンジン冷却水温度等の条件によって、例えば、エンジン停止信号(エンジンOFF信号)が出力された場合に、エンジンEGが停止する。
In addition, if an engine ON request signal for air conditioning is output to the
次のステップS14では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップS2に戻るようになっている。なお、本実施形態は制御周期τを250msとしている。これは、車室内の空調制御は、エンジン制御等と比較して遅い制御周期であってもその制御性に悪影響を与えないからである。さらに、車両内における空調制御のための通信量を抑制して、エンジン制御等のように高速制御を行う必要のある制御系の通信量を充分に確保することができる。 In the next step S14, the process waits for the control period τ, and returns to step S2 when it is determined that the control period τ has elapsed. In the present embodiment, the control cycle τ is 250 ms. This is because the air conditioning control in the passenger compartment does not adversely affect the controllability even if the control period is slower than the engine control or the like. Furthermore, it is possible to suppress a communication amount for air conditioning control in the vehicle and to sufficiently secure a communication amount of a control system that needs to perform high-speed control such as engine control.
次に、図4のステップS5のエアミックスドア目標開度SW決定処理の詳細な内容を説明する。図5は、このステップS5の詳細を示すフローチャートである。 Next, the detailed content of the air mix door target opening degree SW determination process of step S5 of FIG. 4 is demonstrated. FIG. 5 is a flowchart showing details of step S5.
図5に示すように、ステップS51では、PTCヒータ15の作動による吹出温上昇量ΔTptcを算出する。ここで、吹出温上昇量ΔTptcとは、吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度(吹出温)のうちPTCヒータ15の作動が寄与した温度上昇量である。したがって、吹出温上昇量ΔTptcは、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量と表現することもできる。
As shown in FIG. 5, in step S <b> 51, the blowout temperature rise amount ΔTptc due to the operation of the
この吹出温上昇量ΔTptcは、PTCヒータ15の消費電力W(Kw)、空気密度ρ(kg/m3)、空気比熱Cp、PTCヒータ15を通過する風量であるPTC通過風量Va(m3/h)を用いて、次の数式F2−1により算出できる。
ΔTptc=W/ρ/Cp/Va×3600…(F2−1)
ここで、PTCヒータ15の消費電力Wとしては、PTCヒータ15の定格消費電力Wrに補正係数Kptcを乗じた値を用いることができる。すなわち、PTCヒータ15の消費電力Wは次の数式F2−2により算出できる。
W=Wr×Kptc…(F2−2)
ここで、補正係数Kptcは、PTCヒータ15に流入する空気の温度Tptc_inとPTC素子の電気抵抗の温度特性とに基づいて決定される値である。すなわち、PTCヒータ15を構成するPTC素子は、温度が高くなると電気抵抗が増大する特性を有していることから、この温度特性を考慮した補正係数Kptcを用いることによって、PTCヒータ15の定格消費電力WrからPTCヒータ15の実際の消費電力Wを算出することができる。
This blowing temperature rise amount ΔTptc is the power consumption W (Kw) of the
ΔTptc = W / ρ / Cp / Va × 3600 (F2-1)
Here, as the power consumption W of the
W = Wr × Kptc (F2-2)
Here, the correction coefficient Kptc is a value determined based on the temperature Tptc_in of the air flowing into the
具体的には、補正係数Kptcとしては、ステップS51中に記載のKptcとTptc_inとの関係図の通り、Tptc_inが−20℃以下のときKptcを1.0とし、Tptc_inが75℃以上のときKptcを0.39とし、Tptc_inが−20℃以上75℃以下の間では、Tptc_inが増加するにつれてKptcが1.0から0.39まで減少するようにする。 Specifically, as the correction coefficient Kptc, as shown in the relationship diagram between Kptc and Tptc_in described in step S51, Kptc is set to 1.0 when Tptc_in is −20 ° C. or lower, and Kptc when Tptc_in is 75 ° C. or higher. When Tptc_in is between −20 ° C. and 75 ° C., Kptc decreases from 1.0 to 0.39 as Tptc_in increases.
PTCヒータ15に流入する空気の温度Tptc_inは、次の数式(F2−3)により算出できる。
Tptc_in=TW×0.8+TE×0.2…(F2−3)
PTC通過風量Vaとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、数式F2−4により算出したもの、すなわち、ブロワ風量に対して、過去に算出したエアミックス開度SW_OLD(%)を考慮したものを用いる。本例では、SW_OLDとして、前回のステップS5で算出したエアミックス開度を用いる。
Va(m3/h)=ブロワ風量(m3/h)×f(SW_OLD/100)…(F2−4)
ここで、f(SW_OLD/100)としては、ステップS51中に記載のf(SW_OLD/100)とSW_OLDとの関係図の通り、SW_OLD(%)が10以上100以下の間は、SW_OLD/100によって算出した結果を用い、SW_OLD(%)<10のとき、f(SW_OLD/100)を0.1とし、SW_OLD(%)>100のとき、f(SW_OLD/100)を1とする。
The temperature Tptc_in of the air flowing into the
Tptc_in = TW × 0.8 + TE × 0.2 (F2-3)
As the PTC passing air volume Va, the blower air volume is not simply used, but calculated according to Formula F2-4, that is, the air mix opening SW_OLD (%) calculated in the past with respect to the blower air volume is considered. Is used. In this example, the air mix opening calculated in the previous step S5 is used as SW_OLD.
