JP2018075922A - Vehicular air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルと、冷却対象機器を冷却する為のラジエータを有する車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicular air conditioner having a vapor compression refrigeration cycle and a radiator for cooling a device to be cooled.
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを有する車両用空調装置として、種々の発明がなされている。これらの車両用空調装置は、圧縮機等の多様な構成機器を空調制御装置によって適切に制御して空調運転を行っている。この為、適切な空調運転を実現する為には、冷媒の状態等をセンサ類で検出したり、多様な構成機器の作動を制御したりする必要がある。 Conventionally, various inventions have been made as a vehicle air conditioner having a vapor compression refrigeration cycle. These vehicle air conditioners perform an air conditioning operation by appropriately controlling various components such as a compressor by an air conditioning control device. For this reason, in order to realize an appropriate air conditioning operation, it is necessary to detect the state of the refrigerant and the like with sensors and to control the operation of various components.
ここで、車両用空調装置では、空調制御装置と各構成機器との間における通信異常や、センサ類の故障が発生する場合がある。このような状況の下で空調運転をそのまま継続すると、車室内の快適性を低下させ、構成機器の故障要因にもなる。この為、エラーの発生に対応可能な車両用空調装置に関する発明がなされており、例えば、特許文献1、2に記載された発明が知られている。 Here, in the vehicle air conditioner, communication abnormality between the air conditioner control device and each component device or sensor failure may occur. If the air-conditioning operation is continued as it is under such a situation, the comfort in the passenger compartment is lowered, and it becomes a cause of failure of the constituent devices. For this reason, the invention regarding the vehicle air conditioner which can respond to generation | occurrence | production of an error is made | formed, for example, the invention described in patent document 1, 2 is known.
特許文献1に記載された車両用エアコンシステムは、所定の空調制御を実行している過程でエラーが生じた場合、車両用エアコンシステムは、冷凍サイクルを構成する圧縮機の運転を停止する。 The vehicle air conditioner system described in Patent Document 1 stops the operation of the compressor constituting the refrigeration cycle when an error occurs in the process of executing predetermined air conditioning control.
一方、特許文献2に記載された車両用空調装置は、ユーザによる操作信号や各種センサからの検出信号に基づいて駆動制御指令を出力するエアコンECUと、駆動制御指令を取得して冷凍サイクル等を構成する各構成機器の駆動制御を行うHVAC ECUとを有している。 On the other hand, a vehicle air conditioner described in Patent Document 2 includes an air conditioner ECU that outputs a drive control command based on an operation signal from a user and detection signals from various sensors, a refrigeration cycle, etc. by acquiring the drive control command. And an HVAC ECU that performs drive control of each constituent device.
そして、この車両用空調装置において、エアコンECUとHVAC ECUとの間で通信エラーが生じた場合には、センサ等を用いて特定された駆動制御信号を各構成機器の駆動制御に用いることができない為、車両における窓曇り等が発生してしまう。この為、通信エラーが生じた場合、車両用空調装置は、エアコンECUと通信することなく、HVAC ECUから、窓曇りを抑制することを目的とした駆動制御指令を出力している。 In this vehicle air conditioner, when a communication error occurs between the air conditioner ECU and the HVAC ECU, a drive control signal specified using a sensor or the like cannot be used for drive control of each component device. Therefore, window fogging or the like in the vehicle occurs. For this reason, when a communication error occurs, the vehicle air conditioner outputs a drive control command for the purpose of suppressing window fogging from the HVAC ECU without communicating with the air conditioner ECU.
しかしながら、特許文献1に記載された車両エアコンシステムは、エラーの発生に伴って、圧縮器の運転を停止してしまう為、空調運転も停止することになる。この結果、特許文献1の車両エアコンシステムは、エラーの発生に伴い、車室内の快適性を悪化させてしまう。 However, since the vehicle air-conditioning system described in Patent Document 1 stops the operation of the compressor when an error occurs, the air-conditioning operation is also stopped. As a result, the vehicle air-conditioning system of Patent Document 1 deteriorates the comfort in the vehicle compartment as an error occurs.
