JP2016049914A - Vehicle air conditioner for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、暖房運転と除霜運転を行うことができる電動車両の車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner for an electric vehicle that can perform a heating operation and a defrosting operation.
電気自動車やハイブリッド車両等の車両駆動源としてエンジンを使用しない走行が可能な車両においては、暖房時にエンジンの冷却水を利用することができないことから、ヒートポンプサイクルを利用した車両用空調装置が採用されている。この種の車両用空調装置では、電動式のコンプレッサから吐出される冷媒の流れを切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えている。 In vehicles that can run without using an engine as a vehicle drive source such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, the cooling water of the engine cannot be used during heating. Therefore, a vehicle air conditioner using a heat pump cycle is adopted. ing. In this type of vehicle air conditioner, the cooling operation and the heating operation are switched by switching the flow of the refrigerant discharged from the electric compressor.
具体的には、暖房運転では、コンプレッサから吐出される高温高圧の冷媒は、室内コンデンサにおいて放熱され、その後暖房用減圧弁で減圧されて膨張した後、室外熱交換器において吸熱して再びコンプレッサに吸入される。そして、空調空気は、室内コンデンサを通過することで加熱され、暖房として車室内に供給される。
一方、冷房運転では、コンプレッサで吐出される冷媒は、室外熱交換器において放熱され、その後冷房用減圧弁で減圧されて膨張した後、室内側のエバポレータにおいて吸熱して再びコンプレッサに吸入される。そして、空調空気は、室内側のエバポレータを通過することで冷却され、冷房として車室内に供給される。
Specifically, in the heating operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor is dissipated in the indoor condenser, and then decompressed and expanded by the heating pressure reducing valve, and then absorbs heat in the outdoor heat exchanger and again enters the compressor. Inhaled. The conditioned air is heated by passing through the indoor condenser, and is supplied to the vehicle interior as heating.
On the other hand, in the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor is dissipated in the outdoor heat exchanger, then decompressed by the cooling pressure reducing valve, expanded, then absorbed by the indoor evaporator and sucked into the compressor again. The conditioned air is cooled by passing through the evaporator on the indoor side, and is supplied to the passenger compartment as cooling.
ところで、車両用空調装置では、暖房運転において、低温の冷媒が室外熱交換器で車室外雰囲気から吸熱するため、室外熱交換器に霜が付着するおそれがある。そして、室外熱交換器に霜が付着すると、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ことがある。 By the way, in the vehicle air conditioner, in the heating operation, the low-temperature refrigerant absorbs heat from the outdoor atmosphere in the outdoor heat exchanger, so that frost may adhere to the outdoor heat exchanger. And if frost adheres to the outdoor heat exchanger, the heat transfer rate decreases and the heat absorption becomes insufficient, so that the heating of the vehicle interior may be insufficient.
そこで、室外熱交換器に霜が付着したときに、その付着した霜を除去できる車両用空調装置が案出されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の車両用空調装置は、室内コンデンサを通過した冷媒を、暖房用減圧弁で大きく減圧せずに室外熱交換器に導入して、室外熱交換器を冷媒によって加熱する除霜運転を行えるようになっている。この車両用空調装置の場合、除霜運転は、室外熱交換器の近傍部の温度が規定温度以上に上昇したときに停止される。
Then, when frost adheres to an outdoor heat exchanger, the vehicle air conditioner which can remove the adhering frost is devised (for example, refer patent document 1).
The vehicle air conditioner described in Patent Literature 1 introduces the refrigerant that has passed through the indoor condenser into the outdoor heat exchanger without greatly reducing the pressure by the heating pressure reducing valve, and defrosts the outdoor heat exchanger with the refrigerant. You can drive. In the case of this vehicle air conditioner, the defrosting operation is stopped when the temperature in the vicinity of the outdoor heat exchanger rises above a specified temperature.
この種の車両用空調装置は、車両走行時に暖房運転の継続によって室外熱交換器に霜が付着した場合には、走行風の影響のない車両の停車時に上記の除霜運転を行う。そして、この種の車両用空調装置においては、車両の電力事情に関係なく、除霜運転中に、室外熱交換器の近傍部の温度が規定温度以上に上昇した時点で、除霜運転を停止するように設定されている。 This type of vehicle air conditioner performs the above-described defrosting operation when the vehicle is not affected by the traveling wind when frost adheres to the outdoor heat exchanger due to the continuation of the heating operation during vehicle traveling. In this type of vehicle air conditioner, the defrosting operation is stopped when the temperature in the vicinity of the outdoor heat exchanger rises above the specified temperature during the defrosting operation regardless of the power situation of the vehicle. It is set to be.
