JP2014058206A - Vehicle air-conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗員乗車前に車室内の空調を実施する車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner that performs air conditioning in a passenger compartment before occupant riding.
従来の車両用空調装置の一例として、ヒートポンプサイクルを用いた空調運転によって、乗車前の車室内空調(以下、単に「プレ空調」、「乗車前空調」ともいう)を実施する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of a conventional vehicle air conditioner, there is known a technique for performing vehicle interior air conditioning before boarding (hereinafter also simply referred to as “pre-air conditioning” or “pre-boarding air conditioning”) by air conditioning operation using a heat pump cycle. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1の装置は、プレ空調運転に加え、ヒートポンプサイクルに設けられる室外熱交換器が蒸発器として機能する場合に着霜が発生したときに除霜する除霜運転を実施することができる。 In addition to the pre-air conditioning operation, the device of Patent Literature 1 can perform a defrosting operation for defrosting when frost formation occurs when an outdoor heat exchanger provided in a heat pump cycle functions as an evaporator.
特許文献1の装置では、車両停止中に着霜運転を実施できるが、プレ空調時に除霜運転を実施できないことが開示されている。一方、以下は公知の技術ではないが、特許文献1の装置についてプレ空調時に除霜運転を実施する制御を適用した場合には、次のような問題が生じうる。 The device of Patent Document 1 discloses that the frosting operation can be performed while the vehicle is stopped, but the defrosting operation cannot be performed during pre-air conditioning. On the other hand, although the following is not a known technique, the following problems may occur when the control of performing the defrosting operation during pre-air conditioning is applied to the apparatus of Patent Document 1.
第1には、プレ空調時に室外熱交換器に着霜が発生する場合に、除霜運転を実施しないでプレ空調運転を実施し続けると、着霜が進行してしまう。このようにプレ空調は実施できるが、着霜の進行によって室外熱交換器での吸熱能力が低下するため、十分な空調性能が得られず、乗車初期の暖房感が十分に得られないという問題がある。第2には、プレ空調時に室外熱交換器に着霜が発生する場合に、除霜運転を十分に実施しすぎると、着霜は解消できるが、プレ空調運転による暖房能力を確保できないため、乗車初期の暖房感が十分でないという問題がある。 First, when frost is generated in the outdoor heat exchanger during pre-air conditioning, if the pre-air-conditioning operation is continued without performing the defrosting operation, frost formation proceeds. Although pre-air conditioning can be carried out in this way, the heat absorption capacity in the outdoor heat exchanger is reduced due to the progress of frost formation, so that sufficient air conditioning performance cannot be obtained and the feeling of heating at the beginning of the ride cannot be obtained sufficiently There is. Second, when frost is generated in the outdoor heat exchanger during pre-air conditioning, if the defrosting operation is performed sufficiently, frost can be eliminated, but the heating capacity by the pre-air conditioning operation cannot be secured. There is a problem that the feeling of heating at the beginning of the ride is not sufficient.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗車前空調中の着霜進行の抑止と乗車初期の暖房感の確保との両立が図れる車両用空調装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can achieve both suppression of frost formation during air conditioning before boarding and securing of a feeling of heating at the beginning of boarding. It is to be.
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として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。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object. In addition, the code | symbol in the parenthesis as described in a claim and each means of the following shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect.
本願の車両用空調装置に係る発明は、冷媒サイクル(10)の冷媒流れを制御することにより、車両走行中に車室内を空調する通常空調と、車両停止時であって乗員の乗車前に車室内を空調する乗車前空調と、冷媒サイクル(10)に設けられる室外熱交換器(16)に生じた着霜を除霜する除霜運転と、を個別に実施する制御装置(50)を備え、
制御装置は、通常空調中に、予め設定された通常空調除霜運転条件が成立すると除霜運転を実施し、乗車前空調中に、予め設定された乗車前空調除霜運転条件が成立すると除霜運転を実施し、
乗車前空調除霜運転条件は、通常空調除霜運転条件よりも着霜が進行した状態で成立するように設定されることを特徴とする。
The invention relating to the vehicle air conditioner of the present application controls the refrigerant flow of the refrigerant cycle (10), thereby controlling the normal air conditioning for air conditioning the interior of the vehicle while the vehicle is running, and the vehicle before the passenger gets on when the vehicle is stopped. A control device (50) for individually performing air-conditioning before boarding to air-condition the room and defrosting operation to defrost frost generated in the outdoor heat exchanger (16) provided in the refrigerant cycle (10) is provided. ,
The control device performs the defrosting operation when the preset normal air conditioning defrosting operation condition is satisfied during normal air conditioning, and excludes the preset pre-boarding air conditioning defrosting operation condition during the pre-boarding air conditioning. Conducted frost operation,
The pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition is set to be established in a state in which frosting has progressed more than the normal air-conditioning defrosting operation condition.
この発明によれば、乗車前空調除霜運転条件は通常空調除霜運転条件よりも除霜運転に移行する時期が遅れるように成立されるため、除霜運転に移行しにくく、乗車前空調を長くすることができる。これにより、乗車前空調運転時に着霜が発生した場合でも、すぐに除霜運転を実施せずにある程度着霜を進行させてから除霜運転を実施することで、着霜による空調能力の著しい低下を防止しつつ、乗車前空調の実施時間を確保することができる。したがって、乗車前空調中の着霜進行の抑止と乗車初期の暖房感の確保との両立が図れる車両用空調装置を提供できる。 According to the present invention, the pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition is established so that the time to shift to the defrosting operation is delayed from the normal air-conditioning defrosting operation condition, so that it is difficult to shift to the defrosting operation, Can be long. As a result, even if frost is generated during the air-conditioning operation before boarding, the defrosting operation is performed after the frosting is advanced to some extent without immediately performing the defrosting operation. While preventing the decrease, it is possible to secure the implementation time of the air conditioning before boarding. Therefore, it is possible to provide a vehicle air conditioner that can achieve both suppression of frost formation during air conditioning before boarding and ensuring of a feeling of heating at the beginning of boarding.
