JP2013241097A - Vehicle air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner.
従来、例えば、ヒートポンプサイクルにより除霜モード運転を行なう空調装置において、室外熱交換器の表面温度を検出する温度センサを備え、室外熱交換器の表面温度の検出値に基づいて室外熱交換器が着霜状態であるか否かを判定し、この判定結果に応じて除霜モード運転を行なう車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, in an air conditioner that performs a defrosting mode operation by a heat pump cycle, a temperature sensor that detects the surface temperature of the outdoor heat exchanger is provided, and the outdoor heat exchanger is based on a detected value of the surface temperature of the outdoor heat exchanger. There is known a vehicle air conditioner that determines whether or not it is in a frosting state and performs a defrosting mode operation according to the determination result (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来技術に係る車両用空調装置によれば、室外熱交換器の表面温度が所定温度以下に低下していることが検出されると、室外熱交換器は着霜状態であると判定されて除霜モード運転が実行される。
しかしながら、実際に室外熱交換器が着霜状態であるか否かを、室外熱交換器の表面温度のみで精度良く判定することは困難であり、所望の判定精度を確保するためには、例えば外気温度や車両の速度(車速)などの他の複数のパラメータの組み合わせによる膨大な実測のデータに基づく判定が必要になる虞がある。
しかも、室外熱交換器の表面温度などの温度の情報に基づいて除霜モード運転が実行されるだけでは、実際には室外熱交換器が着霜状態ではない場合、あるいは室外熱交換器が着霜状態であっても室外熱交換器の性能が低下していない場合においても、過剰な頻度で除霜モード運転が実行されてしまう虞がある。
By the way, according to the vehicle air conditioner according to the above-described prior art, when it is detected that the surface temperature of the outdoor heat exchanger is lowered to a predetermined temperature or less, it is determined that the outdoor heat exchanger is in a frosted state. Then, the defrosting mode operation is executed.
However, it is difficult to accurately determine whether or not the outdoor heat exchanger is actually in a frosted state only by the surface temperature of the outdoor heat exchanger. In order to ensure desired determination accuracy, for example, There is a possibility that a determination based on a large amount of actually measured data based on a combination of a plurality of other parameters such as an outside air temperature and a vehicle speed (vehicle speed) may be required.
In addition, the defrosting mode operation is merely executed based on temperature information such as the surface temperature of the outdoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger is not actually in a frosted state or the outdoor heat exchanger is attached. Even in the frost state, even when the performance of the outdoor heat exchanger is not deteriorated, there is a possibility that the defrosting mode operation is executed with an excessive frequency.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、除霜モード運転を適切なタイミングおよび頻度で実行することが可能な車両用空調装置を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the vehicle air conditioner which can perform a defrost mode driving | running with an appropriate timing and frequency.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1の発明に係る車両用空調装置は、熱交換媒体を圧縮して出力するコンプレッサ(例えば、実施の形態でのコンプレッサ21)と、前記コンプレッサから出力された圧縮後の前記熱交換媒体によって放熱可能な室内コンデンサ(例えば、実施の形態での室内コンデンサ16)と、前記室内コンデンサから出力された前記熱交換媒体と車室外雰囲気との熱交換を行なう室外熱交換器(例えば、実施の形態での室外熱交換器24)と、前記熱交換媒体と車室内雰囲気との熱交換を行なう室内熱交換器(例えば、実施の形態でのエバポレータ14)と、前記室外熱交換器に送風可能かつ前記室外熱交換器を通過した風を受けて発電可能な送風機(例えば、実施の形態でのコンデンサーファン24a)と、前記送風機の起電力を検出する起電力センサ(例えば、実施の形態での起電力センサ20a)と、車速を検出する車速センサ(例えば、実施の形態での車速センサ20b)と、前記室外熱交換器の除霜を行なう除霜モード運転を制御する制御手段(例えば、実施の形態での制御装置18)と、を備え、前記制御手段は、前記送風機に対する電力供給が停止された状態において前記起電力センサにより検出された前記起電力および前記車速センサにより検出された前記車速に基づいて前記室外熱交換器に着霜が生じているか否かを判定し、該判定の結果において前記室外熱交換器に着霜が生じていると判定した場合に前記除霜モード運転の実行を開始する。
In order to solve the above problems and achieve the object, the vehicle air conditioner according to the first aspect of the present invention compresses and outputs a heat exchange medium (for example, the
本発明の第2の発明に係る車両用空調装置では、前記制御手段は、前記除霜モード運転の実行時において前記起電力センサにより検出された前記起電力および前記車速センサにより検出された前記車速に基づいて前記室外熱交換器に着霜が生じているか否かを判定し、該判定の結果において前記室外熱交換器に着霜が生じていないと判定した場合に前記除霜モード運転を停止する。 In the vehicle air conditioner according to the second aspect of the present invention, the control means includes the electromotive force detected by the electromotive force sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor during the execution of the defrosting mode operation. The defrosting mode operation is stopped when it is determined whether or not frost is generated in the outdoor heat exchanger based on the result, and it is determined that frost is not generated in the outdoor heat exchanger as a result of the determination To do.