ところが、除霜運転の停止条件である規定温度を設定することは難しく、例えば、規定温度を低く設定すれば、除霜運転時間を短縮して電力の消費を抑制できるようになるものの、室外熱交換器に付着した霜を充分に除去できない可能性がある。そして、室外熱交換器に付着した霜を充分に除去できない場合には、室外熱交換器の吸熱能力の回復が不充分となる。 However, it is difficult to set the specified temperature, which is a stop condition for the defrosting operation. For example, if the specified temperature is set low, the defrosting operation time can be shortened and the power consumption can be suppressed. There is a possibility that frost adhering to the exchanger cannot be removed sufficiently. And when frost adhering to an outdoor heat exchanger cannot fully be removed, recovery | restoration of the heat absorption capability of an outdoor heat exchanger becomes inadequate.
逆に、規定温度を高く設定すれば、室外熱交換器に付着した霜を確実に除去できるようになるものの、その分除霜運転時間が長くなる。このため、車載バッテリの電力で除霜運転を行っている場合には、車載バッテリの残容量が減り、車両のその後の走行距離が短くなってしまう。 On the contrary, if the specified temperature is set high, the frost attached to the outdoor heat exchanger can be surely removed, but the defrosting operation time is increased accordingly. For this reason, when the defrosting operation is performed with the electric power of the in-vehicle battery, the remaining capacity of the in-vehicle battery is reduced, and the subsequent travel distance of the vehicle is shortened.
そこでこの発明は、車両の電力事情に応じて除霜運転時間を管理し、車両の再発進時における室外熱交換器の充分な吸熱能力の回復と走行距離の確保をバランスさせることができる電動車両の車両用空調装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention manages the defrosting operation time according to the power situation of the vehicle and can balance the recovery of the sufficient heat absorption capability of the outdoor heat exchanger and the securing of the travel distance when the vehicle restarts. It is going to provide the vehicle air conditioner.
この発明に係る電動車両の車両用空調装置は、上記課題を解決するために、車載バッテリ（例えば、実施形態の車載バッテリ１６）からの給電を受けてモータによって駆動される車両に用いられ、冷媒を圧縮する電動式のコンプレッサ（例えば、実施形態のコンプレッサ２１）と、前記コンプレッサから吐出された冷媒の熱を放熱する室内コンデンサ（例えば、実施形態の室内コンデンサ５５）と、前記室内コンデンサを通過した冷媒を減圧する減圧手段（例えば、実施形態の暖房用減圧弁２２）と、前記室内コンデンサを通過して、前記減圧手段で減圧された冷媒を外気と熱交換する室外熱交換器（例えば、実施形態の室外熱交換器２４）と、前記冷媒を用いた空調制御を行う制御手段（例えば、実施形態の制御装置１５）と、を備え、暖房運転時には、前記室内コンデンサを通過した冷媒を、前記減圧手段で減圧して前記室外熱交換器で外気と熱交換し、前記室外熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された高温高圧の冷媒を前記室外熱交換器に導入する電動車両の車両用空調装置において、前記制御手段は、車両外部からの給電時に前記除霜運転を実行する場合には、前記室外熱交換器の近傍の温度が第１の規定温度以上に上昇したときに前記除霜運転を停止し、車両外部からの非給電時に前記除霜運転を実行する場合には、前記室外熱交換器の近傍の温度が前記第１の規定温度よりも低い第２の規定温度以上に上昇したときに前記除霜運転を停止するようにした。
In order to solve the above-described problems, a vehicle air conditioner for an electric vehicle according to the present invention is used in a vehicle driven by a motor that receives power from an in-vehicle battery (for example, the in-
これにより、車載バッテリの充電時等に車両外部から給電を受けているときに除霜運転が実行される場合には、室外熱交換器の近傍の温度が第１の規定温度以上に上昇した時点で除霜運転が停止される。
一方、車両外部から給電を受けずに、車載バッテリの電力のみを利用して除霜運転が実行される場合には、室外熱交換器の近傍の温度が第１の規定温度よりも低い第２の規定温度以上に上昇した時点で除霜運転が停止される。
したがって、除霜運転時における車載バッテリの電力消費が全くない、若しくは、極めて少ない状況では、除霜運転の停止条件である規定温度が高く(第１の規定温度)設定され、除霜運転時における車載バッテリの電力消費が大きい状況では、除霜運転の停止条件である規定温度が低く(第２の規定温度)設定されることとなる。
Thereby, when the defrosting operation is performed when power is supplied from the outside of the vehicle, such as when charging the on-vehicle battery, when the temperature in the vicinity of the outdoor heat exchanger rises above the first specified temperature The defrosting operation is stopped.