又、特許文献2に記載された車両用空調装置は、通信エラーの発生に伴って車室内の快適性を目的とした空調運転を停止して、乗員の視界を確保する為の防曇を目的とした運転を行うように構成されている。この為、特許文献2の車両用空調装置においても、通信エラーの発生に伴って、車室内の快適性が悪化してしまう。 In addition, the vehicle air conditioner described in Patent Document 2 aims to prevent fogging in order to stop the air conditioning operation for the purpose of comfort in the passenger compartment and to ensure the sight of the occupant when a communication error occurs. It is configured to perform the following operation. For this reason, also in the vehicle air conditioner of Patent Document 2, the comfort in the passenger compartment deteriorates with the occurrence of a communication error.
ところで、車両用空調装置における冷凍サイクルの近傍には、車両の駆動に係るエンジンやインバータ等を冷却する為のラジエータが配置されている場合がある。このラジエータによる冷却が十分でない場合、車両の走行系の故障要因となる。 By the way, a radiator for cooling an engine, an inverter, and the like related to driving of the vehicle may be disposed in the vicinity of the refrigeration cycle in the vehicle air conditioner. When the cooling by the radiator is not sufficient, it becomes a failure factor of the traveling system of the vehicle.
この為、車両用空調装置を配置する際に、ラジエータによる車両の走行系の冷却に及ぼす影響について留意する必要がある。冷凍サイクルの作動にエラーが発生したり、冷凍サイクルの作動を停止してしまったりした場合には、ラジエータの周囲の環境が大きく変化してしまうからである。そして、これに伴って、ラジエータによる車両の走行系の冷却性能が低下する場合があり、車両の走行系の故障を引き起こしてしまう虞がある為である。 For this reason, it is necessary to pay attention to the influence of the radiator on the cooling of the traveling system of the vehicle when the vehicle air conditioner is arranged. This is because if an error occurs in the operation of the refrigeration cycle or the operation of the refrigeration cycle is stopped, the environment around the radiator changes greatly. Along with this, the cooling performance of the traveling system of the vehicle by the radiator may be lowered, which may cause a failure of the traveling system of the vehicle.
本発明は、上述した点に鑑み、冷凍サイクルの作動制御にエラーが生じた場合でも、ラジエータの冷却性能を維持しつつ、空調運転を継続可能な車両用空調装置を提供する。 In view of the above, the present invention provides a vehicle air conditioner that can continue air conditioning operation while maintaining the cooling performance of a radiator even when an error occurs in the operation control of the refrigeration cycle.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の車両用空調装置は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(16)と、
放熱器で放熱した冷媒を減圧すると共に、放熱器の出口側における冷媒の過冷却度を調整可能な減圧装置(15b)と、
減圧装置にて減圧された冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器(18)と、を含む冷凍サイクルと、
放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載された冷却対象機器(ENG、INV)から吸熱した熱媒体と空気とを熱交換させるラジエータ(71、81)と、
車室内の温度である内気温を検出する内気温検出部(51)と、
車室外の温度である外気温を検出する外気温検出部(52)と、
蒸発器における熱交換の対象として導入される空気を、車室内の空気である内気と、車室外の空気である外気を用いて調整する導入空気調整部(33)と、
内気温検出部の検出結果、外気温検出部の検出結果、導入空気調整部の作動態様を用いて、目標過冷却度を特定する目標過冷却度特定部(40)と、
減圧装置(15b)の作動を制御する減圧制御部(40c)と、
圧縮機(11)における冷媒の吐出能力を制御する吐出能力制御部(40a)と、を有している。
In order to achieve the object, an air conditioner for a vehicle according to claim 1,
A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (16) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor;
A pressure reducing device (15b) capable of adjusting the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the radiator while reducing the pressure of the refrigerant radiated by the radiator,
A refrigeration cycle comprising: an evaporator (18) for exchanging heat between the refrigerant decompressed by the decompressor and air and evaporating the refrigerant;
Regarding the air flow introduced to the radiator (16), heat exchange is performed between the air and the heat medium that is disposed downstream of the radiator and absorbs heat from the cooling target equipment (ENG, INV) mounted on the vehicle. Radiators (71, 81)
An internal air temperature detector (51) for detecting the internal air temperature, which is the temperature in the passenger compartment,
An outside air temperature detecting unit (52) for detecting outside air temperature that is outside the passenger compartment;
An introduction air adjusting unit (33) for adjusting the air introduced as a heat exchange target in the evaporator using the inside air that is the air inside the vehicle interior and the outside air that is the air outside the vehicle interior;
A target supercooling degree specifying unit (40) for specifying a target supercooling degree using a detection result of the inside air temperature detecting part, a detection result of the outside air temperature detecting part, and an operation mode of the introduction air adjusting part;
A decompression control section (40c) for controlling the operation of the decompression device (15b);
A discharge capacity control unit (40a) for controlling the discharge capacity of the refrigerant in the compressor (11).