なお、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号は、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一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis as described in a claim and said each means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態について図1〜図8を用いて詳細に説明する。本発明の車両用空調装置1が適用可能な車両は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車、電動発電機及びエンジンのいずれの駆動力を駆動輪に伝達できるハイブリッド自動車等である。これらの自動車では、車両停止時に外部電源(商用電源)から供給される電力をバッテリ40に充電し、車両走行時にバッテリ40に蓄えられた電力を走行用電動モータへ供給して走行する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Vehicles to which the vehicle air conditioner 1 of the present invention can be applied include an electric vehicle that obtains driving force for driving from a driving electric motor, a hybrid vehicle that can transmit any driving force of a motor generator and an engine to driving wheels, and the like. It is. In these automobiles, the
バッテリ40は、例えばニッケル水素蓄電池、リチウムイオン電池等で構成される。さらに、車両は、車室内空調、走行等によって消費した電力を充電するための充電装置を備える。この充電装置は、電力供給源としての電気スタンドや商用電源に接続されるコンセントを備えており、このコンセントに電源供給源を接続することにより、電池の充電を行うこともできる。
The
車両用空調装置1は、乗員の乗車前に主に行われる車室内空調(以下、乗車前空調またはプレ空調という)運転が実施可能な空調装置である。例えば、車両のユーザーが乗車前空調運転を行いたいときに無線端末機70等を操作すると、エアコンECU50は、無線端末機70から送信される乗車前空調運転の命令信号を受信し、所定のプログラムによる演算を行って乗車前空調運転を実行するものである。さらに、車両では、バッテリ40に蓄えられた電力あるいは外部電力から供給される電力を、エアコンECU50を介して車両用空調装置1の各種の構成機器へ供給することによって車両用空調装置1を作動させている。したがって、車両停止時に外部電源が車両のバッテリ40等に接続されている場合であっても、乗員が車内へ乗り込む前に車室内の空調を行うプレ空調運転を実行することができる。
The vehicle air conditioner 1 is an air conditioner capable of performing vehicle interior air conditioning (hereinafter referred to as pre-boarding air conditioning or pre-air conditioning) operation that is mainly performed before passengers get on. For example, when the user of the vehicle operates the
次に、図1及び図2を用いて車両用空調装置1の構成を説明する。本実施形態の車両用空調装置1は、冷媒サイクルの一例であって、車室内への送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式のヒートポンプサイクル10、ヒートポンプサイクル10によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すための空調ユニット30、及び車両用空調装置1の各種構成機器の作動を制御する制御装置としてのエアコンECU50等を備えている。
Next, the structure of the vehicle air conditioner 1 is demonstrated using FIG.1 and FIG.2. The vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment is an example of a refrigerant cycle, and a vapor compression
ヒートポンプサイクル10は、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路と、送風空気を加熱して車室を暖房する暖房モードの冷媒回路と、さらに、暖房モード時にヒートポンプサイクル10にて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器16に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜モード(除霜運転)の冷媒回路とを切替え可能に構成されている。なお、図1では、冷房モードにおける冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示し、さらに、除霜モードにおける冷媒の流れを白抜き矢印で示している。
The
ヒートポンプサイクル10は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機11、送風空気を加熱あるいは冷却する室内熱交換器としての凝縮器13及び蒸発器18、冷媒を減圧膨張させる暖房用固定絞り14及び冷房用固定絞り17、並びに、冷媒回路切替手段としての開閉弁15aおよび三方弁20等を備えている。また、ヒートポンプサイクル10では、例えば、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。
The
圧縮機11は、車室外となる車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出し、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構11aを電動モータ11bにて駆動する電動圧縮機として構成されている。固定容量型の圧縮機構11aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
The
電動モータ11bは、インバータ61から出力される交流電圧によって、その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、エアコンECU50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、この周波数または回転数制御によって、圧縮機11の冷媒吐出能力が変更される。したがって、電動モータ11bは、圧縮機11の吐出能力変更手段を構成する。
The
圧縮機11の吐出口側には、凝縮器13の冷媒入口側が接続されている。凝縮器13は、空調ユニット30において車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成するケーシング31内に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させることで送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
The refrigerant inlet side of the
凝縮器13の冷媒出口側には、暖房モード時に冷媒を減圧させる暖房用固定絞り14を介して室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。暖房用固定絞り14としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用することができる。もちろん、暖房モード時に冷媒を減圧させる機能を発揮できれば、固定絞りに限定されることなく全開機能付き電気式膨張弁等の可変絞り機構を採用してもよい。
The refrigerant outlet side of the
さらに、ヒートポンプサイクル10には、凝縮器13から流出した冷媒を、暖房用固定絞り14を迂回させて室外熱交換器16の冷媒入口側へ導くバイパス通路15が設けられている。バイパス通路15には、バイパス通路15を開閉する開閉弁15aが配置されている。開閉弁15aは、冷房モードにおける冷媒回路、暖房モードにおける冷媒回路、及び除霜モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成し、エアコンECU50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電磁弁である。具体的には、開閉弁15aは、冷房モード時及び除霜モード時に開き、暖房モード時に閉じる。
Further, the
なお、開閉弁15aが開いた状態で冷媒がバイパス通路15を通過する際に生じる圧力損失は、開閉弁15aが閉じた状態で冷媒が暖房用固定絞り14を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。したがって、開閉弁15aが開いた状態では、室外熱交換器16から流出した冷媒のほぼ全流量がバイパス通路15を介して室外熱交換器16側へ流れる。
Note that the pressure loss that occurs when the refrigerant passes through the
室外熱交換器16は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と室外ファン16aから送風された車室外の空気(外気)とを熱交換させる。室外ファン16aは、エアコンECU50から出力される制御電圧によって回転数(送風能力)が制御される電動式送風機である。室外熱交換器16の冷媒出口側には、三方弁20が接続されている。三方弁20は、開閉弁15aとともに各運転モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成しており、エアコンECU50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電気式の三方弁である。
The
三方弁20は、冷房モード時には図1の破線矢印で示すように室外熱交換器16の冷媒出口側と冷房用固定絞り17とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時及び除霜モード時には図1の実線矢印あるいは白抜き矢印で示すように室外熱交換器16の冷媒出口側とアキュムレータ19の入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。冷房用固定絞り17の基本的構成は暖房用固定絞り14と同様である。蒸発器18は、空調ユニット30のケーシング31内のうち、凝縮器13の送風空気流れの上流側に配置されて、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。
The three-
蒸発器18の冷媒出口側には、アキュムレータ19の入口側が接続されている。アキュムレータ19は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。さらに、アキュムレータ19の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
The refrigerant outlet side of the
次に、空調ユニット30について説明する。空調ユニット30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、その外殻を形成するケーシング31内に室内用ブロワ32、蒸発器18、凝縮器13、エアミックスドア34等を収容する。ケーシング31は、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)にて成形されており、その内部に車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成している。このケーシング31の送風空気流れ最上流側には、ケーシング31内へ車室内の空気(内気)と外気とを切替導入する内外気切替装置33が配置されている。
Next, the
内外気切替装置33は、ケーシング31内へ内気を導入させる内気導入口及び外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ62によって駆動される。電動アクチュエータ62は、エアコンECU50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 inside / outside
内外気切替装置33の空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する室内用ブロワ32が配置されている。室内用ブロワ32は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であって、エアコンECU50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。
On the downstream side of the air flow of the inside / outside