On the other hand, when the defrosting operation is performed using only the power of the in-vehicle battery without receiving power supply from the outside of the vehicle, the temperature near the outdoor heat exchanger is lower than the first specified temperature. The defrosting operation is stopped when the temperature rises above the specified temperature.
Therefore, in a situation where there is no or very little power consumption of the in-vehicle battery at the time of the defrosting operation, the specified temperature that is the stop condition of the defrosting operation is set high (first specified temperature), and at the time of the defrosting operation In a situation where the power consumption of the in-vehicle battery is large, the specified temperature that is the stop condition of the defrosting operation is set to be low (second specified temperature).
前記第２の規定温度は、前記車載バッテリの残容量が少ないほど低くなるように、前記車載バッテリの残容量に応じて変化させるようにしても良い。
この場合、車載バッテリの電力のみを利用して除霜運転が実行されるときには、車載バッテリの残容量が少ないほど除霜運転の停止条件である規定温度がより低く設定される。したがって、車載バッテリの残容量の少ない状況で除霜運転によって車載バッテリの電力が必要以上に消費されることがなくなり、車両の再発進後の走行可能な距離をより長く確保することが可能になる。
The second specified temperature may be changed according to the remaining capacity of the in-vehicle battery so as to decrease as the remaining capacity of the in-vehicle battery decreases.
In this case, when the defrosting operation is performed using only the electric power of the in-vehicle battery, the specified temperature, which is the stop condition of the defrosting operation, is set lower as the remaining capacity of the in-vehicle battery is smaller. Therefore, the power of the in-vehicle battery is not consumed more than necessary by the defrosting operation in a situation where the remaining capacity of the in-vehicle battery is small, and it becomes possible to secure a longer distance that can be traveled after the vehicle restarts. .
この発明によれば、除霜運転の停止条件である規定温度の設定を、外部から車両への給電状況に応じて変更し、車両外部から給電を受けていないときには、車両外部から給電を受けているときよりも規定温度を低く設定するため、車載バッテリの残容量に余裕ができる電力事情のときには室外熱交換器の吸熱能力を充分に回復させ、車載バッテリの残容量に余裕のない電力事情のときには車両の再発進時後の走行距離を充分に確保することができる。
したがって、この発明によれば、除霜運転後の車両の再発進時における室外熱交換器の充分な吸熱能力の回復と走行距離の確保をバランスさせることができる。
According to this invention, when the setting of the specified temperature, which is the deactivation condition of the defrosting operation, is changed according to the power supply status from the outside to the vehicle, when the power is not supplied from the outside of the vehicle, the power is received from the outside of the vehicle. Because the specified temperature is set lower than when the vehicle is in the power situation, the heat absorption capacity of the outdoor heat exchanger can be fully recovered in the case of power situations where there is room in the remaining capacity of the on-board battery. Sometimes, it is possible to secure a sufficient travel distance after the vehicle restarts.