本発明の第1の発明に係る車両用空調装置によれば、予め把握している車速に応じた送風機の起電力と、実際に送風機に発生する起電力とを比較することによって室外熱交換器の通過風速の低下度合いを検知することができる。この検知結果に応じて室外熱交換器に着霜が生じているか否かを判定し、着霜が生じていると判定した場合に除霜モード運転の実行を開始することによって、除霜モード運転を適切なタイミングおよび頻度で実行することができる。
これにより、実際には室外熱交換器が着霜状態ではない場合、あるいは室外熱交換器が着霜状態であっても室外熱交換器の性能が低下していない場合などにおいて、過剰な頻度で除霜モード運転が実行されてしまうことを防止することができる。
According to the vehicle air conditioner pertaining to the first aspect of the present invention, the outdoor heat exchanger is compared by comparing the electromotive force of the blower according to the vehicle speed ascertained in advance with the electromotive force actually generated in the blower. The degree of decrease in the passing wind speed can be detected. It is determined whether or not frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger according to the detection result, and when it is determined that frost formation has occurred, the execution of the defrost mode operation is started to start the defrost mode operation. Can be executed at an appropriate timing and frequency.
As a result, when the outdoor heat exchanger is not actually in a frosted state, or when the outdoor heat exchanger is in a frosted state, the performance of the outdoor heat exchanger has not deteriorated. It is possible to prevent the defrosting mode operation from being executed.
本発明の第2の発明に係る車両用空調装置によれば、除霜モード運転の実行中において、予め把握している車速に応じた送風機の起電力と、実際に送風機に発生する起電力とを比較することによって、着霜により低下した室外熱交換器の通過風速が回復したか否かを検知することができる。この検知結果に応じて室外熱交換器に着霜が生じているか否かを判定し、着霜が生じていないと判定した場合に除霜モード運転の停止することによって、除霜モード運転を適切なタイミングで停止することができる。 According to the vehicle air conditioner pertaining to the second aspect of the present invention, during execution of the defrosting mode operation, the electromotive force of the blower according to the vehicle speed ascertained in advance, and the electromotive force actually generated in the blower It is possible to detect whether or not the passing air speed of the outdoor heat exchanger that has decreased due to frosting has recovered. It is determined whether or not frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger according to the detection result, and when it is determined that frost formation has not occurred, the defrost mode operation is appropriately stopped to stop the defrost mode operation. Can be stopped at any time.
以下、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置について添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(車両用空調装置)
本実施形態による車両用空調装置10は、例えば車両駆動源としての内燃機関を具備していない電動車両1などに搭載され、ヒートポンプサイクルにより除湿暖房モード運転を実行可能な空調装置であって、図1に示すように、通風ダクト11の上流側に設けられた空気導入口11aから下流側に設けられた空気吹出口11bに向かい、順次、導入口開閉ドア12と、送風機13と、エバポレータ14と、ダンパー15と、室内コンデンサ16と、を備えて構成されている。
さらに、車両用空調装置10は、エバポレータ14および室内コンデンサ16を備えるヒートポンプサイクル17と、制御装置18と、エバポレータセンサ19と、起電力センサ20aと、車速センサ20bと、を備えて構成されている。
(Vehicle air conditioner)
A
Further, the
通風ダクト11の空気導入口11aは、内気(車室内空気)および外気(車室外空気)を車両用空調装置10の内部に導入可能に設けられている。