減圧制御部(40c)は、過冷却度が目標過冷却度特定部によって特定された目標過冷却度に近づくように、減圧装置(15b)を制御する。 The decompression control unit (40c) controls the decompression device (15b) so that the degree of supercooling approaches the target degree of supercooling specified by the target supercooling degree specifying unit.
吐出能力制御部(40a)は、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合に、圧縮機(11)の吐出能力を、目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて減少させる。 The discharge capacity control unit (40a) was able to normally specify the discharge capacity of the compressor (11) and the target supercooling degree normally when the target supercooling degree could not be normally specified by the target supercooling degree specifying unit. Reduce compared to the case.
この車両用空調装置によれば、冷凍サイクルによる車室内空調と、ラジエータによる冷却対象機器の冷却とを実行することができる。ここで、目標過冷却度特定部によって、目標過冷却度を正常に特定できなかった場合とは、例えば、内気温検出部や外気温検出部の検出エラーや、導入空気調整部の作動エラーがあった場合が考えられる。このような場合には、目標過冷却度特定部は、正常時に特定される目標過冷却度よりも小さな値で目標過冷却度を特定してしまう場合がある。 According to this vehicle air conditioner, it is possible to perform vehicle interior air conditioning using a refrigeration cycle and cooling of a cooling target device using a radiator. Here, when the target supercooling degree cannot be normally specified by the target supercooling degree specifying unit, for example, a detection error of the inside air temperature detecting unit or the outside air temperature detecting unit or an operation error of the introduction air adjusting unit There may be a case. In such a case, the target supercooling degree specifying unit may specify the target supercooling degree with a value smaller than the target supercooling degree specified during normal operation.
この車両用空調装置において、減圧制御部は、放熱器の出口側における過冷却度が目標過冷却度に近づくように、減圧装置を制御する。従って、正常時よりも小さな目標過冷却度が特定された場合、放熱器の出口側における過冷却域は、正常時よりも小さくなってしまい、放熱器における高温のガス領域が増加することになる。放熱器における過冷却域の減少及びガス領域の増大によって、放熱器周辺の温度が上昇する。この結果、ラジエータに対する空気流れ上流側の温度が上昇することになり、ラジエータによる冷却性能を低下させてしまう虞が生じてしまう。 In this vehicle air conditioner, the decompression control unit controls the decompression device so that the degree of supercooling on the outlet side of the radiator approaches the target degree of supercooling. Therefore, when a target subcooling degree smaller than normal is specified, the supercooling area on the outlet side of the radiator becomes smaller than normal, and the high-temperature gas area in the radiator increases. . Due to the decrease in the supercooling area and the increase in the gas area in the radiator, the temperature around the radiator increases. As a result, the temperature on the upstream side of the air flow with respect to the radiator rises, and there is a possibility that the cooling performance by the radiator is reduced.
この点、この車両用空調装置によれば、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合には、吐出能力制御部は、目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて、圧縮機の吐出能力を減少させる為、放熱器近傍の温度を、ラジエータにおける冷却性能の維持に必要な温度以下にすることができる。 In this regard, according to this vehicle air conditioner, when the target supercooling degree cannot be normally specified by the target supercooling degree specifying unit, the discharge capacity control unit can normally specify the target supercooling degree. Compared with the case, in order to reduce the discharge capacity of the compressor, the temperature in the vicinity of the radiator can be made lower than the temperature necessary for maintaining the cooling performance in the radiator.