Therefore, according to the present invention, it is possible to balance recovery of sufficient heat absorption capability of the outdoor heat exchanger and securing of the travel distance when the vehicle restarts after the defrosting operation.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、この実施形態に係る車両用空調装置１０の構成図である。
この実施形態に係る車両用空調装置１０は、車両駆動源としてのエンジン（内燃機関）を具備していない電気自動車等の電動車両に搭載されている。具体的に、車両用空調装置１０は、空調ユニット１１と、冷媒が循環可能なヒートポンプサイクル１２と、冷媒を用いた空調制御を行う制御装置１５と、を主に備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1-3 is a block diagram of the
The
空調ユニット１１は、空調空気が流通するダクト５１と、このダクト５１内に収容されたブロア５２、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、室内コンデンサ５５と、を備えている。
ダクト５１は、空気取込口５６ａ，５６ｂ及び空気吹き出し口５７ａ，５７ｂを有する。そして、上述したブロア５２、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、室内コンデンサ５５は、ダクト５１における空調空気の流通方向の上流側（空気取込口５６ａ，５６ｂ側）から下流側（空気吹き出し口５７ａ，５７ｂ側）に向けてこの順で配置されている。
The
The
空気取込口５６ａ，５６ｂは、それぞれ内気を取り込む内気取込口と、外気を取り込む外気取込口を構成している。空気取込口５６ａ，５６ｂは、内気ドア７２と外気ドア７３によってそれぞれ開閉され、例えば、制御装置１５による制御により内気ドア７２と外気ドア７３の開度が調整されることで、ダクト５１内に流入する内気と外気の流量割合が調整される。
The
空気吹き出し口５７ａ，５７ｂは、それぞれＶＥＮＴ吹き出し口とＤＥＦ吹き出し口を構成している。各空気吹き出し口５７ａ，５７ｂは、ＶＥＮＴドア６３とフットドア６４によりそれぞれ開閉可能とされ、例えば、制御装置１５による制御によりＶＥＮＴドア６３とフットドア６４の開閉が切り替えられることで、各空気吹き出し口５７ａ，５７ｂから吹き出される空気割合が調整される。
The
ブロア５２は、例えば、制御装置１５による制御により印加される駆動電圧に応じて駆動され、空気取込口５６ａ，５６ｂからダクト５１内に取り込まれた空調空気（内気及び外気の少なくとも一方）を下流側、つまりエバポレータ５３及び室内コンデンサ５５に向けて送出する。
The
エバポレータ５３は、内部に流入した低圧の冷媒と車室内雰囲気（ダクト５１内）との熱交換を行ない、例えば、冷媒が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ５３を通過する空調空気を冷却する。
室内コンデンサ５５は、内部に流入した高温かつ高圧の冷媒によって放熱可能であって、例えば、室内コンデンサ５５を通過する空調空気を加熱する。
The
The
エアミックスドア５４は、例えば、制御装置１５による制御によって回動操作される。エアミックスドア５４は、ダクト５１内のエバポレータ５３の下流から室内コンデンサ５５に向かう通風経路を開放する加熱位置と、室内コンデンサ５５を迂回する通風経路を開放する冷却位置との間で回動する。これにより、エバポレータ５３を通過した空調空気のうち、室内コンデンサ５５に導入される風量と、室内コンデンサ５５を迂回して車室内へ排出される風量と、の風量割合が調整される。
The
ヒートポンプサイクル１２は、例えば、上述したエバポレータ５３及び室内コンデンサ５５と、冷媒を圧縮するコンプレッサ２１と、暖房用減圧弁２２（減圧手段）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、冷房用減圧弁２７と、を備え、これら各構成部材が冷媒流路３１を介して接続されている。
The
コンプレッサ２１は、気液分離器２６と室内コンデンサ５５との間に接続されている。コンプレッサ２１は、例えば、制御装置１５により制御されるモータによって駆動され、気液分離器２６から気相の冷媒（冷媒ガス）を吸入するとともに、この冷媒を圧縮した後、高温かつ高圧の冷媒として上述した室内コンデンサ５５に吐出する。
The
冷媒流路３１の室内コンデンサ５５の下流側には、暖房用減圧弁２２と、冷房用電磁弁２３とが並列に配置されている。
暖房用減圧弁２２は、いわゆる絞り弁であって、室内コンデンサ５５から吐出された冷媒を、減圧して膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相（液相リッチ）の噴霧状の冷媒として室外熱交換器２４に吐出する。
なお、この実施形態の暖房用減圧弁２２は、暖房運転時だけでなく、暖房運転時に室外熱交換器２４に霜が付着したときにその霜を除去するための除霜運転の際にも用いられる。暖房用減圧弁２２は、開口部の口径を調整可能にされ、除霜運転時には暖房運転時よりも大口径に切り替えられる。つまり、この実施形態の場合、除霜運転時には、暖房用減圧弁２２の開口部の口径を広げることにより、通過する冷媒が暖房用減圧弁２２（減圧手段）によって大きく減圧されなくなる。
On the downstream side of the
The heating
It should be noted that the heating
冷房用電磁弁２３は、冷媒流路３１上において、暖房用減圧弁２２の両側に設けられた第１分岐部３２ａと第２分岐部３２ｂの間を接続するとともに、暖房用減圧弁２２を迂回する迂回流路３２上に設けられ、例えば、制御装置１５による制御により開閉される。なお、冷房用電磁弁２３は、暖房運転や除霜運転の実行時には閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態とされる。
The cooling
これにより、例えば、暖房運転の実行時には、室内コンデンサ５５から排出された冷媒は暖房用減圧弁２２で大きく減圧され、低温かつ低圧の状態で室外熱交換器２４に流入する。また、除霜運転の実行時には、室内コンデンサ５５から排出された冷媒は暖房用減圧弁２２で大きく減圧されずに、高温の状態で室外熱交換器２４に流入する。