通風ダクト11の空気吹出口11bは、車両用空調装置10の内部から車室内へ空気を送風可能に設けられている。
The
The
導入口開閉ドア12は、例えば制御装置18の制御により開閉制御され、通風ダクト11内部への内気(車室内空気)および外気(車室外空気)の導入量を変更可能に設けられている。
The inlet opening /
送風機13は、例えば制御装置18の制御により印加される駆動電圧に応じて駆動し、空気導入口11aから導入された空気(内気および外気)を通風ダクト11の上流側から下流側の空気吹出口11bに向かい、つまりエバポレータ14および室内コンデンサ16に向けて送風する。
The
エバポレータ(室内熱交換器)14は、内部に流入した低圧の熱交換媒体と車室内雰囲気との熱交換を行ない、例えば、熱交換媒体が蒸発する際の吸熱によって、通風ダクト11内のエバポレータ14を通過する空気を冷却する。
The evaporator (indoor heat exchanger) 14 performs heat exchange between the low-pressure heat exchange medium flowing into the interior and the vehicle interior atmosphere. For example, the
ダンパー15は、例えば制御装置18の制御により駆動するモータ(図示略)によって回動可能とされ、送風機13の送風によってエバポレータ14を通過した空気の風量のうち、室内コンデンサ16に導入される風量と、室内コンデンサ16を迂回して車室内へ排出される風量との風量割合を、開度(例えば、室内コンデンサ16に向かう通風経路に対する開度)によって調整する。
The
室内コンデンサ16は、内部に流入した高温かつ高圧の熱交換媒体によって放熱可能であって、例えば、通風ダクト11内の室内コンデンサ16に導入される空気を加熱する。
The
ヒートポンプサイクル17は、例えば、コンプレッサ21と、室内コンデンサ16と、暖房用膨張弁22と、冷房用電磁弁23と、室外熱交換器24と、三方弁25と、気液分離器26と、冷房用膨張弁27と、除湿用電磁弁28と、を備えて構成されている。
The
コンプレッサ21は、例えば制御装置18の制御により駆動するモータ(図示略)の駆動力によって駆動し、気液分離器26から気相の熱交換媒体を吸入し、この熱交換媒体を圧縮して、高温かつ高圧の熱交換媒体を室内コンデンサ16に吐出する。
The
室内コンデンサ16は、第1流路31によって室外熱交換器24に接続されており、この第1流路31の室内コンデンサ16と室外熱交換器24との間には、暖房用膨張弁22と、冷房用電磁弁23とが配置されている。
The
暖房用膨張弁22は、いわゆる絞り弁であって、室内コンデンサ16から排出された熱交換媒体を膨張させ、低温かつ低圧で気液2相の噴霧状の熱交換媒体を室外熱交換器24に吐出する。
The
冷房用電磁弁23は、室内コンデンサ16と室外熱交換器24との間において室内コンデンサ16側の第1分岐管32aおよび室外熱交換器24側の第2分岐管32bを介して暖房用膨張弁22を迂回する迂回流路32に設けられ、例えば制御装置18により開閉制御される。
例えば、冷房用電磁弁23は、暖房モード運転または除湿暖房モード運転の実行時には閉状態とされ、冷房モード運転の実行時には開状態とされる。
The cooling
For example, the cooling
これにより、例えば、暖房モード運転または除湿暖房モード運転の実行時には、室内コンデンサ16から排出された熱交換媒体は暖房用膨張弁22を通過して低温かつ低圧の状態で室外熱交換器24に流入する。
一方、冷房モード運転の実行時には、室内コンデンサ16から排出された熱交換媒体は冷房用電磁弁23を通過して高温の状態で室外熱交換器24に流入する。
Thereby, for example, when the heating mode operation or the dehumidifying heating mode operation is performed, the heat exchange medium discharged from the
On the other hand, when the cooling mode operation is performed, the heat exchange medium discharged from the
室外熱交換器24は、例えば室外側のコンデンサであって、内部に流入した熱交換媒体と車室外雰囲気との熱交換を行なう。また室外熱交換器24の下流側には、室外熱交換器24の出口から流出した熱交換媒体の温度を計測する出口温度センサ24Tが設けられている。
The
例えば、室外熱交換器24は、暖房モード運転または除湿暖房モード運転の実行時には、内部に流入する低温かつ低圧の熱交換媒体によって車室外雰囲気から吸熱可能であって、例えば、車室外雰囲気からの吸熱によって熱交換媒体を昇温する。
一方、冷房モード運転の実行時には、内部に流入する高温の熱交換媒体によって車室外雰囲気へと放熱可能であって、例えば車室外雰囲気への放熱およびコンデンサーファン24aの送風によって熱交換媒体を冷却する。
For example, the
On the other hand, when performing the cooling mode operation, heat can be radiated to the atmosphere outside the passenger compartment by the high-temperature heat exchange medium flowing into the interior. For example, the heat exchange medium is cooled by radiating the atmosphere outside the passenger compartment and blowing air from the
三方弁25は、室外熱交換器24から流出した熱交換媒体を気液分離器26または冷房用膨張弁27に切り換えて吐出するように、室外熱交換器24と、気液分離器26側の合流管33と、冷房用膨張弁27側の第3分岐管34とに接続され、例えば制御装置18により切換制御される。
The three-