室内用ブロワ32の空気流れ下流側には、蒸発器18及び凝縮器13が、送風空気の流れに対して、蒸発器18、凝縮器13の順に配置されている。ケーシング31内には、蒸発器18を通過後の送風空気のうち、凝縮器13を通過させる風量と凝縮器13を通過させない風量との風量割合を調整するエアミックスドア34が配置されている。エアミックスドア34は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ63によって駆動される。電動アクチュエータ63は、エアコンECU50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。
On the downstream side of the air flow of the
本実施形態では、冷房モード時及び除霜モード時には図1の破線で示すように、蒸発器18を通過後の送風空気の全風量を凝縮器13を迂回させる冷房位置に、エアミックスドア34を変位させ、暖房モード時には図1の実線で示すように、蒸発器18を通過後の送風空気の全風量を凝縮器13へ流入させる暖房位置に、エアミックスドア34を変位させる。
In the present embodiment, as shown by the broken line in FIG. 1 during the cooling mode and the defrosting mode, the
さらに、ケーシング31の空気流れ最下流部には、凝縮器13を通過した送風空気あるいは凝縮器13を迂回した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口が設けられている。この開口としては、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開口部37a、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開口部37b、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口部37cが設けられている。これらの開口部の空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口(図示せず)に接続されている。
Further, an opening for blowing the blown air that has passed through the
したがって、冷房モード時に、エアミックスドア34の開度を調整して、蒸発器18にて冷却された送風空気の一部を凝縮器13で再加熱することで、フェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口から車室内へ吹き出される送風空気の温度を調整するようにしてもよい。また、デフロスタ開口部37a、フェイス開口部37b及びフット開口部37cの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口部37aの開口面積を調整するデフロスタドア38a、フェイス開口部37bの開口面積を調整するフェイスドア38b、フット開口部37cの開口面積を調整するフットドア38cが配置されている。
Therefore, during the cooling mode, the opening degree of the
デフロスタドア38a、フェイスドア38b及びフットドア38cは、吹出口モードを切替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、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、電動アクチュエータ64も、エアコンECU50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、吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口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、フェイス吹出口とフット吹出口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、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード、及びフット吹出口及びデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口及びデフロスタ吹出口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。さらに、乗員が操作パネル60に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
In addition, as the air outlet mode switched by the air outlet mode switching means, the face air outlet is fully opened and air is blown out from the face air outlet toward the upper body of the passenger in the passenger compartment, both the face air outlet and the foot air outlet. A bi-level mode that blows air toward the upper body and feet of passengers in the passenger compartment, a foot that fully opens the foot outlet and opens the defroster outlet by a small opening, and mainly blows air from the foot outlet. There is a mode and a foot defroster mode in which the foot outlet and the defroster outlet are opened to the same extent and air is blown out from both the foot outlet and the defroster outlet. Further, the defroster mode in which the occupant manually operates the blowing mode changeover switch provided on the
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。エアコンECU50は、CPU、ROM及びRAM等を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ている。そして、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、その出力側に接続された圧縮機11用のインバータ61、開閉弁15a及び三方弁20、室外ファン16a、室内用ブロワ32、各種電動アクチュエータ62〜64の作動を制御する。
Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The
エアコンECU50の入力側には、内気センサ51、外気センサ52、日射センサ53、吐出温度センサ54、吐出圧力センサ55、蒸発器温度センサ56、室外熱交換器温度センサ57等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。内気センサ51は、車室内温度(内気温)Trを検出する。外気センサ52は、車室外温度(外気温)Tamを検出する。日射センサ53は、車室内へ照射される日射量Tsを検出する。吐出温度センサ54は、圧縮機11の吐出冷媒の吐出冷媒温度Tdを検出する。吐出圧力センサ55は、圧縮機11の吐出冷媒の吐出冷媒圧力Pdを検出する。蒸発器温度センサ56は、蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発温度)Teを検出する。室外熱交換器温度センサ57は、室外熱交換器16の室外器温度Toutを検出する。
On the input side of the
なお、本実施形態の吐出冷媒圧力Pdは、冷房モードでは、圧縮機11の冷媒吐出口側から冷房用固定絞り17の入口へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となり、暖房モードでは、圧縮機11の冷媒吐出口側から暖房用固定絞り14の入口へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。蒸発器温度センサ56は、例えば、蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。また、蒸発器温度センサ56は、蒸発器18のその他の部位の温度を検出してもよいし、蒸発器18を流通する冷媒自体の温度を直接検出してもよい。このことは室外熱交換温度センサ57についても同様である。
The discharge refrigerant pressure Pd of the present embodiment is the high-pressure side refrigerant pressure of the cycle from the refrigerant discharge port side of the
さらに、エアコンECU50の入力側には、車室内前部の計器盤付近の操作パネル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、例えば、車両用空調装置1の作動スイッチ、車両用空調装置1の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ、運転モードを切り替える運転モード切替スイッチ、吹出口モードを切り替える吹出モード切替スイッチ、室内用ブロワ32の風量設定スイッチ、車室内の目標温度Tsetを設定する車室内温度設定スイッチ等がある。
Furthermore, operation signals from various air conditioning operation switches provided on the
また、エアコンECU50は、乗員が携帯する無線端末機70あるいは各種の移動体通信手段(例えば、携帯電話、スマートフォン)と制御信号の送受信を行う送受信部50aを有している。操作パネル60および無線端末機70には、それぞれプレ空調運転を開始させるプレ空調スタートスイッチ及び予め定めた時刻にプレ空調運転を開始させるためのタイマー設定スイッチといったプレ空調運転の実行を要求するプレ空調要求手段が設けられている。
The
エアコンECU50は、その出力側に接続された各種空調用構成機器を制御する制御手段が一体に構成された制御装置である。各空調用構成機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)は、各空調用構成機器の作動を制御する制御手段を構成している。例えば、本実施形態では、エアコンECU50のうち、圧縮機11の作動を制御する構成が圧縮機制御手段50bを構成し、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁15a及び三方弁20の作動を制御する構成が冷媒回路制御手段50cを構成している。
The
次に、図3〜図8を用いて、車両用空調装置1の作動を説明する。この制御処理は、車両停止時であっても、エアコンECU50に電力が供給されていれば実行される。まず、ステップ1では、車両用空調装置1を作動させるか否か、すなわち、操作パネル60の作動スイッチが投入された状態でオートスイッチがONされているか否か、あるいは、プレ空調スタートスイッチがONされているか否かを判定する。そして、車両用空調装置1を作動させると判定された際にステップ2へ進む。なお、プレ空調スタートスイッチがONされていることには、タイマー設定によるプレ空調運転の開始も含まれる。
Next, the operation of the vehicle air conditioner 1 will be described with reference to FIGS. This control process is executed if electric power is supplied to the
ステップ2では、フラグ、タイマー等の初期化、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のイニシャライズが行われる。なお、このイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置1の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。 In step 2, initialization such as initialization of a flag, a timer, and initial position alignment of the stepping motor constituting the above-described electric actuator is performed. In this initialization, some of the flags and calculation values that are stored at the end of the previous operation of the vehicle air conditioner 1 are maintained.