一方、冷房運転の実行時には、室内コンデンサ５５から排出された冷媒は冷房用電磁弁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 operation is performed, the refrigerant discharged from the
On the other hand, when the cooling operation is performed, the refrigerant discharged from the
室外熱交換器２４は、車室外に配置され、内部に流入した冷媒と車室外雰囲気との間で熱交換を行なう。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冷媒の温度（冷媒出口温度Ｔｏｕｔ）を検出する出口温度センサ２４Ｔが設けられている。この実施形態においては、出口温度センサ２４Ｔが室外熱交換器２４の近傍の温度を検出する温度検出手段を構成している。出口温度センサ２４Ｔで検出された冷媒温度を示す信号は制御装置１５に入力される。出口温度センサ２４Ｔから制御装置１５に入力された信号は、制御装置１５において、各種の空調制御の実行判定に用いられ、室外熱交換器２４に霜が付着しているか否かを判定するための信号等としても用いられる。
The
具体的には、例えば、出口温度センサ２４Ｔによって検出される冷媒出口温度Ｔｏｕｔが０℃よりも低い場合に、室外熱交換器２４に霜が付着しているものと判定し、冷媒出口温度Ｔｏｕｔが０℃よりも高い規定温度以上であるときに、室外熱交換器２４に付着した霜が除去されたものと判定することができる。
ただし、室外熱交換器２４に付着した霜が除去されたものと判定する場合の規定温度は、常に一定ではなく、後に詳述するように外部からの給電の有無と、車載バッテリ１６の残容量に応じて変更される。
Specifically, for example, when the refrigerant outlet temperature Tout detected by the
However, the specified temperature in the case of determining that the frost attached to the
室外熱交換器２４は、暖房運転の実行時には、内部に流入する低温かつ低圧の冷媒によって車室外雰囲気から吸熱可能であって、車室外雰囲気からの吸熱によって冷媒を昇温する。また、室外熱交換器２４は、除霜運転の実行時には、内部に流入する高温の冷媒によって室外熱交換器２４に付着した霜を除去（解凍）可能とされている。
一方、室外熱交換器２４は、冷房運転の実行時には、内部に流入する高温の冷媒によって車室外雰囲気へと放熱可能であって、車室外雰囲気への放熱及びコンデンサーファン２４ａの送風によって冷媒を冷却する。
When the heating operation is performed, the
On the other hand, the
三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を気液分離器２６または冷房用減圧弁２７に切り換えて吐出する。具体的に、三方弁２５は、室外熱交換器２４と、気液分離器２６側に配置された合流部３３と、冷房用減圧弁２７と、に接続され、例えば、制御装置１５による制御により冷媒の流通方向が切換えられる。
The three-
三方弁２５は、暖房運転や除霜運転の実行時には、室外熱交換器２４から流出した冷媒を気液分離器２６側の合流部３３に向けて吐出する。
一方、冷房運転の実行時には、三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を冷房用減圧弁２７に向けて吐出する。
The three-
On the other hand, when the cooling operation is performed, the three-
気液分離器２６は、冷媒流路３１中の合流部３３とコンプレッサ２１との間に接続され、合流部３３から流出した冷媒の気液を分離し、気相の冷媒（冷媒ガス）をコンプレッサ２１に吸入させる。
The gas-
冷房用減圧弁２７は、いわゆる絞り弁であって、三方弁２５とエバポレータ５３の流入口との間に接続され、例えば、制御装置１５によって制御される弁開度に応じて三方弁２５から流出した冷媒を減圧して膨張させた後、低温かつ低圧で気液２相（気相リッチ）の噴霧状の冷媒としてエバポレータ５３に吐出する。
エバポレータ５３は、冷房用減圧弁２７と合流部３３（気液分離器２６）との間に接続されている。
The cooling
The
制御装置１５は、車室内に配設された図示しないスイッチ等を介して操作者により入力された指令信号に基づいて車両用空調装置１０を制御する。そして、制御装置１５は、車両用空調装置１０の運転モードを、暖房運転モード、冷房運転モード、除霜運転モード等に切り替え制御することが可能とされている。
The
また、制御装置１５には、車載バッテリ１６が外部からの給電を受けて充電されていることを示す信号が入力される。車両用空調装置１０の暖房運転の継続によって室外熱交換器２４に霜が付着し、その後の車両の停車時に室外熱交換器２４が除霜運転を行う場合には、制御装置１５は、外部からの給電の有無に応じて除霜停止条件である規定温度を決定する。
具体的には、制御装置１５は、車載バッテリ１６の充電のために車両が外部から給電を受けている場合には、除霜停止条件である規定温度を、確実な除霜が可能な第１の規定温度に設定し、車両が外部から給電を受けていない場合(非給電状態の場合)には、除霜停止条件である規定温度を、第１の規定温度よりも低い第２の規定温度に設定する。
In addition, a signal indicating that the in-
Specifically, when the vehicle receives power from the outside for charging the in-
次に、上述した車両用空調装置１０の運転モード毎の動作について説明する。
（暖房運転モード）
車両用空調装置１０によって暖房運転を行う場合には、図２に示すように、エアミックスドア５４が室内コンデンサ５５に向かう通風経路を開放する加熱位置とされ、冷房用電磁弁２３が閉状態とされ、三方弁２５が室外熱交換器２４と合流部３３とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット１１は、図２の例では、フットドア６４が開状態とされ、ＶＥＮＴドア６３が閉状態とされているが、これらの開閉は運転者の操作によって任意に変更することができる。