例えば、三方弁25は、暖房モード運転または除湿暖房モード運転の実行時には、室外熱交換器24から流出した熱交換媒体を気液分離器26側の合流管33の流入口(図示略)に吐出する。
一方、冷房モード運転の実行時には、室外熱交換器24から流出した熱交換媒体を冷房用膨張弁27側の第3分岐管34に吐出する。
For example, the three-
On the other hand, when the cooling mode operation is executed, the heat exchange medium flowing out of the
気液分離器26は、合流管33の流出口(図示略)とコンプレッサ21の吸入口(図示略)との間に接続され、合流管33の流出口から流出した熱交換媒体の気液を分離し、気相の熱交換媒体をコンプレッサ21に吸入させる。
The gas-
冷房用膨張弁27は、いわゆる絞り弁であって、第3分岐管34とエバポレータ14の流入口(図示略)との間に接続され、例えば制御装置18によって制御される弁開度に応じて、第3分岐管34から流出した熱交換媒体を膨張させ、低温かつ低圧で気液2相の噴霧状の熱交換媒体をエバポレータ14に吐出する。
The cooling
エバポレータ14は、冷房用膨張弁27と合流管33との間に接続され、第3分岐管34に接続された流入口(図示略)と、合流管33の流入口(図示略)に接続された流出口(図示略)とを備えている。
The
除湿用電磁弁28は、第1流路31の室内コンデンサ16と第1分岐管32aとの間に設けられた第4分岐管35によって第1流路31から分岐して第3分岐管34に接続される第2流路36に設けられ、例えば制御装置18により開閉制御される。
例えば、除湿用電磁弁28は、暖房モード運転または冷房モード運転の実行時には閉状態とされ、除湿暖房モード運転の実行時には開状態とされる。
The
For example, the
これにより、例えば、暖房モード運転または冷房モード運転の実行時には、室内コンデンサ16から排出された熱交換媒体は、第4分岐管35を通過し第1流路31のみを流通して室外熱交換器24に向かう。
一方、除湿暖房モード運転の実行時には、室内コンデンサ16から排出された熱交換媒体は第4分岐管35において第1流路31と第2流路36とに分岐し、一方は第1流路31を流通して室外熱交換器24に向かい、他方は第2流路36を流通して除湿用電磁弁28と第3分岐管34とを通過して冷房用膨張弁27に向かう。
Thereby, for example, when the heating mode operation or the cooling mode operation is performed, the heat exchange medium discharged from the
On the other hand, when the dehumidifying and heating mode operation is performed, the heat exchange medium discharged from the
制御装置18は、例えば、適宜のスイッチ(図示略)などを介して操作者により入力された指令信号と、エバポレータセンサ19と起電力センサ20aと車速センサ20bとから出力された各検出結果の信号となどに基づき、車両用空調装置10の運転を制御し、暖房モード運転と冷房モード運転と除湿暖房モード運転と除霜モード運転との切り換えを制御する。
For example, the
エバポレータセンサ19は、例えば、通風ダクト11内のエバポレータ14の下流側の位置に配置され、エバポレータ14を通過した空気の温度を検出し、検出結果の信号を制御装置18に出力する。
The
起電力センサ20aは、例えば図2(A),(B)に示すように、電動車両1の前部に配置された室外熱交換器24のコンデンサーファン24aを駆動可能なファンモータ24bの端子間電圧(ファンモータ電圧、つまり駆動時の印加電圧および回生時の起電力)を検出し、検出結果の信号を制御装置18に出力する。
For example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
なお、コンデンサーファン24aは、例えば車両前後方向において室外熱交換器24の後方に配置され、ファンモータ24bは、例えば電動車両1に搭載されたバッテリなどの電源2からの電力供給によって駆動可能である。
これらにより、電源2からの給電に応じたファンモータ24bの駆動時には、コンデンサーファン24aは、後方側から前方側に向かい室外熱交換器24に送風可能である。
The
Accordingly, when the
また、コンデンサーファン24aは、例えば電動車両1の走行時の走行風などに起因して前方側から後方側に向かい室外熱交換器24を通過した風を受けて回転駆動可能であり、ファンモータ24bは、例えば電源2からの電力供給が遮断されている状態でコンデンサーファン24a側から駆動力が伝達されることで発電(回生)を行ない、起電力を発生可能である。
これらにより、電源2からの電力供給が遮断されている状態でのファンモータ24bの回生時には、コンデンサーファン24aは、走行風によって起電力を発生可能である。
The
Thus, during regeneration of the
これらのため、ファンモータ24bと電源2との間には、接続を遮断可能なスイッチ3が設けられ、このスイッチ3の接続および開放(遮断)は制御装置18によって制御されている。
For these reasons, a
車速センサ20bは、例えば電動車両1の車輪速などに基づき速度(車速)を検出し、検出結果の信号を制御装置18に出力する。
The
本実施の形態による車両用空調装置10は上記構成を備えており、次に、車両用空調装置10の動作について説明する。
The
(暖房モード運転)
先ず、車両用空調装置10の暖房モード運転時においては、例えば図3(A)に示すように、ダンパー15はエバポレータ14を通過した空気を室内コンデンサ16に導入するように開状態とされ、冷房用電磁弁23および除湿用電磁弁28は閉状態とされ、三方弁25は室外熱交換器24を合流管33の流入口に接続する。
(Heating mode operation)
First, during the heating mode operation of the