即ち、この車両用空調装置は、目標過冷却度特定部によって目標過冷却度を正常に特定できなかった場合であっても、或る程度の間、圧縮機を停止させることなく、ラジエータによる冷却能力の低下を抑制することができる。つまり、目標過冷却度特定部にエラーが生じた場合であっても、或る程度の間、ラジエータによる冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。 That is, in this vehicle air conditioner, even if the target supercooling degree cannot be normally specified by the target supercooling degree specifying unit, the cooling by the radiator is not performed for a certain degree without stopping the compressor. A decrease in ability can be suppressed. That is, even when an error occurs in the target supercooling degree specifying unit, the air conditioning in the vehicle interior can be continued while maintaining the cooling performance of the cooling target device by the radiator for a certain degree.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in the embodiment described later.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る車両用空調装置を、車室内空間を適切な温度に調整するために用いられる車両用空調装置に適用した実施形態(第1実施形態)に基づいて、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(First embodiment)
Hereinafter, based on an embodiment (first embodiment) in which a vehicle air conditioner according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner used to adjust a vehicle interior space to an appropriate temperature, with reference to the drawings. This will be described in detail. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
第1実施形態において、冷凍サイクル装置10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。即ち、冷凍サイクル装置10は、車載機器温度調整装置および車両用空調装置として機能する。第1実施形態に係る冷凍サイクル装置10は、エンジンENG(換言すれば内燃機関)及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用されている。
In the first embodiment, the
更に、冷凍サイクル装置10は、暖房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、及び冷房モードの冷媒回路へ切り替え可能に構成されている。ここで、車両用空調装置1において、暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。又、冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。
Further, the
尚、図1では、暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードの冷媒回路における冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示している。又、冷房モードの冷媒回路における冷媒の流れを白抜き矢印で示している。 In FIG. 1, the refrigerant flow in the refrigerant circuit in the heating mode is indicated by black arrows, and the refrigerant flow in the refrigerant circuit in the dehumidifying heating mode is indicated by hatched arrows. Further, the flow of the refrigerant in the cooling mode refrigerant circuit is indicated by white arrows.
この冷凍サイクル装置10では、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Pd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。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(例えば、R1234yf)等を採用してもよい。更に、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
The
図1に示すように、冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、第1膨張弁15a、第2膨張弁15b、室外熱交換器16、逆止弁17、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、アキュムレータ20、第1開閉弁21、第2開閉弁22を有している。
As shown in FIG. 1, the
圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機11は、車両ボンネット内に配置されている。圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。この圧縮機構としては、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
圧縮機11を構成する電動モータは、後述する空調制御装置40から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御される。この電動モータとしては、交流モータ、直流モータの何れの形式を採用してもよい。そして、空調制御装置40が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータが圧縮機構の吐出能力変更部を構成している。
The operation (the number of rotations) of the electric motor constituting the
圧縮機11の吐出口には、室内凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器12は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、加熱用熱交換器として機能する。即ち、室内凝縮器12は、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、圧縮機11から吐出された高温高圧の吐出冷媒と後述する室内蒸発器18を通過した送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する。室内凝縮器12は、後述する室内空調ユニット30のケーシング31内に配置されている。
The refrigerant inlet side of the
室内凝縮器12の冷媒出口には、第1三方継手13aの1つの流入出口側が接続されている。第1三方継手13aのような三方継手は、冷凍サイクル装置10において、分岐部あるいは合流部としての機能を果たす。
One refrigerant inlet of the first three-way joint 13a is connected to the refrigerant outlet of the
例えば、除湿暖房モード時の第1三方継手13aでは、3つの流入出口のうち1つが流入口として用いられ、残りの2つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第1三方継手13aは、1つの流入口から流入した冷媒の流れを分岐して2つの流出口から流出させる分岐部としての機能を果たす。これらの三方継手は、複数の配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。 For example, in the first three-way joint 13a in the dehumidifying and heating mode, one of the three inlets and outlets is used as an inlet and the remaining two are used as outlets. Therefore, the first three-way joint 13a in the dehumidifying and heating mode functions as a branching portion that branches the flow of the refrigerant flowing in from one inflow port and outflows from the two outflow ports. These three-way joints may be formed by joining a plurality of pipes, or may be formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block.