次に、ステップ3では、操作パネル60の操作信号等を読み込んでステップ4へ進む。ステップ4では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述の空調制御用のセンサ群51〜57等の検出信号を読み込んでステップ5へ進む。
Next, in step 3, the operation signal of the
ステップ5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、内気温Trを速やかに乗員の所望の目標温度Tsetに近づけるために決定される値であって、下記の数式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によって設定された車室内の目標温度であり、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)であり、Tamは外気センサ52によって検出された車室外温度(外気温)であり、Tsは日射センサ53によって検出された日射量である。また、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 5, the target blowing temperature TAO of the vehicle cabin blowing air is calculated. The target blowing temperature TAO is a value that is determined in order to quickly bring the inside air temperature Tr close to the occupant's desired target temperature Tset, and is calculated by the following formula F1.
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C (F1)
Here, Tset is the target temperature in the vehicle interior set by the vehicle interior temperature setting switch, Tr is the vehicle interior temperature (inside air temperature) detected by the
なお、数式F1にて算出された目標吹出温度TAOは、冷房モード時および暖房モード時の双方において用いることのできる制御目標値であるが、暖房モード時には消費電力の抑制のために数式F1にて算出された目標吹出温度TAOよりも若干低い値とする補正を行ってもよい。 Note that the target blowout temperature TAO calculated by the formula F1 is a control target value that can be used in both the cooling mode and the heating mode. In the heating mode, the target blowout temperature TAO is calculated by the formula F1 in order to suppress power consumption. You may correct | amend so that it may be a value a little lower than the calculated target blowing temperature TAO.
続くステップ6〜ステップ12では、エアコンECU50の出力側に接続された各種空調用構成機器の制御状態が決定される。まず、ステップ6では、目標吹出温度TAOに基づいて、予めエアコンECU50のROM内に記憶された制御マップを参照して、室内用ブロワ32により送風される空気の目標送風量、すなわち、室内用ブロワ32の電動モータに印加するブロワモータ電圧を決定する。
In subsequent steps 6 to 12, control states of various air conditioning component devices connected to the output side of the
この制御マップでは、目標吹出温度TAOの最大冷房域及び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、室内用ブロワ32の送風量が最大風量に近づくように制御する。さらに、目標吹出温度TAOが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を減少させて送風量を減少させるように制御する。
In this control map, the blower motor voltage is set to a high voltage near the maximum value in the maximum cooling region and the maximum heating region of the target blowout temperature TAO, and control is performed so that the air flow rate of the
ステップ7では、吸込口モード、すなわち内外気切替装置33の切替え状態を決定する。この吸込口モードも目標吹出温度TAOに基づいて、予めエアコンECU50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、目標吹出温度TAOが最大冷房域となって高い冷房性能を得たい場合等には内気を導入する内気モードが選択される。
In step 7, the suction port mode, that is, the switching state of the inside / outside
ステップ8では、吹出口モードを決定する。この吹出口モードも目標吹出温度TAOに基づいて、予めエアコンECU50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、目標吹出温度TAOが低温域から高温域へと上昇するに伴って吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。したがって、目標吹出温度TAOが低温域となりやすい夏季は主にフェイスモード、目標吹出温度TAOが中温域となりやすい春秋季は主にバイレベルモード、目標吹出温度TAOが高温域となりやすい冬季は主にフットモードが選択される。
In step 8, the air outlet mode is determined. This outlet mode is also determined based on the target outlet temperature TAO with reference to a control map stored in advance in the
さらに、車両窓ガラス近傍の相対湿度を検出する湿度検出手段の検出値から算出される窓ガラス表面の相対湿度RHWに基づいて、窓ガラスに曇りが発生する可能性が高いと判定された場合には、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。 Furthermore, when it is determined that there is a high possibility of fogging on the window glass based on the relative humidity RHW on the surface of the window glass calculated from the detected value of the humidity detecting means for detecting the relative humidity in the vicinity of the vehicle window glass. The foot defroster mode or the defroster mode may be selected.
ステップ9では、エアミックスドア34の制御状態が決定される。前述のように、本実施形態では、冷房モード時及び除霜モード時には蒸発器18を通過後の送風空気の全風量を凝縮器13を迂回させるようにエアミックスドア34を変位させる、また、暖房モード時には蒸発器18を通過後の送風空気の全風量を凝縮器13へ流入させるようにエアミックスドア34を変位させる。
In
ステップ10では、圧縮機11の吐出冷媒温度Tdに基づいて、予めエアコンECU50に記憶された制御マップを参照して室外ファン16aの稼働率、すなわち室外ファン16aの回転数を決定する。この制御マップでは、吐出冷媒温度Tdの上昇に伴って室外ファン16aの回転数を増加するように決定する。
In
ステップ11では、運転モード切替スイッチによって設定された運転モードに応じて、開閉弁15a及び三方弁20の作動状態を決定する。冷房モード時には、開閉弁15aを開くとともに、室外熱交換器16の冷媒出口側と冷房用固定絞り17の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御する。一方、暖房モード時には、開閉弁15aを閉じるとともに、室外熱交換器16の冷媒出口側とアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御する。
In
ステップ12では、圧縮機11の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機11の回転数)を決定する。冷房モードでは、目標吹出温度TAO等に基づいて、予めエアコンECU50に記憶されている制御マップを参照して、空調フィーリングを悪化させないように、蒸発器温度センサ56によって検出される冷媒蒸発温度Teの目標蒸発温度TEOを決定する。