これにより、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の熱交換媒体は、室内コンデンサ16における放熱によって通風ダクト11内の空気を加熱する。
そして、熱交換媒体は、暖房用膨張弁22によって膨張させられて気液2相(液相リッチ)の噴霧状とされ、次に、室外熱交換器24において車室外雰囲気から吸熱して気液2相(気相リッチ)の噴霧状で三方弁25と合流管33とを通過して気液分離器26に流入する。
そして、熱交換媒体は、気液分離器26において気液分離され、気相の熱交換媒体はコンプレッサ21に吸入される。
Thereby, the high-temperature and high-pressure heat exchange medium discharged from the
Then, the heat exchange medium is expanded by the
The heat exchange medium is gas-liquid separated in the gas-
(冷房モード運転)
また、車両用空調装置10の冷房モード運転時においては、例えば図3(B)に示すように、ダンパー15はエバポレータ14を通過した空気が室内コンデンサ16を迂回するように閉状態とされ、冷房用電磁弁23は開状態かつ除湿用電磁弁28は閉状態とされ、三方弁25は室外熱交換器24を第3分岐管34に接続する。
(Cooling mode operation)
Further, during the cooling mode operation of the
これにより、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の熱交換媒体は、室内コンデンサ16と冷房用電磁弁23とを通過して、室外熱交換器24において車室外雰囲気へと放熱して、三方弁25と第3分岐管34とを通過して冷房用膨張弁27に流入する。
そして、熱交換媒体は、冷房用膨張弁27によって膨張させられて気液2相(液相リッチ)の噴霧状とされ、次に、エバポレータ14における吸熱によって通風ダクト11内の空気を冷却する。
そして、気液2相(気相リッチ)の熱交換媒体は、合流管33を通過して気液分離器26に流入し、気液分離器26において気液分離され、気相の熱交換媒体はコンプレッサ21に吸入される。
As a result, the high-temperature and high-pressure heat exchange medium discharged from the
Then, the heat exchange medium is expanded by the cooling
The gas-liquid two-phase (gas-phase rich) heat exchange medium passes through the
(除湿暖房モード運転)
また、車両用空調装置10の除湿暖房モード運転時においては、例えば図4に示すように、ダンパー15はエバポレータ14を通過した空気を室内コンデンサ16に導入するように開状態とされ、冷房用電磁弁23は閉状態かつ除湿用電磁弁28は開状態とされ、三方弁25は室外熱交換器24を合流管33の流入口に接続する。
(Dehumidifying heating mode operation)
Further, during the dehumidifying and heating mode operation of the
これにより、コンプレッサ21から吐出された高温かつ高圧の熱交換媒体は、室内コンデンサ16における放熱によって通風ダクト11内の空気(つまりエバポレータ14を通過した空気)を加熱する。
そして、熱交換媒体は、第4分岐管35において第1流路31と第2流路36とに分岐し、一方は第1流路31を流通して室外熱交換器24に向かい、他方は第2流路36を流通して除湿用電磁弁28と第3分岐管34とを通過して冷房用膨張弁27に向かう。
As a result, the high-temperature and high-pressure heat exchange medium discharged from the
Then, the heat exchange medium branches into the
すなわち、一方の熱交換媒体は、第4分岐管35から暖房用膨張弁22に流入し、暖房用膨張弁22によって膨張させられて気液2相(液相リッチ)の噴霧状とされ、次に、室外熱交換器24において車室外雰囲気から吸熱して気液2相(気相リッチ)の噴霧状で三方弁25と合流管33とを通過して気液分離器26に流入する。
That is, one heat exchange medium flows into the
また、他方の熱交換媒体は、第4分岐管35から冷房用膨張弁27に流入し、冷房用膨張弁27によって膨張させられて気液2相(液相リッチ)の噴霧状とされ、次に、エバポレータ14における吸熱によって通風ダクト11内の空気を露点まで冷却することで除湿して、気液2相(気相リッチ)の状態で合流管33を通過して気液分離器26に流入する。
The other heat exchange medium flows from the
(除霜モード運転)
上述した車両用空調装置10の暖房モード運転時には、室外熱交換器24において外気から吸熱するので、室外熱交換器24に着霜が生じる場合がある。着霜が生じると、室外熱交換器24の熱伝達率が低下して吸熱不足になるので、車室内の暖房が不十分になる。そこで、暖房モード運転中に室外熱交換器24に着霜したと判断したとき、除霜モード運転を行う。
除霜モード運転は、例えば、除霜用冷房運転またはホットガス運転、あるいは除霜用冷房運転とホットガス運転とを適宜の順序で交互に切り換えて実施する切り換え運転などである。
(Defrost mode operation)
During the heating mode operation of the
The defrosting mode operation is, for example, a defrosting cooling operation or a hot gas operation, or a switching operation in which the defrosting cooling operation and the hot gas operation are alternately switched in an appropriate order.