更に、冷凍サイクル装置10は、後述するように、第2三方継手13b〜第4三方継手13dを備えている。第2三方継手13b〜第4三方継手13dの基本的構成は、第1三方継手13aと同様である。例えば、除湿暖房モード時の第4三方継手13dでは、3つの流入出口のうち2つが流入口として用いられ、残りの1つが流出口として用いられる。従って、除湿暖房モード時の第4三方継手13dは、2つの流入口から流入した冷媒を合流させて1つの流出口から流出させる合流部としての機能を果たす。
Furthermore, the
そして、第1三方継手13aの別の流入出口には、第1冷媒通路14aが接続されている。第1冷媒通路14aは、室内凝縮器12から流出した冷媒を、室外熱交換器16の冷媒入口(即ち、流入口16a)側へ導く。
The first refrigerant passage 14a is connected to another inflow / outlet of the first three-way joint 13a. The first refrigerant passage 14 a guides the refrigerant that has flowed out of the
又、第1三方継手13aのさらに別の流入出口には、第2冷媒通路14bが接続されている。第2冷媒通路14bは、室内凝縮器12から流出した冷媒を、後述する第3冷媒通路14cに配置された第2膨張弁15bの入口側(具体的には、第3三方継手13cの1つの流入出口)へ導く。
The second
第1冷媒通路14aには、第1膨張弁15aが配置されている。第1膨張弁15aは、暖房モード時及び除湿暖房モード時に、室内凝縮器12から流出した冷媒を減圧させる。第1膨張弁15aは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有する可変絞り機構である。
A
更に、第1膨張弁15aは、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構として構成されている。第1膨張弁15aは、空調制御装置40から出力される制御信号(制御パルス)によって、その作動が制御される。
Further, the
第1膨張弁15aの出口側には、室外熱交換器16の冷媒入口(即ち、流入口16a)側が接続されており、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。室外熱交換器16は、第1膨張弁15aから流出した冷媒と図示しない送風ファンから送風された車室外空気(即ち、外気OA)とを熱交換させるものである。送風ファンは、空調制御装置40から出力される制御電圧によって回転数(送風能力)が制御される電動送風機である。
The outlet side of the
具体的には、室外熱交換器16は、暖房モード時においては、外気から吸熱する吸熱器として機能する。冷房モード時及び除湿暖房モード時においては、室外熱交換器16は、外気OAへ放熱する放熱器として機能する。
Specifically, the
図2に示すように、室外熱交換器16は、冷媒入口としての流入口16aと、冷媒出口としての流出口16bとを有している。流入口16aは、室外熱交換器16の上部に配置されており、第1冷媒通路14aを流れた冷媒が流入する部分である。流出口16bは、室外熱交換器16の下部に配置されており、第2三方継手13bへ向かって冷媒が流出する部分である。
As shown in FIG. 2, the
そして、冷媒は、図2における冷媒流れRとして示すように、流入口16aを介して室外熱交換器16内に流入すると、室外熱交換器16を構成する扁平チューブに沿って流れ、流出口16bから外部へ流出する。この時、室外熱交換器16では、扁平チューブ内を流れる冷媒と、車両の前方から後方に向かって流れる外気OAとの間で熱交換が行われる。
Then, as shown as a refrigerant flow R in FIG. 2, when the refrigerant flows into the
室外熱交換器16の流出口16b(即ち、冷媒出口)側には、第2三方継手13bの1つの流入出口が接続されている。第2三方継手13bの別の流入出口には、第3冷媒通路14cが接続されている。第3冷媒通路14cは、室外熱交換器16から流出した冷媒を、室内蒸発器18の冷媒入口側へ導く。
One inlet / outlet of the second three-way joint 13b is connected to the
又、第2三方継手13bのさらに別の流入出口には、第4冷媒通路14dが接続されている。第4冷媒通路14dは、室外熱交換器16から流出した冷媒を、後述するアキュムレータ20の入口側(具体的には、第4三方継手13dの1つの流入出口)へ導く。
The fourth
第3冷媒通路14cには、逆止弁17、第3三方継手13c、並びに、第2膨張弁15bが、冷媒流れに対してこの順に配置されている。逆止弁17は、冷媒が第2三方継手13b側から室内蒸発器18側へ流れることのみを許容するものである。第3三方継手13cには、前述した第2冷媒通路14bが接続されている。
In the third
第2膨張弁15bは、室外熱交換器16から流出して室内蒸発器18へ流入する冷媒を減圧させる。第2膨張弁15bは、本発明における減圧装置として機能する。第2膨張弁15bの基本的構成は、第1膨張弁15aと同様であり、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有している。更に、第2膨張弁15bは、絞り開度を全閉した際にこの冷媒通路を閉塞する全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
The
従って、第1実施形態に係る冷凍サイクル装置10では、第2膨張弁15bを全閉として第3冷媒通路14cを閉じることによって、冷媒回路を切り替えることができる。換言すると、第2膨張弁15bは、冷媒減圧装置としての機能を果たすとともに、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置としての機能を兼ね備えている。
Therefore, in the
室内蒸発器18は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、冷却用熱交換器として機能する。即ち、室内蒸発器18は、冷房モード時及び除湿暖房モード時に、第2膨張弁15bから流出した冷媒と室内凝縮器12通過前の送風空気とを熱交換させる。室内蒸発器18では、第2膨張弁15bにて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する。室内蒸発器18は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち、室内凝縮器12の送風空気流れ上流側に配置されている。
The
室内蒸発器18の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁19の流入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁19は、室内蒸発器18の着霜(フロスト)を抑制するために、室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力(即ち、低圧側冷媒圧力)を着霜抑制圧力以上に調整する機能を果たす。換言すると、蒸発圧力調整弁19は、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度Teを予め定められた着霜抑制温度以上に調整する機能を果たす。