Next, the operation | movement for every operation mode of the
(Heating operation mode)
When the
この場合、ヒートポンプサイクル１２においては、コンプレッサ２１から吐出された高温かつ高圧の冷媒が、室内コンデンサ５５における放熱によって空調ユニット１１のダクト５１内の空調空気を加熱する。
In this case, in the
室内コンデンサ５５を通過した冷媒は、暖房用減圧弁２２によって膨張させられて（減圧されて）液相リッチの噴霧状とされ、その後、室外熱交換器２４において車室外雰囲気から吸熱して気相リッチの噴霧状となる。室外熱交換器２４を通過した冷媒は、三方弁２５と合流部３３とを通過して気液分離器２６に流入する。そして、気液分離器２６に流入した冷媒は、気相と液相とに分離され、気相の冷媒がコンプレッサ２１に吸入される。
The refrigerant that has passed through the
このようにヒートポンプサイクル１２の冷媒流路３１内を冷媒が流れる状況で、空調ユニット１１のブロア５２が駆動されると、空調ユニット１１のダクト５１内を空調空気が流れ、その空調空気がエバポレータ５３を通過した後に室内コンデンサ５５を通過する。そして、空調空気は、室内コンデンサ５５を通過する際に室内コンデンサ５５との間で熱交換され、空気吹き出し口５７ｂを通って車室内に暖房として供給される。
When the
（冷房運転モード）
車両用空調装置１０によって冷房運転を行う場合には、図３に示すように、エアミックスドア５４が、エバポレータ５３を通過した空調空気が室内コンデンサ５５を迂回するよう冷却位置とされ、冷房用電磁弁２３が開状態（暖房用減圧弁２２が閉状態）とされ、三方弁２５が室外熱交換器２４と冷房用減圧弁２７とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット１１は、図３の例では、フットドア６４が閉状態とされ、ＶＥＮＴドア６３が開状態とされているが、これらの開閉は運転者の操作によって任意に変更することができる。
(Cooling operation mode)
When the
この場合、ヒートポンプサイクル１２においては、コンプレッサ２１から吐出された高温かつ高圧の冷媒が、室内コンデンサ５５と冷房用電磁弁２３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された後、冷房用減圧弁２７に流入する。このとき、冷媒は、冷房用減圧弁２７によって膨張させられて液相リッチの噴霧状とされ、次に、エバポレータ５３における吸熱によって空調ユニット１１のダクト５１内の空調空気を冷却する。
エバポレータ５３を通過した気相リッチの冷媒は、合流部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た後、気相の冷媒がコンプレッサ２１に吸入される。
In this case, in the
The gas-phase rich refrigerant that has passed through the evaporator 53 passes through the merging
こうして、冷媒流路３１内を冷媒が流れる状況で、空調ユニット１１のブロア５２が駆動されると、空調ユニット１１のダクト５１内を空調空気が流れ、その空調空気がエバポレータ５３を通過する際にエバポレータ５３との間で熱交換される。その後、空調空気は、室内コンデンサ５５を迂回した後、ＶＥＮＴ吹き出し口５７ａを通って車室内に冷房として供給される。
Thus, when the
（除霜運転モード）
暖房運転時に、室外熱交換器２４に霜が付着して暖房能力が低下した場合には、車両の停車後の車載バッテリの充電時等に車両用空調装置１０によって除霜運転を行う。
除霜運転を行う場合、図１に示すように、エアミックスドア５４が室内コンデンサ５５に向かう通風経路を閉じる位置とされ、冷房用電磁弁２３が閉状態とされ、三方弁２５が室外熱交換器２４と合流部３３とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット１１は、図１の例では、フットドア６４が開状態とされ、ＶＥＮＴドア６３が閉状態とされている。
(Defrost operation mode)
In the heating operation, when frost adheres to the
When performing the defrosting operation, as shown in FIG. 1, the
図１に示す除霜運転では、暖房用減圧弁２２を大口径（ホットガス位置）で開弁し、若しくは、冷房用電磁弁２３を開弁して、コンプレッサ２１で圧縮された冷媒（ホットガス）をそのまま室外熱交換器２４に流入させる点で、上述した暖房運転と異なっている。
In the defrosting operation shown in FIG. 1, the heating
具体的には、コンプレッサ２１で圧縮された高温かつ高圧の冷媒は、室内コンデンサ５５における放熱によって空調ユニット１１のダクト５１内の空調空気を加熱する。そして、室内コンデンサ５５から流出した冷媒は、暖房用減圧弁２２を通過して室外熱交換器２４に流入する。このとき、暖房用減圧弁２２は大口径で開弁しているので、冷媒は暖房用減圧弁２２で大きく減圧されず、高圧かつ高温のまま室外熱交換器２４に流入する。これにより、冷媒は室外熱交換器２４で放熱されるため、室外熱交換器２４を昇温して除霜を行うことができる。なお、室外熱交換器２４を通過した冷媒は、上述した暖房運転と同様の流通経路を経てコンプレッサ２１に戻る。
Specifically, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the
図４は、車両が走行中に暖房運転を行い、車両の停車後に除霜運転を行うときにおける車両用空調装置１０の作動の一例を示すフローチャートである。
以下、図４に示すフローチャートを参照して、車両用空調装置１０の作動の一例について説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the
Hereinafter, an example of the operation of the