図5は車両用空調装置の除霜モード運転の状態を示す図であり、(A)はホットガス運転の状態であり、(B)は除霜用冷房運転の状態である。
図5(A)に示すホットガス運転は、図3(A)に示す暖房モード運転に類似するが、以下の点で異なっている。暖房モード運転では、暖房用膨張弁22を小口径で開弁し、コンプレッサ21で圧縮された熱交換媒体を膨張させて室外熱交換器24に流入させ、室外熱交換器24で吸熱させる。これに対してホットガス運転では、暖房用膨張弁22を大口径で開弁し、コンプレッサ21で圧縮された熱交換媒体(ホットガス)をそのまま室外熱交換器24に流入させ、室外熱交換器24で放熱させる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the defrosting mode operation of the vehicle air conditioner, in which (A) is a hot gas operation state and (B) is a defrosting cooling operation state.
The hot gas operation shown in FIG. 5 (A) is similar to the heating mode operation shown in FIG. 3 (A), but differs in the following points. In the heating mode operation, the
コンプレッサ21が熱交換媒体を圧縮する際に、コンプレッサ21自体が発熱し、この熱が熱交換媒体に伝達されて熱交換媒体の温度が上昇する。温度上昇した熱交換媒体(ホットガス)は、室内コンデンサ16に流入して放熱し、通風ダクト11内の空気を加熱する。これにより、車室内に温風が供給される。
When the
室内コンデンサ16から流出した熱交換媒体は、暖房用膨張弁22を通過して室外熱交換器24に流入する。ホットガス運転では、暖房用膨張弁22を大口径で開弁しているので、熱交換媒体が暖房用膨張弁22で膨張せず、そのまま室外熱交換器24に流入する。この熱交換媒体は室外熱交換器24で吸熱せずに放熱するので、室外熱交換器24の除霜を行うことができる。
室外熱交換器24から流出した熱交換媒体は、気液分離器26を通過してコンプレッサ21に戻り、循環する。
The heat exchange medium flowing out of the
The heat exchange medium flowing out from the
図5(B)に示す除霜用冷房運転は、図3(B)に示す冷房モード運転とほとんど同じである。いずれの運転も、コンプレッサ21で圧縮された熱交換媒体が、室外熱交換器24に流入して放熱し、さらにエバポレータ14に流入して吸熱する。このように除霜用冷房運転では、熱交換媒体が室外熱交換器24で放熱するので、室外熱交換器24の除霜を行うことができる。
The defrosting cooling operation shown in FIG. 5 (B) is almost the same as the cooling mode operation shown in FIG. 3 (B). In any operation, the heat exchange medium compressed by the
除霜用冷房運転と冷房モード運転とは、以下の点で異なっている。冷房モード運転では、通風ダクト11に導入されエバポレータ14を通過した空気が室内コンデンサ16を迂回するように、ダンパー15を閉状態としている。これに対して除霜用冷房運転では、エバポレータ14を通過した空気が室内コンデンサ16を通過するように、ダンパー15を開状態としている。
The cooling operation for defrosting and the cooling mode operation differ in the following points. In the cooling mode operation, the
除霜用冷房運転では、冷房モード運転と同様にエバポレータ14における吸熱によって通風ダクト11内の空気を冷却するので、暖房モード運転時に比べて車室内に供給される空気の温度が低下することになる。一方、コンプレッサ21で圧縮され室内コンデンサ16に流入した熱交換媒体は、室内コンデンサ16を通過する空気に対して放熱する。そこで本実施形態の除霜用冷房運転では、エバポレータ14を通過した空気が室内コンデンサ16を通過するように、ダンパー15を開状態としている。これにより、車室内に供給される空気の温度低下が抑制されるので、乗員の不快感を軽減することができる。
In the cooling operation for defrosting, the air in the
以下に、車両用空調装置10による除霜モード運転の実行および停止を切り換える処理について説明する。
なお、以下に示すステップS01からステップS09の処理は、例えば所定周期などのタイミングで繰り返し実行される。
Below, the process which switches execution and a stop of the defrost mode driving | operation by the
Note that the processing from step S01 to step S09 shown below is repeatedly executed at a timing such as a predetermined cycle, for example.
先ず、例えば図6に示すステップS01においては、暖房モード運転の実行中であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS02に進む。
First, for example, in step S01 shown in FIG. 6, it is determined whether or not the heating mode operation is being executed.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to return.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 02.