The refrigerant outlet of the
図1に示すように、蒸発圧力調整弁19の出口側には、第4三方継手13dが接続されている。又、前述したように、第4三方継手13dにおける他の流入出口には、第4冷媒通路14dが接続されている。そして、第4三方継手13dのさらに別の流入出口には、アキュムレータ20の入口側が接続されている。
As shown in FIG. 1, a fourth three-way joint 13 d is connected to the outlet side of the evaporation
アキュムレータ20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。アキュムレータ20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。従って、アキュムレータ20は、圧縮機11に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機11における液圧縮を防止する機能を果たす。
The
又、第2三方継手13bと第4三方継手13dとを接続する第4冷媒通路14dには、第1開閉弁21が配置されている。第1開閉弁21は、電磁弁によって構成されている。そして、第1開閉弁21は、第4冷媒通路14dを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。第1開閉弁21は、空調制御装置40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。
A first on-off
同様に、第1三方継手13aと第3三方継手13cとを接続する第2冷媒通路14bには、第2開閉弁22が配置されている。第2開閉弁22は、第1開閉弁21と同様に、電磁弁によって構成されている。第2開閉弁22は、第2冷媒通路14bを開閉することによって冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置として機能する。
Similarly, the 2nd on-off
次に、冷凍サイクル装置10と共に車両用空調装置1を構成する室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、冷凍サイクル装置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ものである。この室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。
Next, the indoor air-
図1に示すように、室内空調ユニット30は、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、室内蒸発器18、室内凝縮器12等を収容することによって構成されている。ケーシング31は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するものである。ケーシング31は、或る程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。
As shown in FIG. 1, the indoor
ケーシング31内の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置33が配置されている。内外気切替装置33は、ケーシング31内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する。
An inside / outside
具体的には、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ことができる。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によって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置40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。従って、内外気切替装置33は、本発明における導入空気調整部として機能する。
Specifically, the inside / outside
そして、内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、送風機(ブロワ)32が配置されている。この送風機32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。送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機32における遠心多翼ファンの回転数(送風量)は、空調制御装置40から出力される制御電圧によって制御される。
A
送風機32の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器18及び室内凝縮器12が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器18は、室内凝縮器12よりも送風空気流れ上流側に配置されている。
On the downstream side of the blower air flow of the
又、ケーシング31内には、冷風バイパス通路35が形成されている。冷風バイパス通路35は、室内蒸発器18を通過した送風空気を、室内凝縮器12を迂回させて下流側へ流す為の通路である。
A cold
室内蒸発器18の送風空気流れ下流側であって、且つ、室内凝縮器12の送風空気流れ上流側には、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、室内蒸発器18通過後の送風空気のうち室内凝縮器12を通過させる風量割合を調整する際に用いられる。従って、車両用空調装置1は、冷風バイパス通路35を全開開度とし、エアミックスドア34により室内凝縮器12へ向かう送風空気の流路を全閉することで、室内凝縮器12における熱交換量を最小値にすることができる。
An
又、室内凝縮器12の送風空気流れ下流側には、混合空間が設けられている。混合空間では、室内凝縮器12にて加熱された送風空気と、冷風バイパス通路35を通過して室内凝縮器12にて加熱されていない送風空気とが混合される。更に、ケーシング31の送風空気流れ最下流部には、複数の開口穴が配置されている。混合空間にて混合された送風空気(空調風)は、これらの開口穴を介して、空調対象空間である車室内へ吹き出される。
A mixing space is provided on the downstream side of the blower air flow of the