In step 12, the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 (specifically, the rotational speed of the compressor 11) is determined. In the cooling mode, the refrigerant evaporation temperature Te detected by the
この目標蒸発温度TEOと冷媒蒸発温度Teの偏差En(TEO−Te)を算出し、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、予めエアコンECU50に記憶されたメンバー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dfCを求める。
A deviation En (TE− (En−)) is calculated by calculating a deviation En (TEO−Te) between the target evaporation temperature TEO and the refrigerant evaporation temperature Te, and subtracting the previously calculated deviation En−1 from the previously calculated deviation En. 1)) is used to obtain the rotational speed change amount dfC with respect to the previous compressor rotational speed fCn-1 based on the fuzzy inference based on the membership function and rules stored in the
また、暖房モードでは、目標吹出温度TAO等に基づいて、予めエアコンECU50に記憶されている制御マップを参照して、吐出圧力センサ55によって検出される吐出冷媒圧力Pd(高圧側冷媒圧力)の目標高圧PDOを決定する。この目標高圧PDOと吐出冷媒圧力Pdの偏差Pn(PDO−Pd)を算出し、今回算出された偏差Pnから前回算出された偏差Pn−1を減算した偏差変化率Pdot(Pn−(Pn−1))とを用いて、予めエアコンECU50に記憶されたメンバー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fHn−1に対する回転数変化量dfHを求める。
In the heating mode, the target of the discharge refrigerant pressure Pd (high-pressure side refrigerant pressure) detected by the
さらにエアコンECU50は、ステップ12において、プレ空調時に圧縮機11の最高回転数の上限値を設定し、圧縮機11の回転数が設定された最高回転数以下になるように制御する。すなわち、上記の演算方法によって算出した回転数変化量dfHを用いて求められた圧縮機11の回転数が、設定された最高回転数未満の場合は、ステップ14でそのままの算出値を圧縮機11の制御信号として出力する。一方、当該設定された最高回転数以上の場合は、設定された最高回転数を圧縮機11の制御信号として出力することにより、圧縮機11は当該設定された最高回転数以下に制御されて、回転数の上限値が設定されることになる。
Further, in step 12, the
このプレ空調における圧縮機11の最高回転数の上限値は、予めエアコンECU50のROM等に記憶された図4に示す制御マップを用いた演算により設定される。例えば、最高回転数の上限値は、室外熱交換器温度センサ57によって検出された室外器温度Toutが−12.5℃以下の場合には2500[rpm]に設定され、−10℃以上の場合には5100[rpm]に設定される。このように、室外器温度Toutが−12.5℃以下である場合は、−10℃以上である場合に比べて、着霜が進行していると判定されて、圧縮機11の上限回転数を低下させる制御が行われる。
The upper limit value of the maximum rotational speed of the
また、圧縮機11の上限回転数は、室外器温度Toutが−10℃と−10.5℃の間の温度である場合には、内挿法により算出された5100[rpm]から5000[rpm]の間の値に求められ、室外器温度Toutが−10.5℃と−12.5℃の間の温度である場合には、内挿法により算出された5000[rpm]から2500[rpm]の間の値に求められる。このように、室外器温度Toutが−10℃から−12.5℃の間の温度である場合にも、着霜が進行していると判定されて、圧縮機11の上限回転数を低下させる制御が行われる。
The upper limit number of rotations of the
すなわち、室外器温度Toutが−10℃から−12.5℃の間の温度である場合に、制御周期間隔で検出される室外器温度Toutが、前回の値よりも今回の値の方が低温であれば、図4において矢印で図示するように着霜が進行していると判定する。そして、今回の圧縮機11の回転数決定ステップ(ステップ12)では上限回転数(最高回転数)を低下させるように制御し、室外熱交換器16を冷却する作用を抑制するのである。
That is, when the outdoor unit temperature Tout is a temperature between −10 ° C. and −12.5 ° C., the outdoor unit temperature Tout detected at the control cycle interval is lower in the current value than the previous value. If so, it is determined that frost formation is progressing as shown by the arrows in FIG. And in this rotation speed determination step (step 12) of the
また、エアコンECU50は、上述のように着霜が進行していると判定した場合には、圧縮機11を一時的に停止するように制御してもよい。
Further, the
次のステップ13では、室外熱交換器16の除霜を行う除霜モードでの運転を実行するか否かを決定する。このステップ13のより詳細な処理については、図5を参照して説明する。まず、ステップ131では、車両運転中である否かが判定される。車両運転中とは車両の走行中のみを意味するものではなく車両システムが起動している状態、つまり車両停止時ではない状態を意味する。
In the
ステップ131にて車両運転中と判定された場合はステップ132へ進み、室外熱交換器16に着霜が生じているか否かが判定される。このような着霜の判定は、様々な手法を採用できる。ここでは、室外熱交換器温度センサ57によって検出された室外器温度Toutが予め定めた基準温度以下となった際に、室外熱交換器16に着霜が生じていると判定する。
If it is determined in step 131 that the vehicle is operating, the process proceeds to step 132, where it is determined whether or not frost formation has occurred in the
エアコンECU50は、図6に示す制御マップに示すように、複数レベルの着霜進行度合い(着霜判定レベル)を設定し、この着霜判定レベルを反映した「乗車前空調除霜運転条件」と「通常空調除霜運転条件」によって、ステップ132とステップ136における判定を行う。エアコンECU50は、室外器温度Toutが、−14℃より高く−10℃以下の場合はレベル1と判定し、−18℃より高く−14℃以下の場合はレベル2と判定し、−18℃以下の場合はレベル3と判定する。着霜は、レベル1、レベル2、レベル3と進むにつれてより進行していることを示す。
As shown in the control map shown in FIG. 6, the
ここで、ステップ132における着霜の判定は、レベル1を基準値として採用する。すなわち、ステップ132において、室外器温度Toutが予め定めた−10℃以下の温度まで低下した場合は、通常空調時の着霜判定レベルであるレベル1に突入したと判定する。また、後述するステップ136での判定は、レベル1よりも着霜が進行しているレベル2またはレベル3を基準値として採用する。 Here, the determination of frost formation in step 132 employs level 1 as a reference value. That is, in step 132, when the outdoor unit temperature Tout decreases to a predetermined temperature of −10 ° C. or lower, it is determined that the engine has entered level 1, which is a frost determination level during normal air conditioning. Further, in the determination in step 136 described later, level 2 or level 3 where frosting is progressing more than level 1 is adopted as a reference value.