Va (m 3 / h) = Blower air volume (m 3 / h) × f (SW_OLD / 100) (F2-4)
Here, as f (SW_OLD / 100), as shown in the relationship diagram between f (SW_OLD / 100) and SW_OLD described in step S51, when SW_OLD (%) is 10 to 100, SW_OLD / 100 Using the calculated result, f (SW_OLD / 100) is set to 0.1 when SW_OLD (%) <10, and f (SW_OLD / 100) is set to 1 when SW_OLD (%)> 100.
因みに、ステップS5を初めて実行する場合には、前回のエアミックス開度SW_OLD=100%として数式F2−4の演算を行う。 Incidentally, when step S5 is executed for the first time, the calculation of Formula F2-4 is performed with the previous air mix opening SW_OLD = 100%.
例えば、ブロワ風量=250m3/h、PTCヒータの消費電力W=840W時、前回のエアミックス開度SW_OLD=100%のとき、ΔTptc=0.84/1.29/1/250×3600=9.3℃となる。 For example, when the blower air volume = 250 m 3 / h, the power consumption W of the PTC heater is 840 W, and the previous air mix opening SW_OLD = 100%, ΔTptc = 0.84 / 1.29 / 1/250 × 3600 = 9 3 ° C.
このようにして、実際のPTCヒータ15の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔTptcを算出することができる。
In this way, the blowout temperature rise amount ΔTptc can be calculated so as not to deviate from the blowout temperature rise amount due to the actual operation of the
なお、本例では、最終的なΔTptcの値は0以上15以下とされる(0≦ΔTptc≦15)。すなわち、ΔTptcの上限値は15に設定される。その理由は、ΔTptcの値が大きくなりすぎて制御処理上の不都合が生じるのを避けるためである。 In this example, the final value of ΔTptc is 0 or more and 15 or less (0 ≦ ΔTptc ≦ 15). That is, the upper limit value of ΔTptc is set to 15. The reason for this is to avoid inconvenience in the control processing due to the value of ΔTptc becoming too large.
また、本例では、ΔTptcは、所定の時定数(本例では30秒の時定数)をもって1秒毎に更新される。 In this example, ΔTptc is updated every second with a predetermined time constant (in this example, a time constant of 30 seconds).
続いて、ステップS52で、エアミックス前の温風温度TWDを算出する。ここで、エアミックス前の温風温度TWDとは、加熱用冷風通路16に配置された加熱手段(ヒータコア14、およびPTCヒータ15)の加熱能力に応じて決定される値であって、具体的には、次の数式F2−5により算出できる。
TWD=TW×0.8+TE×0.2+ΔTptc…(F2−5)
ここで、TEは蒸発器温度センサ56によって検出された蒸発器13からの吹出空気温度、TWは冷却水温度センサ58によって検出されたエンジン冷却水温度、ΔTptcは、PTCヒータ15の作動による吹出温上昇量である。また、0.8はヒータコア14の熱交換効率αの一例であり、0.2はヒータコア14からの吹出空気温度に対する蒸発器13からの吹出空気温度TEの寄与度βの一例である。
Subsequently, in step S52, a hot air temperature TWD before air mixing is calculated. Here, the hot air temperature TWD before air mixing is a value determined according to the heating capacity of the heating means (
TWD = TW × 0.8 + TE × 0.2 + ΔTptc (F2-5)
Here, TE is the temperature of air blown from the
そして、ステップS53で、エアミックスドア19の目標開度SWを算出する。具体的には、エアミックスドア19の目標開度SWは、次の数式F2−6により算出できる。
SW=[{TAO−(TE+2)}/{TWD−(TE+2)}]×100(%)…(F2−6)
ここで、数式F2−6中のTWD−(TE+2)は、ヒータコア14による送風空気の温度上昇量と、PTCヒータ15による送風空気の吹出温上昇量ΔTptcとの和に対応している。
In step S53, the target opening degree SW of the
SW = [{TAO− (TE + 2)} / {TWD− (TE + 2)}] × 100 (%) (F2-6)
Here, TWD− (TE + 2) in Formula F2-6 corresponds to the sum of the temperature rise amount of the blown air by the
したがって、数式F2−6により、ヒータコア14による送風空気の温度上昇量と、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcとに基づいてエアミックスドア19の目標開度SWを算出することができる。
Therefore, the target opening degree SW of the
換言すれば、エンジン冷却水温度のみならずPTCヒータ15の発熱をも考慮して、エアミックスドア目標開度SWを算出することができる。このため、PTCヒータ15作動時において、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対してずれない(上回らない)ようにすることができる。
In other words, the air mix door target opening degree SW can be calculated in consideration of not only the engine coolant temperature but also the heat generated by the
次に、図4のステップS10のPTC作動本数決定処理の詳細な内容を説明する。図6は、このステップS10の詳細を示すフローチャートである。 Next, detailed contents of the PTC operation number determination process in step S10 of FIG. 4 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing details of step S10.