これらの開口穴としては、具体的に、フェイス開口穴、フット開口穴、デフロスタ開口穴(いずれも図示せず)が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す為の開口穴である。 Specifically, a face opening hole, a foot opening hole, and a defroster opening hole (all not shown) are provided as these opening holes. The face opening hole is an opening hole for blowing air conditioned air toward the upper body of the passenger in the passenger compartment. The foot opening hole is an opening hole for blowing air-conditioned air toward the passenger's feet. The defroster opening hole is an opening hole for blowing conditioned air toward the inner side surface of the vehicle front window glass.
更に、フェイス開口穴、フット開口穴及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ下流側は、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(いずれも図示せず)に接続されている。従って、エアミックスドア34が、室内凝縮器12を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度が調整される。
Further, the air flow downstream of the face opening hole, the foot opening hole, and the defroster opening hole is respectively connected to the face air outlet, the foot air outlet, and the defroster air outlet ( Neither is shown). Therefore, the
つまり、エアミックスドア34は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。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によって駆動される。この電動アクチュエータは、空調制御装置40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。
That is, the
又、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。 Further, on the upstream side of the air flow of the face opening hole, foot opening hole, and defroster opening hole, a face door for adjusting the opening area of the face opening hole, a foot door for adjusting the opening area of the foot opening hole, and a defroster opening, respectively. A defroster door (both not shown) for adjusting the opening area of the hole is disposed.
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替ドアを構成する。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、それぞれ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に連結されており、連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、空調制御装置40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。
These face doors, foot doors, and defroster doors constitute an outlet mode switching door that switches the outlet mode. The face door, the foot door, and the defroster door are connected to an electric actuator for driving the air outlet mode door via a link mechanism or the like, and are rotated in conjunction with each other. The operation of this electric actuator is also controlled by a control signal output from the
吹出口モード切替ドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。 Specific examples of the outlet mode switched by the outlet mode switching door include a face mode, a bi-level mode, and a foot mode.
フェイスモードは、フェイス吹出口を全開に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吹出口モードである。バイレベルモードは、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吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開にしてフット吹出口から車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口モードである。 The face mode is an air outlet mode in which the face air outlet is fully opened and air is blown from the face air outlet toward the upper body of the passenger in the passenger compartment. The bi-level mode is an air outlet mode in which both the face air outlet and the foot air outlet are opened and air is blown toward the upper body and the feet of the passengers in the passenger compartment. The foot mode is an air outlet mode in which the foot air outlet is fully opened and blown air is blown from the foot air outlet toward the feet of the passengers in the passenger compartment.