次に、ステップS02においては、電動車両1の車速を検出し、この検出結果に基づいて、予め記憶している所定データを参照して、ファンモータ24bの起電力Vに対する除霜判定基準値を取得する。
Next, in step S02, the vehicle speed of the
なお、予め記憶している所定データは、例えば図7に示すように、電動車両1の車速と、除霜判定基準値との対応関係を示すデータである。
除霜判定基準値は、例えば、電動車両1の車速に応じた強さの走行風が室外熱交換器24を通過してコンデンサーファン24aを回転駆動した場合に給電停止状態のファンモータ24bの発電(回生)により発生する起電力に対して設定された判定閾値である。
The predetermined data stored in advance is data indicating the correspondence between the vehicle speed of the
The defrost determination reference value is, for example, the power generation of the
例えば図7に示す所定データにおいては、車速の増大に伴い、除霜判定基準値が増大傾向に変化するように設定されている。
そして、車速の適宜の検出値に対応付けられた除霜判定基準値に対して、実際にファンモータ24bに発生する起電力Vが除霜判定基準値未満であれば、室外熱交換器24に着霜が生じていることに起因して室外熱交換器24の通過風速の低下度合が所定の許容度よりも大きいと判定される。
一方、実際にファンモータ24bに発生する起電力Vが除霜判定基準値よりも大きい場合には、室外熱交換器24に着霜が生じていないことによって、あるいは室外熱交換器24に着霜が生じていたとしても、室外熱交換器24の通過風速の低下度合が所定の許容度未満であると判定される。
For example, in the predetermined data shown in FIG. 7, the defrost determination reference value is set to change in an increasing tendency as the vehicle speed increases.
If the electromotive force V actually generated in the
On the other hand, when the electromotive force V actually generated in the
次に、ステップS03においては、スイッチ3を接続から開放(遮断)へと切り換え、電源2からファンモータ24bへの電力供給を遮断する(ファン電源OFF)。
Next, in step S03, the
次に、ステップS04においては、給電停止状態のファンモータ24bの起電力Vを検出する。
次に、ステップS05においては、検出された起電力Vは、検出された車速に応じた除霜判定基準値未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS08に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS06に進む。
Next, in step S04, the electromotive force V of the
Next, in step S05, it is determined whether or not the detected electromotive force V is less than a defrost determination reference value corresponding to the detected vehicle speed.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 08 described later.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 06.
そして、ステップS06においては、除霜モード運転の実行を開始する。
そして、ステップS07においては、給電停止状態のファンモータ24bの起電力Vを検出し、検出された起電力Vは、検出された車速に応じた除霜判定基準値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS07の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS08に進む。
And in step S06, execution of a defrost mode driving | operation is started.
In step S07, the electromotive force V of the
When this determination result is “NO”, the above-described determination process of step S07 is repeatedly executed.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S08.
次に、ステップS08においては、除霜モード運転を停止し、スイッチ3を開放(遮断)から接続へと切り換え、電源2からファンモータ24bへの電力供給を実行する(ファン電源ON)。
そして、ステップS09においては、暖房モード運転を再開し、エンドに進む。
Next, in step S08, the defrosting mode operation is stopped, the
In step S09, the heating mode operation is resumed and the process proceeds to the end.
これにより、例えば図8に示すように、暖房モード運転の実行時においてファン電源ONとファン電源OFFとが交互に繰り返され、ファン電源OFFにおいて起電力センサ20aにより起電力Vが検出される。
そして、検出された起電力Vが、この時の車速に応じた除霜判定基準値未満になると、除霜モード運転の実行が開始される。
Thereby, as shown in FIG. 8, for example, when the heating mode operation is performed, the fan power ON and the fan power OFF are alternately repeated, and the electromotive force V is detected by the
And if the detected electromotive force V becomes less than the defrost determination reference value according to the vehicle speed at this time, execution of a defrost mode driving | operation will be started.
例えば図9に示すように、時刻t1においてファン電源ONからファン電源OFFに切り換えられると、起電力センサ20aにより検出される起電力Vは、電源2によってファンモータ24bに印加される所定の印加電圧から低下傾向に変化する。
そして、例えば、室外熱交換器24に着霜が生じていない場合、あるいは室外熱交換器24に着霜が生じていたとしても、室外熱交換器24の通過風速の低下度合が所定の許容度未満である場合には、検出される起電力Vは、このときの車速に応じた強さの走行風によるコンデンサーファン24aの起電力に等しくなる。この場合には、除霜モード運転は実行されず、適宜のタイミング(例えば、時刻t3など)でファン電源OFFからファン電源ONに切り換えられ、暖房モード運転が再開される。
For example, as shown in FIG. 9, when the fan power supply is switched from the fan power supply ON to the fan power supply OFF at time t1, the electromotive force V detected by the
For example, even when frost formation has not occurred in the
一方、例えば、室外熱交換器24に着霜が生じていることに起因して室外熱交換器24の通過風速の低下度合が所定の許容度よりも大きい場合には、検出される起電力Vは、このときの車速に応じた強さの走行風による起電力よりも小さくなる。
そして、例えば時刻t2以降において、検出される起電力Vが、このときの車速に応じた除霜判定基準値未満になると、除霜モード運転の実行が開始される。
そして、例えば除霜モード運転の実行中の時刻t3において、検出される起電力Vが、このときの車速に応じた除霜判定基準値よりも大きくなると、除霜モード運転は停止され、ファン電源OFFからファン電源ONに切り換えられ、暖房モード運転が再開される。
On the other hand, for example, when the degree of decrease in the passing air speed of the
For example, after time t2, when the detected electromotive force V becomes less than the defrost determination reference value corresponding to the vehicle speed at this time, execution of the defrost mode operation is started.