図6に示すように、ステップS101では、外気温に基づいてPTCヒータ15の作動が不要か否かを判定する。具体的には、外気センサ52が検出した外気温が所定温度、本例では、26℃よりも高いか否かを判定する。外気温が26℃よりも高いと判定した場合(YES判定の場合)、PTCヒータ15による吹出温アシストは必要無いと判断して、ステップS105に進み、PTCヒータ15の作動本数を0本に決定する。一方、ステップS101で、外気温が26℃よりも低いと判定した場合(NO判定の場合)、ステップS102に進む。
As shown in FIG. 6, in step S101, it is determined whether or not the operation of the
ステップS102では、エアミックス開度SWに基づいてPTCヒータ作動の要否(f(SW)=ONorOFF)を決定する。エアミックス開度SWが小さいほど、暖風割合が少ないことから、エアミックス開度SWが小さければ、PTCヒータの作動は不要であると考えられる。そこで、ステップS102では、ステップS5で決定したエアミックス開度SWを予め定められた所定開度と比較して、エアミックス開度SWが所定開度、本例では、30%よりも小さければ、PTCヒータ停止(f(SW)=OFF)とする。一方、エアミックス開度SWが所定開度、本例では、40%よりも大きければ、PTCヒータ作動(f(SW)=ON)とする。 In step S102, it is determined whether or not the PTC heater needs to be operated (f (SW) = ONorOFF) based on the air mix opening SW. The smaller the air mix opening SW, the smaller the warm air ratio. Therefore, if the air mix opening SW is small, the operation of the PTC heater is considered unnecessary. Therefore, in step S102, the air mix opening SW determined in step S5 is compared with a predetermined opening, and if the air mixing opening SW is smaller than the predetermined opening, in this example, 30%, The PTC heater is stopped (f (SW) = OFF). On the other hand, if the air mix opening SW is larger than a predetermined opening, in this example, 40%, the PTC heater is activated (f (SW) = ON).
そして、ステップS103では、ステップS102で決定したPTCヒータ作動の要否結果がPTCヒータ停止(f(SW)=OFF)か否かを判定する。このとき、f(SW)=OFFの場合(YES判定の場合)、ステップS105に進み、PTCヒータの作動本数を0本に決定する。一方、f(SW)=ONの場合(NO判定の場合)、ステップS104に進む。 In step S103, it is determined whether or not the PTC heater operation necessity result determined in step S102 is PTC heater stop (f (SW) = OFF). At this time, if f (SW) = OFF (in the case of YES determination), the process proceeds to step S105, and the number of operating PTC heaters is determined to be zero. On the other hand, if f (SW) = ON (NO determination), the process proceeds to step S104.
ステップS104では、冷却水温度TWに応じてPTCヒータ15の作動本数を決定する。具体的には、第1所定温度T1>第2所定温度T2>第3所定温度T3として予め定めておき、TW>T1のとき、作動本数を0本とし、T1>TW>T2のとき、作動本数を1本とし、T2>TW>T3のとき、作動本数を2本とし、T3>TWのとき、作動本数を3本とする。本例では、作動本数を増加させる場合に用いるT1、T2、T3をそれぞれ65℃、62.5℃、60℃としており、作動本数を減少させる場合に用いるT1、T2、T3をそれぞれ67.5℃、65℃、62.5℃としている。
In step S104, the number of operating
次に、図4のステップS11のエンジンON要求の要否決定処理の詳細な内容を説明する。図7は、このステップS11の詳細を示すフローチャートである。 Next, detailed contents of the engine ON request necessity determination process in step S11 of FIG. 4 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing details of step S11.
図7に示すステップS111では、ステップS112で行うエンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンON要求の要否決定に用いる判定しきい値を算出する。 In step S111 shown in FIG. 7, a determination threshold value used for determining whether or not a temporary engine ON request is necessary based on the engine coolant temperature performed in step S112 is calculated.
具体的には、ステップS112で行うエンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンON要求の要否判定に用いる判定しきい値であるエンジンOFF水温と、エンジンON水温を算出する。エンジンOFF水温は、エンジンを停止させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度であり、エンジンON水温は、エンジンを作動させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度である。 Specifically, an engine OFF water temperature and an engine ON water temperature, which are determination threshold values used for determining whether or not a temporary engine ON request is necessary based on the engine coolant temperature performed in step S112, are calculated. The engine OFF water temperature is an engine cooling water temperature that is a determination criterion for stopping the engine, and the engine ON water temperature is an engine cooling water temperature that is a determination criterion for operating the engine.
ここで、エンジンOFF水温は、数式F5−1を用いて実吹出温がおおよそ目標吹出温度TAOとなるように演算された基準冷却水温度TWOと70℃とのうちの小さい方が採用される。一方、エンジンON水温は、頻繁にエンジンがON/OFFするのを防止するため、エンジンOFF水温よりも所定温度、本例では、5℃低く設定される。
TWO={(TAO−ΔTptc)−(TE×0.2)}/0.8…(F5−1)
なお、基準冷却水温度TWOは、エアミックス前の温風温度TWDが目標吹出温度TAOになるものと仮定したときに、必要とされる冷却水温度である。TEは、蒸発器温度センサ56が検出した蒸発器13からの吹出空気温度である。
Here, as the engine OFF water temperature, the smaller one of the reference cooling water temperature TWO and 70 ° C. calculated so that the actual blowing temperature becomes approximately the target blowing temperature TAO using Formula F5-1 is adopted. On the other hand, the engine ON water temperature is set lower than the engine OFF water temperature by a predetermined temperature, in this example, 5 ° C., in order to prevent frequent engine ON / OFF.