ステップ132にて室外熱交換器16に着霜が生じていると判定された場合は、ステップ133へ進み除霜モードの運転が実行される。ステップ133では、開閉弁15aを開き、室外熱交換器16の冷媒出口側とアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御し、圧縮機11の回転数を予め定めた所定回転数に制御する。一方、ステップ132にて室外熱交換器16に着霜が生じていると判定されなかった場合は、ステップ14へ進む。
When it is determined in step 132 that frost formation has occurred in the
ステップ131にて車両運転中ではないと判定された場合は、ステップ134へ進み、バッテリ40の充電が完了しているか否かが判定される。このようなバッテリ40の充電が完了しているか否かの判定は、様々な手法を採用できる。例えば、車両に外部電源が接続された状態で、バッテリ40の蓄電残量が予め定めた所定残量以上となっている場合にはバッテリ40の充電が完了していると判定すればよい。
If it is determined in step 131 that the vehicle is not in operation, the routine proceeds to step 134 where it is determined whether or not the charging of the
ステップ134にてバッテリ40の充電が完了していないと判定された場合は、ステップ14へ進む。一方、ステップ134にてバッテリ40の充電が完了していると判定された場合は、ステップ135へ進み、プレ空調要求手段を構成する操作パネル60及び無線端末機70の操作信号に基づいて、プレ空調運転の実行が要求されているか否かが判定される。ステップ135にてプレ空調運転の実行が要求されていないと判定された場合は、ステップ14へ進む。一方、ステップ135にてプレ空調運転の実行が要求されている場合は、ステップ136へ進み、室外熱交換器16に着霜が生じているか否かが判断される。
If it is determined in step 134 that charging of the
上述したように、ステップ136では、通常空調時の着霜判定レベルであるレベル1よりも着霜が進行しているレベル2またはレベル3を基準値として採用する。すなわち、ステップ136において、室外器温度Toutが予め定めた−18℃と14℃の間の温度(−14℃を含む)に低下した場合、または、−18℃以下の温度まで低下した場合には、プレ空調時の着霜判定レベルであるレベル2またはレベル3に突入したと判定する。このように、プレ空調の場合のステップ136での判定基準となるプレ空調除霜運転条件は、通常空調の場合のステップ132での判定基準となる通常空調除霜運転条件よりも着霜が進行した状態で成立するように設定されるのである。 As described above, in step 136, level 2 or level 3 in which frost formation is progressing more than level 1 which is the frost determination level during normal air conditioning is adopted as the reference value. That is, in step 136, when the outdoor unit temperature Tout decreases to a temperature between −18 ° C. and 14 ° C. (including −14 ° C.) or to a temperature below −18 ° C. It is determined that the engine has entered level 2 or level 3 which is the frost determination level during pre-air conditioning. As described above, the pre-air-conditioning defrosting operation condition that is the determination criterion in step 136 in the case of pre-air conditioning progresses more than the normal air-conditioning defrosting operation condition that is the determination criterion in step 132 in the case of normal air-conditioning. It is set so as to be established in the state.
ステップ136にて室外熱交換器16に着霜が生じていると判定された場合はステップ137へ進み、除霜モードの運転が実行される。すなわち、上述したステップ133と同様の制御が行われ、ステップ14へ進む。また、ステップ136にて室外熱交換器16に着霜が生じていると判定されなかった場合にもステップ14へ進む。したがって、プレ空調の設定中は、通常空調の場合と比較して、除霜運転に移行するのが遅れるため、通常空調の設定中よりもある程度着霜が進行するようになるが、その分空調の実施時間が長くなる。以上の説明から明らかなように、ステップ137では、ステップ131にて車両停止時であることが判定されるとともに、ステップ135にてプレ空調運転の実行が要求されていることが判定された際に、除霜モードの運転を実行する。
When it is determined in step 136 that frost formation has occurred in the
続くステップ14では、上述のステップ6〜ステップ13で決定された制御状態が得られるように、エアコンECU50より、上述する各種の空調用構成機器11(61)、15a、20、16a、32、62〜64に対して制御信号及び制御電圧が出力される。続くステップ15では、制御周期の間待機し、制御周期の経過を判定するとステップ3へ戻る。
In the following
車両用空調装置1は、以上のように制御処理が実行されるので、運転モードに応じて以下のように作動する。 Since the control processing is executed as described above, the vehicle air conditioner 1 operates as follows according to the operation mode.
(冷房モード)
冷房モードでは、エアコンECU50が、開閉弁15aを開き、室外熱交換器16の冷媒出口側と冷房用固定絞り17の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御する。さらに、エアコンECU50が、蒸発器18を通過後の送風空気の全風量が凝縮器13を迂回するようにエアミックスドア34を変位させる。
(Cooling mode)
In the cooling mode, the
これにより、図1の破線矢印に示すように、圧縮機11(→凝縮器13→バイパス通路15)→室外熱交換器16(→三方弁20)→冷房用固定絞り17→蒸発器18→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒サイクルが構成される。つまり、室外熱交換器16を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、蒸発器18を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。なお、冷房モードでは、エアミックスドア34の作用によって、送風空気が凝縮器13へ流入しないので、凝縮器13では冷媒はほとんど放熱しない。
Thereby, as indicated by the broken line arrow in FIG. 1, the compressor 11 (→ the
したがって、圧縮機11にて圧縮された高圧高温冷媒は、室外熱交換器16にて室外ファン16aから送風された外気と熱交換して冷却され、冷房用固定絞り17にて減圧膨張される。冷房用固定絞り17にて減圧された低圧冷媒は蒸発器18へ流入し、室内用ブロワ32から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、蒸発器18を通過する送風空気が冷却され、車室内の冷房が実現される。また、蒸発器18から流出した冷媒は、アキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
Therefore, the high-pressure and high-temperature refrigerant compressed by the
(暖房モード)
暖房モードでは、エアコンECU50が、開閉弁15aを閉じ、室外熱交換器16の冷媒出口側とアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御する。さらに、エアコンECU50が、蒸発器18を通過後の送風空気の全風量が凝縮器13へ流入するようにエアミックスドア34を変位させる。これにより、図1の実線矢印に示すように、圧縮機11→凝縮器13→暖房用固定絞り14→室外熱交換器16(→三方弁20)→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒サイクルが構成される。つまり、凝縮器13を放熱器として機能させ、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
(Heating mode)
In the heating mode, the
したがって、圧縮機11にて圧縮された冷媒は、凝縮器13にて室内用ブロワ32から送風された送風空気に放熱する。これにより、凝縮器13を通過する送風空気が加熱され、車室内の暖房が実現される。また、凝縮器13から流出した冷媒は、暖房用固定絞り14にて減圧されて室外熱交換器16へ流入する。室外熱交換器16へ流入した冷媒は、室外ファン16aから送風された車室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介してアキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
Therefore, the refrigerant compressed by the
(除霜モード)
除霜モードでは、エアコンECU50が、開閉弁15aを開き、室外熱交換器16の冷媒出口側とアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続するように三方弁20の作動を制御する。さらに、エアコンECU50が、蒸発器18を通過後の送風空気の全風量が凝縮器13を迂回するようにエアミックスドア34を変位させる。これにより、図1の白抜き矢印に示すように、圧縮機11(→凝縮器13→バイパス通路15)→室外熱交換器16→三方弁20)→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環するホットガスサイクルが構成される。
(Defrost mode)
In the defrost mode, the
したがって、圧縮機11にて圧縮された高圧高温冷媒は、室外熱交換器16へ流入して放熱する。これにより、室外熱交換器16が加熱されて室外熱交換器16の除霜が実現される。室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介してアキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入される。
Therefore, the high-pressure and high-temperature refrigerant compressed by the
車両用空調装置1は、以上のように作動して、車室内の冷房及び暖房を実現することができるとともに室外熱交換器16に着霜が生じた際に、除霜モードの運転を実行することで室外熱交換器16を除霜することもできる。車両用空調装置1によれば、近い将来に乗員が車両に乗車する予定がある場合には、室外熱交換器16に着霜が生じた際に除霜運転を実行する。これにより、着霜による室外熱交換器16の熱交換性能の低下を抑制して車両用空調装置1の空調性能を確保できる。
The vehicle air conditioner 1 operates as described above, and can perform cooling and heating in the passenger compartment, and performs defrosting mode operation when frost formation occurs in the
次に、プレ空調設定中の着霜判定を行うステップ136で行われる、プレ空調運転から除霜運転に移行する条件の他の形態について図7を参照して説明する。図7は、着霜度合いのレベル判定と除霜モードへの移行タイミングとの関係を説明するためのタイムチャートである。 Next, another embodiment of the condition for shifting from the pre-air conditioning operation to the defrosting operation, which is performed in step 136 for performing the frost determination during the pre-air conditioning setting, will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a time chart for explaining the relationship between the level determination of the degree of frost formation and the transition timing to the defrosting mode.