For example, when the detected electromotive force V becomes larger than the defrost determination reference value corresponding to the vehicle speed at time t3 during execution of the defrost mode operation, the defrost mode operation is stopped and the fan power supply Switching from OFF to fan power ON turns on the heating mode operation.
上述したように、本実施の形態による車両用空調装置10によれば、予め把握している車速に応じたコンデンサーファン24aの起電力と、実際にコンデンサーファン24aに発生する起電力Vとを比較することによって室外熱交換器24の通過風速の低下度合いを検知することができる。この検知結果に応じて室外熱交換器24に着霜が生じているか否かを判定し、着霜が生じていると判定した場合に除霜モード運転の実行を開始することによって、除霜モード運転を適切なタイミングおよび頻度で実行することができる。
これにより、実際には室外熱交換器24が着霜状態ではない場合、あるいは室外熱交換器24が着霜状態であっても室外熱交換器24の性能が低下していない場合において、過剰な頻度で除霜モード運転が実行されてしまうことを防止することができる。
As described above, according to the
Thereby, when the
さらに、除霜モード運転の実行中において、予め把握している車速に応じたコンデンサーファン24aの起電力と、実際に給電停止状態のコンデンサーファン24aに発生する起電力Vとを比較することによって、着霜により低下した室外熱交換器24の通過風速が回復したか否かを検知することができる。この検知結果に応じて室外熱交換器24に着霜が生じているか否かを判定し、着霜が生じていないと判定した場合に除霜モード運転の停止することによって、除霜モード運転を適切なタイミングで停止することができる。
Furthermore, during execution of the defrosting mode operation, by comparing the electromotive force of the
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the configuration of the above-described embodiment is merely an example, and can be changed as appropriate.
1 電動車両
10 車両用空調装置
14 エバポレータ(室内熱交換器)
16 室内コンデンサ
18 制御装置(制御手段)
20a 起電力センサ
20b 車速センサ
21 コンプレッサ
24 室外熱交換器
24a コンデンサーファン
24b ファンモータ
DESCRIPTION OF
16
20a
Claims (2)
前記コンプレッサから出力された圧縮後の前記熱交換媒体によって放熱可能な室内コンデンサと、
前記室内コンデンサから出力された前記熱交換媒体と車室外雰囲気との熱交換を行なう室外熱交換器と、
前記熱交換媒体と車室内雰囲気との熱交換を行なう室内熱交換器と、
前記室外熱交換器に送風可能かつ前記室外熱交換器を通過した風を受けて発電可能な送風機と、
前記送風機の起電力を検出する起電力センサと、
車速を検出する車速センサと、
前記室外熱交換器の除霜を行なう除霜モード運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記送風機に対する電力供給が停止された状態において前記起電力センサにより検出された前記起電力および前記車速センサにより検出された前記車速に基づいて前記室外熱交換器に着霜が生じているか否かを判定し、該判定の結果において前記室外熱交換器に着霜が生じていると判定した場合に前記除霜モード運転の実行を開始することを特徴とする車両用空調装置。 A compressor that compresses and outputs the heat exchange medium;
An indoor condenser capable of dissipating heat by the heat exchange medium after compression output from the compressor;
An outdoor heat exchanger that performs heat exchange between the heat exchange medium output from the indoor condenser and the vehicle exterior atmosphere;
An indoor heat exchanger for exchanging heat between the heat exchange medium and the vehicle interior atmosphere;
An air blower capable of blowing air to the outdoor heat exchanger and generating electricity by receiving wind passing through the outdoor heat exchanger;
An electromotive force sensor for detecting an electromotive force of the blower;
A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed;
Control means for controlling a defrosting mode operation for defrosting the outdoor heat exchanger,
The control means causes frost formation in the outdoor heat exchanger based on the electromotive force detected by the electromotive force sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor in a state where power supply to the blower is stopped. The vehicle air conditioner is configured to start the defrosting mode operation when it is determined that the outdoor heat exchanger is frosted as a result of the determination.
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