TWO = {(TAO−ΔTptc) − (TE × 0.2)} / 0.8 (F5-1)
The reference cooling water temperature TWO is a cooling water temperature that is required when it is assumed that the warm air temperature TWD before the air mixing becomes the target blowing temperature TAO. TE is the temperature of air blown from the
ここで、数式F5−1は、ヒータコア14からの吹出空気温度Taを表す次の2つの数式F5−2、F5−3をTWOについて解くことで導かれる。
Ta=TWO×α+TE×β…(F5−2)
Ta=TAO−ΔTptc…(F5−3)
なお、数式F5−2中のαはヒータコア14の熱交換効率であり、βはヒータコア14からの吹出空気温度Taに対する蒸発器13からの吹出空気温度TEの寄与度である。本例では、αを0.8、βを0.2としている。
Here, the equation F5-1 is derived by solving the following two equations F5-2 and F5-3 representing the blown air temperature Ta from the
Ta = TWO × α + TE × β (F5-2)
Ta = TAO−ΔTptc (F5-3)
In Formula F5-2, α is the heat exchange efficiency of the
数式F5−1で用いられるΔTptcは、上述したステップS51の数式F2−1〜F2−4により算出できる。なお、ステップS51の数式F2−4では、前回のエアミックス開度SW_OLDを考慮してPTC通過風量Vaを算出しているが、本ステップS111では、前回のエアミックス開度SW_OLDの代わりに今回のエアミックス開度SWを考慮してPTC通過風量Vaを算出することができる。 ΔTptc used in Formula F5-1 can be calculated by Formulas F2-1 to F2-4 in Step S51 described above. In the formula F2-4 in step S51, the PTC passage air volume Va is calculated in consideration of the previous air mix opening SW_OLD, but in this step S111, the current air opening degree SW_OLD is replaced with the current air mixing opening SW_OLD. The PTC passage air volume Va can be calculated in consideration of the air mix opening SW.
続いて、ステップS112では、エンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンON要求の要否決定を行う。この決定結果f(TW)は、次のステップS113でのエンジンON要求の要否決定の際のパラメータとなる。 Subsequently, in step S112, it is determined whether or not a temporary engine ON request is necessary based on the engine coolant temperature. This determination result f (TW) is a parameter for determining whether or not an engine ON request is required in the next step S113.
具体的には、冷却水温度センサ58で検出した実際の冷却水温度を、ステップS111で求めたエンジンOFF水温、エンジンON水温と比較する。そして、冷却水温度がエンジンON水温より低ければ、f(TW)=ONとしてエンジン作動を仮決定し、冷却水温度がエンジンOFF水温より高ければ、f(TW)=OFFとしてエンジン停止を仮決定する。 Specifically, the actual cooling water temperature detected by the cooling water temperature sensor 58 is compared with the engine OFF water temperature and the engine ON water temperature obtained in step S111. If the coolant temperature is lower than the engine ON water temperature, the engine operation is temporarily determined as f (TW) = ON, and if the coolant temperature is higher than the engine OFF water temperature, the engine stop is temporarily determined as f (TW) = OFF. To do.
続いて、ステップS113では、吹出口モード、PTCヒータ15の作動本数、目標吹出温度TAO、ステップS112の決定結果f(TW)に基づいて、空調のためのエンジン作動(ON)要求の要否決定を行う。
Subsequently, in step S113, whether or not an engine operation (ON) request for air conditioning is necessary is determined based on the outlet mode, the number of operating
具体的には、吹出口モードがFACEモード以外の場合であれば、f(TW)に応じて、エンジンON要求の要否を決定する。 Specifically, if the air outlet mode is other than the FACE mode, whether or not an engine ON request is required is determined according to f (TW).
通常、暖房時の吹出口モードはFOOTモードかB/Lモードであるので、暖房時はFACEモード以外に該当する。この場合、冷却水温度がステップS111で算出のエンジンON水温よりも低いと、足元から冷風が出て快適性を損ねるため、エンジンONが選択される。 Usually, since the outlet mode at the time of heating is FOOT mode or B / L mode, it corresponds to those other than FACE mode at the time of heating. In this case, if the cooling water temperature is lower than the engine ON water temperature calculated in step S111, the cool air is generated from the feet and the comfort is impaired, so the engine ON is selected.
これにより、エンジンON要求信号が出力されて、エンジン冷却水の温度が上昇するので、暖房時では、空気がヒータコア14を通過する際に、空気がエンジン冷却水を熱源として加熱され、ヒータコア通過後の空気の温度に対して、PTCヒータ15による吹出温上昇量が上乗せされることによって、目標吹出温度TAOにおおよそ等しい吹出温を作り出すことが可能になり、乗員の快適性が維持される。
As a result, an engine ON request signal is output and the temperature of the engine cooling water rises. Therefore, during heating, when air passes through the
また、FOOTモードやB/Lモード時で、冷却水温度がステップS111で算出のエンジンOFF水温よりも高いと、エンジンOFFが選択される。この場合、例えば、エンジン停止信号が出力され、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジンが停止される。 Further, when the cooling water temperature is higher than the engine OFF water temperature calculated in step S111 in the FOOT mode or the B / L mode, the engine OFF is selected. In this case, for example, if an engine stop signal is output and the engine for air conditioning is operating, the engine is stopped.