図４のステップＳ１０１においては、ヒートポンプ運転、つまり、ヒートポンプサイクル１２による暖房運転を行った後に運転者による操作等によって暖房運転を終了する。
次のステップＳ１０２においては、除霜の必要があるか否か、つまり室外熱交換器２４に霜が付着しているか否かを、出口温度センサ２４Ｔの検出値を基にして判断する。
ここで除霜の必要がある場合には、ステップＳ１０３に進み、除霜の必要がない場合には処理を終了する。
In step S101 of FIG. 4, after performing heat pump operation, ie, heating operation by the
In the next step S102, it is determined whether or not defrosting is necessary, that is, whether or not frost is attached to the
If defrosting is necessary, the process proceeds to step S103, and if defrosting is not necessary, the process ends.
ステップＳ１０３においては、車両が停車中か否かを判定し、停車中であればステップＳ１０４に進み、停車中でなければステップＳ１０１に戻る。
ステップＳ１０４においては、車載バッテリ１６が充電中であるか否か(外部からの給電を受けているか否か)を判定し、充電中である場合には、ステップＳ１０５に進み、充電中でない場合には、ステップＳ１０６へと進む。
In step S103, it is determined whether or not the vehicle is stopped. If the vehicle is stopped, the process proceeds to step S104. If not, the process returns to step S101.
In step S104, it is determined whether or not the in-
ステップＳ１０５では、前述した除霜運転を開始し、つづくステップＳ１０７においては、出口温度センサ２４Ｔの検出温度（室外熱交換器２４の近傍の温度）が第１の規定温度以上であるか否かを判定し、第１の規定温度以上である場合には、ステップＳ１０８に進んで除霜運転を終了し、第１の規定温度以上でない場合には、ステップＳ１０５に戻る。即ち、出口温度センサ２４Ｔの検出温度が第１の規定温度以上に上昇するまでは除霜運転を継続し、出口温度センサ２４Ｔの検出温度が第１の規定温度以上に上昇した時点で除霜運転を終了する。
In step S105, the above-described defrosting operation is started. In subsequent step S107, it is determined whether or not the detected temperature of the
一方、車載バッテリ１６が充電中でない場合には、ステップＳ１０６に進んで除霜運転を開始し、つづくステップＳ１０９においては、出口温度センサ２４Ｔの検出温度（室外熱交換器２４の近傍の温度）が、第１の規定温度よりも低い第２の規定温度以上であるか否かを判定する。そして、ここで出口温度センサ２４Ｔの検出温度が第２の規定温度以上である場合には、ステップＳ１０８に進んで除霜運転を終了し、第２の規定温度以上でない場合には、ステップＳ１０６に戻る。即ち、出口温度センサ２４Ｔの検出温度が第２の規定温度以上に上昇するまでは除霜運転を継続し、出口温度センサ２４Ｔの検出温度が第２の規定温度以上に上昇した時点で除霜運転を終了する。
On the other hand, when the in-
以上のように、この実施形態に係る車両用空調装置１０は、除霜運転の停止条件である規定温度の設定を、車載バッテリ１６への充電の実行の有無（外部から車両への給電状況）に応じて変更し、車載バッテリ１６に充電が行われていないとき（車両外部から給電を受けていないとき）には、規定温度を、車載バッテリ１６に充電が行われているときの規定温度（第１の規定温度）よりも低い第２の基点温度に設定するようにしている。
As described above, the
このため、この実施形態に係る車両用空調装置１０においては、車載バッテリ１６の電力が消費されない車載バッテリ１６の充電時には、除霜運転時間を長く確保して室外熱交換器２４の吸熱能力を充分に回復させ、車載バッテリ１６の電力が消費される車載バッテリ１６の非充電時には、除霜運転時間が必要以上に長くならないようにして車両の再発進時後の走行距離を充分に確保することができる。
したがって、実施形態に係る車両用空調装置１０によれば、除霜運転後の車両の再発進時における室外熱交換器２４の充分な吸熱能力の回復と走行距離の確保をバランスさせることができる。
For this reason, in the
Therefore, according to the
また、上記の実施形態に係る車両用空調装置１０においては、車両外部からの非給電時に除霜運転を実行する際の規定温度である第２の規定温度を、一定の温度に設定しているが、第２の規定温度は、車載バッテリ１６の残容量が少ないほど低くなるように、車載バッテリ１６の残容量に応じて変化させるようにしても良い。
Moreover, in the
このように第２の規定温度を、車載バッテリ１６の残容量に応じて変化させるようにした場合には、車載バッテリ１６の電力のみを利用して除霜運転を実行しているときに、車載バッテリ１６の残容量が少ないほど除霜運転の停止条件である規定温度をより低くすることができる。
したがって、この実施形態の場合、車載バッテリの残容量の少ない状況で除霜運転によって車載バッテリの電力が必要以上に消費されることがなくなるため、車両の再発進後の走行可能な距離をより多く確保することができる。
As described above, when the second specified temperature is changed according to the remaining capacity of the in-