図7に示すように、エアコンECU50は、ステップ136におけるプレ空調除霜運転条件は、室外器温度Toutが上述のレベル1になってから、所定の遅延時間TLが経過したときに成立したと判定する。この場合、ステップ132における通常空調除霜運転条件は、室外器温度Toutが上述のレベル1になったときに成立したと判定する。したがって、プレ空調除霜運転条件の成立は、室外器温度Toutが通常空調除霜運転条件成立のレベル1になったときよりも、レベル1になってから、さらに所定の遅延時間TLが経過したときまで遅れることになる。このように所定の遅延時間TLを経た後、プレ空調除霜運転条件が成立した判定することにより、プレ空調設定中には、通常空調設定中よりも着霜が進行した状態で除霜運転に移行させることができる。なお、プレ空調除霜運転条件は、室外器温度Toutがレベル2になってから、さらに所定の遅延時間TLが経過したときに成立するように設定してもよい。
As shown in FIG. 7, the
次に、ステップ10で行われる室外ファン16aの出力決定について、他の形態を図8を参照して説明する。図8は、上述するステップ10において、着霜の進行度合いに応じて室外ファン16aの回転数を決定するための制御マップである。
Next, the output determination of the
エアコンECU50は、ステップ10において、室外器温度Toutが−10℃から−12.5℃の範囲にある場合は、図8に示すマップにしたがい、内挿法によって室外ファン16aの回転数を算出する。室外熱交換器16の着霜は、室外器温度Toutが−10℃から−12.5℃に向けて低下するにつれて進行しており、エアコンECU50は、この進行度合いに比例して室外ファン16aの回転数を増加させるように制御する。
In
すなわち、室外器温度Toutが−10℃から−12.5℃の間の温度である場合に、制御周期間隔で検出される室外器温度Toutが、前回の値よりも今回の値の方が低温であれば、図8において矢印で図示するように着霜が進行していると判定する。そして、今回の室外ファン16aの回転数決定ステップ(ステップ10)では回転数を前回よりも増加させるように制御して室外熱交換器16を通過する風量を増加することにより、室外熱交換器16からの除霜を促進するのである。
That is, when the outdoor unit temperature Tout is a temperature between −10 ° C. and −12.5 ° C., the outdoor unit temperature Tout detected at the control cycle interval is lower in the current value than the previous value. If so, it is determined that frost formation is progressing as shown by the arrows in FIG. Then, in the rotational speed determination step (step 10) of the
以下に、本実施形態の車両用空調装置1がもたらす効果を述べる。車両用空調装置1によれば、エアコンECU50は、ヒートポンプサイクル10の冷媒流れを制御することにより、車両走行中に車室内を空調する通常空調と、車両停止時であって乗員の乗車前に車室内を空調する乗車前空調(プレ空調)と、室外熱交換器16に生じた着霜を除霜する除霜運転と、を個別に実施する。エアコンECU50は、通常空調が設定されている場合に(通常空調中及び通常空調開始時を含む)、予め設定された通常空調除霜運転条件が成立すると除霜運転を実施し(ステップ133)、乗車前空調が設定されている場合に(乗車前空調中及び乗車前空調開始時を含む)、予め設定された乗車前空調除霜運転条件(プレ空調除霜運転条件)が成立すると除霜運転を実施する(ステップ137)。乗車前空調除霜運転条件は、通常空調除霜運転条件よりも着霜が進行した状態で成立するように設定される(ステップ136)。
Below, the effect which the vehicle air conditioner 1 of this embodiment brings is described. According to the vehicle air conditioner 1, the
この制御によれば、乗車前空調除霜運転条件は通常空調除霜運転条件よりも除霜運転に移行するタイミングが遅れるように成立される。このため、乗車前空調での暖房中に除霜運転が実施される頻度を抑えることができる。つまり、空調運転から除霜運転に移行しにくく、乗車前空調の方が空調を長く実施することができる。このように乗車前空調運転の場合には着霜が発生する状態であっても、ある程度着霜を進行させてから、除霜運転を実施することで、着霜による空調能力の著しい低下を防止でき、かつ乗車前空調の実施時間を確保することができる。したがって、乗車前空調中の着霜進行の抑止と乗車初期の暖房感の確保とのバランスがとれた制御を実現できるため、乗車前空調の効果を十分に発揮できる車両用空調装置1が得られる。 According to this control, the pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition is established so that the timing for shifting to the defrosting operation is delayed from the normal air-conditioning defrosting operation condition. For this reason, it is possible to suppress the frequency with which the defrosting operation is performed during heating in the air conditioning before boarding. That is, it is difficult to shift from the air conditioning operation to the defrosting operation, and the air conditioning before boarding can carry out the air conditioning longer. In this way, in the case of air conditioning operation before boarding, even if frosting occurs, the frosting is advanced to some extent and then the defrosting operation is performed to prevent a significant decrease in air conditioning capacity due to frosting. And the time required for air conditioning before boarding can be secured. Therefore, since it is possible to achieve a balanced control between the suppression of the progress of frost formation during the air conditioning before boarding and the securing of the feeling of heating at the beginning of the boarding, the vehicle air conditioner 1 that can sufficiently exert the effect of the air conditioning before boarding is obtained. .