ここで、ステップS111では、PTCヒータ15による吹出温上昇量ΔTptcが大きいほど、エンジンOFF水温およびエンジンON水温が小さくなるように演算しているので、PTCヒータ作動時では、PTCヒータ15の停止時よりもエンジンON要求の頻度が低下し、燃費が向上する。
Here, in step S111, the calculation is performed so that the engine OFF water temperature and the engine ON water temperature become smaller as the blowing temperature rise amount ΔTptc by the
さらに、この吹出温上昇量ΔTptcにはPTC通過風量が加味されているので、PTC通過風量が低風量の場合、エンジンOFF水温およびエンジンON水温を大きく低減でき、省燃費効果を大きくできる。 Further, since the PTC passage air volume is added to the blowout temperature rise amount ΔTptc, when the PTC passage air volume is low, the engine OFF water temperature and the engine ON water temperature can be greatly reduced, and the fuel saving effect can be increased.
一方、吹出口モードがFACEモードの場合では、以下の通り、PTCヒータ15の作動本数や、目標吹出温度TAOや、f(TW)に応じて、空調のためのエンジンON要求の要否を決定する。
On the other hand, when the outlet mode is the FACE mode, the necessity of an engine ON request for air conditioning is determined according to the number of
PTCヒータの作動本数が所定本数、本例では1本以上の場合、冷却水温度TWや目標吹出温度TAOに関わらず、エンジン停止(OFF)を選択し、エンジンON要求信号を出力しない。 When the number of operating PTC heaters is a predetermined number, in this example, one or more, the engine stop (OFF) is selected regardless of the coolant temperature TW and the target outlet temperature TAO, and the engine ON request signal is not output.
これにより、ステップS13で、エンジンON要求信号が出力されないので、冷却水温度がエンジンON水温よりも低くても、エンジンは停止されたままとなる。もしくは、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジン停止信号が出力され、エンジンが停止される。 Thereby, since an engine ON request signal is not output in step S13, the engine remains stopped even if the cooling water temperature is lower than the engine ON water temperature. Alternatively, if the engine for air conditioning is operating, an engine stop signal is output and the engine is stopped.
この結果、FACEモード時であって、PTCヒータの作動本数が1本以上の場合では、バッテリ残量があるかぎり、電動モータによる走行(EV走行)が可能になり、ゼロエミッション(排ガスの排出量が0)が可能になる。 As a result, in the FACE mode, when the number of operating PTC heaters is 1 or more, as long as there is a remaining battery level, traveling by an electric motor (EV traveling) is possible, and zero emission (exhaust gas emission amount) Can be 0).
ここで、FACEモード以外の他の吹出口モード時では、冷却水温度がエンジンOFF水温よりも低い場合に、エンジン作動を選択するのに対して、FACEモード時では、冷却水温度に関わらず、エンジン停止を選択するのは、FACEモード時では、冷却水温度が目標吹出温度TAOを得るのに必要な温度よりも低くても、乗員の快適性への影響は小さいからである。 Here, in the air outlet mode other than the FACE mode, the engine operation is selected when the coolant temperature is lower than the engine OFF water temperature, whereas in the FACE mode, regardless of the coolant temperature, The engine stop is selected because, in the FACE mode, even if the coolant temperature is lower than the temperature required to obtain the target outlet temperature TAO, the influence on passenger comfort is small.
すなわち、FACEモードは、そもそも、FOOTモードやB/Lモードと比較して低い温度の空調風をフェイス吹出口から吹き出す吹出口モードであり、FACEモード時に、目標吹出温度TAOよりも低い温度の風がフェイス吹出口から乗員の上半身に向けて吹き出されても、乗員が不快に感じる可能性は小さいからである。 In other words, the FACE mode is an air outlet mode in which air conditioned air having a lower temperature than the FOOT mode and the B / L mode is blown out from the face air outlet, and the air at a temperature lower than the target air temperature TAO in the FACE mode. This is because there is little possibility that the occupant feels uncomfortable even if the air is blown out from the face outlet toward the upper body of the occupant.
ただし、実際のフェイス吹出口からの吹出空気温度と目標吹出温度TAOとの差が大きすぎると、室温が下がり過ぎてしまい、その結果、目標吹出温度TAOが変わって、吹出口モードがFACEモードからB/Lモードに変更されてしまう。 However, if the difference between the actual blowout air temperature from the face blowout port and the target blowout temperature TAO is too large, the room temperature will drop too much. As a result, the target blowout temperature TAO will change and the blowout port mode will change from the FACE mode. It will be changed to B / L mode.