Therefore, in the case of this embodiment, since the power of the in-vehicle battery is not consumed more than necessary by the defrosting operation in a situation where the remaining capacity of the in-vehicle battery is small, the distance that can be traveled after the vehicle restarts is increased Can be secured.
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、車両用空調装置を適用する車両は電気自動車に限らず、燃料電池車両等にも適用することができる。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the vehicle to which the vehicle air conditioner is applied is not limited to an electric vehicle but can be applied to a fuel cell vehicle or the like.
１０…車両用空調装置
１５…制御装置（制御手段）
１６…車載バッテリ
２１…コンプレッサ
２２…暖房用減圧弁(減圧手段)
２４…室外熱交換器
５５…室内コンデンサ
DESCRIPTION OF
16 ... In-
24 ...
Claims (2)
冷媒を圧縮する電動式のコンプレッサと、
前記コンプレッサから吐出された冷媒の熱を放熱する室内コンデンサと、
前記室内コンデンサを通過した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記室内コンデンサを通過して、前記減圧手段で減圧された冷媒冷媒を外気と熱交換する室外熱交換器と、
前記冷媒を用いた空調制御を行う制御手段と、
を備え、
暖房運転時には、前記室内コンデンサを通過した冷媒を、前記減圧手段で減圧して前記室外熱交換器で外気と熱交換し、
前記室外熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された高温高圧の冷媒を前記室外熱交換器に導入する電動車両の車両用空調装置において、
前記制御手段は、
車両外部からの給電時に前記除霜運転を実行する場合には、前記室外熱交換器の近傍の温度が第１の規定温度以上に上昇したときに前記除霜運転を停止し、
車両外部からの非給電時に前記除霜運転を実行する場合には、前記室外熱交換器の近傍の温度が前記第１の規定温度よりも低い第２の規定温度以上に上昇したときに前記除霜運転を停止することを特徴とする電動車両の車両用空調装置。 Used in vehicles driven by motors that receive power from in-vehicle batteries,
An electric compressor that compresses the refrigerant;
An indoor condenser that radiates heat of the refrigerant discharged from the compressor;
Decompression means for decompressing the refrigerant that has passed through the indoor condenser;
An outdoor heat exchanger that passes through the indoor condenser and exchanges heat between the refrigerant refrigerant decompressed by the decompression means and outside air;
Control means for performing air-conditioning control using the refrigerant;
With
During the heating operation, the refrigerant that has passed through the indoor condenser is decompressed by the decompression means, and exchanges heat with the outside air by the outdoor heat exchanger,
In a vehicle air conditioner for an electric vehicle that introduces high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor into the outdoor heat exchanger at the time of defrosting operation to remove frost attached to the outdoor heat exchanger,
The control means includes
When performing the defrosting operation at the time of power feeding from the outside of the vehicle, the defrosting operation is stopped when the temperature in the vicinity of the outdoor heat exchanger rises above a first specified temperature,
In the case where the defrosting operation is performed when power is not supplied from the outside of the vehicle, the removal is performed when the temperature in the vicinity of the outdoor heat exchanger rises to a second specified temperature lower than the first specified temperature. A vehicle air conditioner for an electric vehicle characterized by stopping frost operation.
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