また、エアコンECU50は、図4に示すように、乗車前空調が設定されている場合に、着霜が進行していると判定すると、圧縮機11の上限回転数を下げるように設定する。この制御によれば、前回よりも着霜が進行している場合には、圧縮機11の上限回転数を低下させるため、今回、圧縮機11は抑制された上限回転数を超える回転数で運転されることはない。これにより、冷媒の吐出量が強制的に減少する方向に向かい、室外熱交換器16の着霜状態の進行を抑止することができる。
In addition, as shown in FIG. 4, when the air conditioning before boarding is set, the
また、乗車前空調除霜運転条件(ステップ136)及び通常空調除霜運転条件(ステップ132)は、室外熱交換器16の温度に基づいて成立するか否かが判定される条件である。乗車前空調除霜運転条件が成立する温度は、通常空調除霜運転条件の成立する温度よりも低温に設定される。
The pre-boarding air conditioning defrosting operation condition (step 136) and the normal air conditioning defrosting operation condition (step 132) are conditions for determining whether or not the conditions are satisfied based on the temperature of the
この制御によれば、乗車前空調除霜運転条件は通常空調除霜運転条件よりも低温である室外熱交換器16の温度を判定温度とする。このため、着霜の進行レベルに直接的に関係のある温度を判定温度に設定することにより、乗車前空調設定中に除霜運転に移行するタイミングを通常空調設定中よりも確実に遅らせるように制御することができる。したがって、乗車前空調での暖房中に除霜運転が実施される頻度を確実に抑えることができ、乗車前空調設定中の方が暖房運転を確実に長く実施することができる。
According to this control, the pre-boarding air conditioning defrosting operation condition uses the temperature of the
また、エアコンECU50は、図7に示すように、通常空調が設定されている場合に、室外熱交換器16の温度が通常空調除霜運転条件を成立させる温度になった時点から所定時間(所定の遅延時間TL)の経過後に乗車前空調除霜運転条件が成立したと判定して除霜運転を実施する。
In addition, as shown in FIG. 7, when the normal air conditioning is set, the
この制御によれば、室外熱交換器16の温度が、通常空調除霜運転条件が成立する温度になってから、必ず、所定時間(所定の遅延時間TL)分の空調時間を確保することができる。したがって、暖房運転の場合には、一定の暖房実施時間を担保できる制御を実現し、乗車初期の暖房感をより確実に得られやすい。
According to this control, after the temperature of the
(他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本願発明に含まれる「乗車前空調(プレ空調)」は、主に乗員が乗車する前に空調運転を実施して、乗車時に車内を空調した状態にすることを目的として行う空調である。したがって、本願発明に含まれる「乗車前空調(プレ空調)」は、当該空調運転が主に乗車前に実施されるものを含む意であり、乗車前だけに実施される空調運転に限定されるものではない。本願発明に含まれる「乗車前空調(プレ空調)」は、例えば、乗車後に当該空調運転が短時間引き続き行われる場合も含むものである。 “Pre-boarding air conditioning (pre-air conditioning)” included in the present invention is air conditioning performed mainly for the purpose of air-conditioning operation before the occupant gets on board and air-conditioning the inside of the vehicle when boarding. Therefore, “pre-boarding air conditioning (pre-air conditioning)” included in the present invention includes that in which the air-conditioning operation is mainly performed before boarding, and is limited to air-conditioning driving performed only before boarding. It is not a thing. “Pre-boarding air conditioning (pre-air conditioning)” included in the present invention includes, for example, a case where the air-conditioning operation is continued for a short time after boarding.
本願発明に含まれる、乗車前空調の設定中に空調運転から除霜運転に移行するトリガとなる乗車前空調除霜運転条件の成立は、上記実施形態に記載された事項だけに限定されるものではない。例えば、室外ファン16aの通電電流値が所定の値以下になった場合に乗車前空調除霜運転条件が成立したと判定し、空調運転から除霜運転に移行するようにしてもよい。これは、室外熱交換器16に発生する着霜量が多くなると、熱交換器を通過する送風空気の抵抗が大きくなり、室外ファン16aを通電する電流値が低下する特性を利用したものである。すなわち、乗車前空調除霜運転条件は、室外ファン16aの通電電流値が通常空調除霜運転条件の場合よりも低く設定された所定の電流値以下になったときに、成立する。
The establishment of the pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition that triggers the transition from the air-conditioning operation to the defrosting operation during the setting of the pre-boarding air-conditioning included in the present invention is limited only to the matters described in the above embodiment. is not. For example, it may be determined that the pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition is satisfied when the energization current value of the
1…車両用空調装置
10…ヒートポンプサイクル(冷媒サイクル)
11…圧縮機
16…室外熱交換器
50…エアコンECU(制御装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御装置は、前記通常空調が設定されている場合に、予め設定された通常空調除霜運転条件が成立すると前記除霜運転を実施し、前記乗車前空調が設定されている場合に、予め設定された乗車前空調除霜運転条件が成立すると前記除霜運転を実施し、
前記乗車前空調除霜運転条件は、前記通常空調除霜運転条件よりも前記着霜が進行した状態で成立するように設定されることを特徴とする車両用空調装置。 By controlling the refrigerant flow of the refrigerant cycle (10), normal air conditioning that air-conditions the vehicle interior while the vehicle is running, pre-boarding air conditioning that air-conditions the vehicle interior when the vehicle is stopped and before the passenger gets on, and the refrigerant A vehicle air conditioner (1) provided with a control device (50) for individually performing defrosting operation for defrosting frost generated in an outdoor heat exchanger (16) provided in a cycle (10). ,
When the normal air conditioning is set, the control device performs the defrosting operation when a preset normal air conditioning defrosting operation condition is satisfied, and when the pre-ride air conditioning is set, When the set air-conditioning defrosting operation condition before boarding is satisfied, the defrosting operation is performed,
The vehicle air conditioner is set such that the pre-boarding air-conditioning defrosting operation condition is established in a state where the frosting has progressed more than the normal air-conditioning defrosting operation condition.
前記乗車前空調除霜運転条件が成立する温度は、前記通常空調除霜運転条件の成立する温度よりも低温に設定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用空調装置。 The pre-ride air conditioning defrosting operation condition and the normal air conditioning defrosting operation condition are conditions for determining whether or not the condition is satisfied based on the temperature of the outdoor heat exchanger,
3. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the temperature at which the pre-ride air conditioning defrosting operation condition is satisfied is set to be lower than the temperature at which the normal air conditioning defrosting operation condition is satisfied. apparatus.
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