そこで、本実施形態では、エンジンが停止して冷却水温度が低くても、室温が下がり過ぎないように、FACEモードの場合であって、PTCヒータ15の作動時に、エンジンON要求信号を出力しないこととしている。
Therefore, in this embodiment, even if the engine is stopped and the cooling water temperature is low, the engine ON request signal is not output when the
また、PTCヒータ15の作動本数が0本、すなわち、PTCヒータ15が停止している場合で、目標吹出温度TAOが所定温度、本例では20℃未満の場合のように、目標吹出温度TAOが比較的低いときは、ヒータコア14による空気の加熱は必要無いため、エンジン停止(OFF)を選択し、エンジンON要求信号を出力しない。この場合、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジン停止信号が出力され、エンジンEGが停止される。
In addition, when the number of operating
また、PTCヒータ15の作動本数が0本の場合であって、目標吹出温度TAOが所定温度、本例では20℃以上のときは、FACEモード以外の場合と同様に、空調のためのエンジンON要求の要否をf(TW)に応じて決定する。これにより、冷却水温度がエンジンON水温よりも低ければ、エンジンON要求信号が出力され、エンジン作動によってエンジン冷却水が加熱される。
When the number of
これは、PTCヒータ15の作動本数が0本で、目標吹出温度TAOが所定温度以上のときは、冷却水温度が低いと、時間の経過と共に少しずつ室温が低くなるので、室温の低下を抑制するためである。
This is because when the number of
次に、図4のステップS12の電動ウォータポンプ作動の要否決定処理の詳細な内容を説明する。図8は、このステップS12の詳細を示すフローチャートである。 Next, the detailed content of the necessity determination process of the electric water pump operation | movement of step S12 of FIG. 4 is demonstrated. FIG. 8 is a flowchart showing details of step S12.
図8に示すように、ステップS121では、冷却水温度センサ58が検出した冷却水温度TWが、蒸発器温度センサ56が検出した蒸発器13からの吹出空気温度TEより高いか否かを判定する。このとき、冷却水温度TWが蒸発器13からの吹出空気温度TEより低い場合(NO判定の場合)、ステップS124に進み、電動ウォータポンプ42の停止(OFF)を選択する。この結果、電動ウォータポンプ42は停止状態となるので、冷却水回路40での冷却水の循環が停止される。
As shown in FIG. 8, in step S121, it is determined whether or not the coolant temperature TW detected by the coolant temperature sensor 58 is higher than the blown air temperature TE from the
これは、冷却水温度TWが蒸発器13からの吹出空気温度TEより低いときに、冷却水をヒータコア14に流すと、ヒータコア14を流れる冷却水によって蒸発器通過後の空気を冷却してしまい、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうためである。
This is because, when the cooling water temperature TW is lower than the blown air temperature TE from the
一方、冷却水温度TWが蒸発器13からの吹出空気温度TEより高い場合(YES判定の場合)、ステップS122に進む。ステップS122では、ブロワ作動(ブロワON)が選択されているか否かを判定する。 On the other hand, when the coolant temperature TW is higher than the blown air temperature TE from the evaporator 13 (in the case of YES determination), the process proceeds to step S122. In step S122, it is determined whether or not the blower operation (blower ON) is selected.
このとき、ブロワ停止が選択されている場合、NO判定し、省動力のため、ステップS124に進み、電動ウォータポンプ42の停止(OFF)を選択する。この結果、ブロワ停止時は電動ウォータポンプ42も停止状態となる。
At this time, if the blower stop is selected, a NO determination is made, and in order to save power, the process proceeds to step S124, and the stop (OFF) of the
一方、ブロワ作動が選択されている場合、YES判定して、ステップS123に進み、電動ウォータポンプ42の作動(ON)を選択する。この結果、電動ウォータポンプ42が作動して、冷却水が冷媒回路内を循環することにより、ヒータコア14を流れる冷却水とヒータコア14を通過する空気との熱交換により、送風空気が加熱される。
On the other hand, if the blower operation is selected, the determination is YES, the process proceeds to step S123, and the operation (ON) of the
本実施形態によると、上述のステップS51〜S53のごとく、ヒータコア14による送風空気の温度上昇量と、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcとに基づいてエアミックスドア目標開度SWを算出するので、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcを考慮してエアミックスドア19を制御することができる。
According to this embodiment, the air mix door target opening degree SW is calculated based on the temperature rise amount of the blown air by the
このため、PTCヒータ15の作動時において、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対してずれない(上回らない)ようにすることができる。このため、過剰な暖房を抑制できるので、空調の省エネルギー化を図ることができる。
For this reason, when the
特に、本実施形態によると、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcを考慮してエアミックスドア19を制御するので、エアミックスドア19が最大暖房位置以外にある場合、すなわちエアミックス開度SWが100(%)より小さい場合にPTCヒータ15を作動させても、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対してずれない(上回らない)ようにすることができる。
In particular, according to the present embodiment, since the
このため、FACEモードやB/Lモードのように、加熱用冷風通路16を通過した温風と冷風バイパス通路17を通過した冷風とを混合(エアミックス)して吹出温度を調整する時にもPTCヒータ15を積極的に作動させることができる。
Therefore, as in the FACE mode and the B / L mode, PTC is also used to adjust the blowout temperature by mixing (air mixing) the warm air that has passed through the
このため、冷却水温度TWが低くてヒータコア14による送風空気の温度上昇量が小さくても目標吹出温度TAOにおおよそ等しい吹出温を作り出すことが可能になるので、空調のためのエンジンON要求の頻度を低減することができる。その結果、空調中の燃費悪化を抑制して、省燃費効果を大きくできる。
For this reason, even if the cooling water temperature TW is low and the temperature rise amount of the blown air by the
本実施形態では、具体的には、ステップS51の数式F2−1のごとく、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcをPTCヒータ15の消費電力Wに基づいて算出するので、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcを簡単に算出することができる。
In the present embodiment, specifically, the temperature increase amount ΔTptc of the blown air by the
ここで、PTCヒータ15は、消費電力Wの変化に対して温度変化に時間遅れが生じる特性を有しているところ、ステップS51のごとく、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcは、所定の時定数を用いて算出されるので、温度変化の時間遅れを適切に考慮してPTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcを算出することができる。
Here, the
なお、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcの算出に必ずしも所定の時定数を用いる必要はなく、例えばPTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcを所定量だけ増減補正することによって温度変化の時間遅れを考慮するようにしてもよい。
It is not always necessary to use a predetermined time constant for calculating the temperature rise ΔTptc of the blown air by the
また、本実施形態では、具体的には、ステップS51の数式F2−1のごとく、PTCヒータ15による送風空気の温度上昇量ΔTptcをPTC通過風量Vaに基づいて算出するので、吹出温上昇量ΔTptcを精度良く算出することができる。
Further, in the present embodiment, specifically, the temperature rise amount ΔTptc of the blown air by the
また、本実施形態では、具体的には、ステップS51の数式F2−4のごとく、PTC通過風量Vaを、過去に算出したエアミックス開度SW_OLDに基づいて算出するので、PTC通過風量Vaを簡単に算出することができる。 In the present embodiment, specifically, the PTC passage air volume Va is calculated based on the air mix opening SW_OLD calculated in the past, as shown in Formula F2-4 in Step S51. Therefore, the PTC passage air volume Va is simplified. Can be calculated.
なお、本実施形態では、上述のステップS52において、エアミックス前の温風温度TWDを数式F2−5により算出しているが、PTCヒータ15の下流側に温度センサを設け、この温度センサによってエアミックス前の温風温度TWDを直接検出しても良い。
In this embodiment, in step S52 described above, the hot air temperature TWD before air mixing is calculated by Formula F2-5. However, a temperature sensor is provided on the downstream side of the
この場合には、ステップS53の数式F2−6によるエアミックス目標開度SWの算出の際に精度の高いエアミックス前の温風温度TWDを用いることができるので、エアミックス目標開度SWをより適切に算出することができ、ひいては実際の吹出温度を目標吹出温度TAOにより近づけることができる。 In this case, since the hot air temperature TWD before air mixing with high accuracy can be used when calculating the air mix target opening degree SW according to the formula F2-6 in step S53, the air mixing target opening degree SW can be further increased. It is possible to calculate appropriately, and as a result, the actual blowing temperature can be made closer to the target blowing temperature TAO.
(他の実施形態)
(1)上述の一実施形態では、電気ヒータとしてPTCヒータ15を用いていたが、ニクロム線等を用いた他の電気ヒータを採用しても良い。
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上述の一実施形態では、ヒータコア14の送風空気流れ方向下流側にPTCヒータ15が配置されているが、ヒータコア14およびPTCヒータ15の配置関係はこれに限定されるものではなく種々変形が可能である。
(2) In the above-described embodiment, the
(3)上述の一実施形態では、本発明の車両用空調装置を、ハイブリッド車両のうちエンジンEGおよび走行用電動モータの双方から直接駆動力を得て走行可能な、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の車両用空調装置の適用はこれに限定されない。例えば、エンジンEGを発電機の駆動源として用い、発電された電力をバッテリに蓄え、さらに、バッテリに蓄えられた電力を供給されることによって作動する走行用電動モータから駆動力を得て走行する、いわゆるシリアル型のハイブリッド車両に適用してもよい。 (3) In the above-described embodiment, the vehicle air conditioner according to the present invention is a so-called parallel type hybrid vehicle that can travel by directly obtaining driving force from both the engine EG and the traveling electric motor of the hybrid vehicle. Although the applied example is described, the application of the vehicle air conditioner of the present invention is not limited to this. For example, the engine EG is used as a drive source for the generator, the generated power is stored in a battery, and further, the drive power is obtained from a traveling electric motor that operates by being supplied with the power stored in the battery. The present invention may be applied to a so-called serial type hybrid vehicle.
(4)上述の一実施形態では、本発明の車両用空調装置をハイブリッド車に搭載される車両用空調装置に適用したが、本発明は、ハイブリッド車に限らず、停止時にエンジンを自動停止するアイドリングストップ車、燃料電池車、電気自動車等に搭載される車両用空調装置にも適用可能である。 (4) In the above-described embodiment, the vehicle air conditioner of the present invention is applied to a vehicle air conditioner mounted on a hybrid vehicle. However, the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and the engine is automatically stopped when stopped. The present invention can also be applied to a vehicle air conditioner mounted on an idling stop vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle or the like.
燃料電池車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図1中のエンジンEGを燃料電池に変更し、ヒータコアが燃料電池の冷却水(熱媒体)を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。 The vehicle air conditioner mounted on the fuel cell vehicle changes the engine EG in FIG. 1 to a fuel cell with respect to the vehicle air conditioner described above, and the heater core uses the coolant (heat medium) of the fuel cell as a heat source. It is changed to heat the blown air.
また、電気自動車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図1中のエンジンEGを水加熱式電気ヒータに変更し、ヒータコアが水加熱式電気ヒータによって加熱された温水(熱媒体)を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。 In addition, the vehicle air conditioner mounted on the electric vehicle changes the engine EG in FIG. 1 to a water heating type electric heater with respect to the vehicle air conditioner described above, and the heater core is heated by the water heating type electric heater. The hot air (heat medium) is used as a heat source so that the blown air is heated.
これらの車両用空調装置においても、ヒータコアによる送風空気の温度上昇量と電気ヒータによる送風空気の温度上昇量とに基づいて温度調整手段を制御することで、電気ヒータの作動時において、実際の吹出温度が目標吹出温度TAOに対してずれない(上回らない)ようにすることができ、ひいては空調の省エネルギー化を図ることができる。 Even in these vehicle air conditioners, the temperature adjustment means is controlled on the basis of the temperature rise amount of the blown air by the heater core and the temperature rise amount of the blown air by the electric heater, so that the actual blowout is performed when the electric heater is in operation. It is possible to prevent the temperature from deviating (not exceeding) the target blowing temperature TAO, and thus to save energy in the air conditioning.
12 送風機
14 ヒータコア(加熱用熱交換器)
15 PTCヒータ(電気ヒータ)
16 加熱用冷風通路(第1通路)
17 冷風バイパス通路(第2通路)
19 エアミックスドア(温度調整手段)
50 空調制御装置(制御手段)
12
15 PTC heater (electric heater)
16 Cooling air passage for heating (first passage)
17 Cold air bypass passage (second passage)
19 Air mix door (temperature adjustment means)
50 Air-conditioning control device (control means)
Claims (6)
前記送風空気と熱媒体とを熱交換させて前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器(14)と、
通電により発熱して前記送風空気を加熱する電気ヒータ(15)と、
前記加熱用熱交換器(14)および前記電気ヒータ(15)を収容し、前記送風空気が前記加熱用熱交換器(14)および前記電気ヒータ(15)を通過して流れる第1通路(16)と、前記送風空気が前記加熱用熱交換器(14)および前記電気ヒータ(15)をバイパスして流れる第2通路(17)とを形成するケーシング(11)と、
前記第1通路(16)を流れる前記送風空気と、前記第2通路(17)を流れる前記送風空気との風量割合を変化させて前記送風空気の温度を調整する温度調整手段(19)と、
前記加熱用熱交換器(14)による前記送風空気の温度上昇量と、前記電気ヒータ(15)による前記送風空気の温度上昇量(ΔTptc)とに基づいて前記温度調整手段(19)を制御する制御手段(50)とを備えることを特徴とする車両用空調装置。 A blower (12) for generating blown air;
A heat exchanger for heating (14) for heating the blown air by exchanging heat between the blown air and the heat medium;
An electric heater (15) that generates heat by energization and heats the blown air;
A first passage (16) that houses the heating heat exchanger (14) and the electric heater (15), and the blown air flows through the heating heat exchanger (14) and the electric heater (15). And a casing (11) that forms a second passage (17) through which the blown air flows by bypassing the heating heat exchanger (14) and the electric heater (15),
Temperature adjusting means (19) for adjusting the temperature of the blown air by changing the air volume ratio between the blown air flowing through the first passage (16) and the blown air flowing through the second passage (17);
The temperature adjusting means (19) is controlled based on the temperature rise amount of the blown air by the heating heat exchanger (14) and the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). A vehicle air conditioner comprising control means (50).
前記制御手段(50)は、前記時間遅れを考慮して前記電気ヒータ(15)による前記送風空気の前記温度上昇量(ΔTptc)を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。 The electric heater (15) has a characteristic that a time delay occurs in a temperature change with respect to a change in the power consumption (W),
The said control means (50) calculates the said temperature rise amount ((DELTA) Tptc) of the said ventilation air by the said electric heater (15) in consideration of the said time delay, The air conditioning for vehicles of Claim 2 characterized by the above-mentioned. apparatus.
前記制御手段(50)は、前記加熱用熱交換器(14)による前記送風空気の前記温度上昇量と前記電気ヒータ(15)による前記送風空気の前記温度上昇量(ΔTptc)とに基づいて前記エアミックスドア(19)の目標開度を算出し、
さらに、前記制御手段(50)は、過去に算出した前記目標開度に基づいて前記風量(Va)を算出することを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。 The temperature adjusting means (19) is an air mix door (19) for adjusting the opening degree of the first and second passages (16, 17),
The control means (50) is based on the temperature rise amount of the blown air by the heating heat exchanger (14) and the temperature rise amount (ΔTptc) of the blown air by the electric heater (15). Calculate the target opening of the air mix door (19),
Furthermore, the said control means (50) calculates the said air volume (Va) based on the said target opening calculated in the past, The vehicle air conditioner of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
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