更に、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、デフロスタモードとすることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。
Furthermore, the occupant can also set the defroster mode by manually operating a blow mode switching switch provided on the
エンジン冷却水回路70は、車両に搭載されたエンジンENGを冷却する為に、熱媒体であるエンジン冷却水を循環させる回路であり、図1に示すように、熱交換器であるエンジンラジエータ71と、図示しない冷却水ポンプとを有している。
The
エンジンラジエータ71は、エンジン冷却水回路70を循環する熱媒体であるエンジン冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器である。図2に示すように、エンジンラジエータ71は、室外熱交換器16に対して導入される外気OAの流れに関して、室外熱交換器16よりも下流側に、間隔を隔てて配置されている。
The
より具体的には、エンジンラジエータ71は、外気OAの流れの下流側において、室外熱交換器16の流入口16aを含む上側部分を占めるように配置されている。従って、エンジンラジエータ71は、室外熱交換器16で冷媒と熱交換した外気OAに対して、エンジン冷却水の熱を放熱する。そして、冷却水ポンプは、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動式の熱媒体ポンプである。
More specifically, the
従って、エンジン冷却水回路70は、エンジンENGとエンジンラジエータ71を含む循環流路内を、冷却水ポンプの駆動によってエンジン冷却水を循環させ、エンジンENG及びエンジンラジエータ71で熱交換させる。つまり、エンジン冷却水回路70は、エンジンENGの排熱をエンジン冷却水で吸熱し、この熱をエンジンラジエータ71で放熱させることができる。
Therefore, the
エンジン冷却水としては、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、又は不凍液体が使用可能であるが、冷却対象機器であるエンジンENGの温度条件等に応じて適切なものが用いられている。 As the engine cooling water, a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid can be used, but an appropriate one is used according to the temperature condition of the engine ENG which is a cooling target device. ing.
インバータ冷却水回路80は、車両に搭載されたインバータINVを含む冷却対象機器を冷却する為に、熱媒体であるインバータ冷却水を循環させる回路であり、熱交換器であるインバータラジエータ81と、図示しない冷却水ポンプとを有している。
The inverter
インバータINVは、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換部である。インバータINVは、インバータ冷却水回路80によって冷却される冷却対象機器の一つである。インバータ冷却水回路80に配置される冷却対象機器は、インバータINVのみに限定されるものではなく、種々の冷却対象機器がインバータ冷却水回路80に配置されていてもよい。
The inverter INV is a power converter that converts DC power supplied from the battery into AC power and outputs the AC power to the traveling motor. The inverter INV is one of the devices to be cooled that is cooled by the inverter
インバータラジエータ81は、インバータ冷却水回路80を循環する熱媒体であるインバータ冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器である。図2に示すように、インバータラジエータ81は、エンジンラジエータ71と同様に、室外熱交換器16に対して導入される外気OAの流れに関して、室外熱交換器16よりも下流側に、間隔を隔てて配置されている。
The
より具体的には、インバータラジエータ81は、外気OAの流れの下流側において、室外熱交換器16の流出口16bを含む下側部分を占めるように配置されており、エンジンラジエータ71の下方に位置している。従って、インバータラジエータ81は、室外熱交換器16で冷媒と熱交換した外気OAに対して、インバータ冷却水の熱を放熱する。
More specifically, the
つまり、インバータラジエータ81は、室外熱交換器16に形成される過冷却域に対して、外気OAの流れの下流側に配置されている為、より効率よく、インバータ冷却水の熱を外気OAに放熱することができる。そして、冷却水ポンプは、インバータ冷却水を吸入して吐出する電動式の熱媒体ポンプである。
That is, since the
従って、インバータ冷却水回路80は、インバータINVとインバータラジエータ81を含む循環流路内を、冷却水ポンプの駆動によってインバータ冷却水を循環させ、インバータINV及びインバータラジエータ81で熱交換させる。つまり、インバータ冷却水回路80は、インバータINVの排熱をインバータ冷却水で吸熱し、この熱をインバータラジエータ81で放熱させることができる。
Accordingly, the inverter
インバータ冷却水としては、エチレングリコールを含む液体、または不凍液体が使用可能であるが、インバータINVを含む冷却対象機器の温度条件等に応じて適切なものが用いられている。 As the inverter cooling water, a liquid containing ethylene glycol or an antifreeze liquid can be used, but an appropriate one is used according to the temperature condition of the cooling target equipment including the inverter INV.
次に、車両用空調装置1の制御系について、図3を参照しつつ説明する。車両用空調装置1は、冷凍サイクル装置10の構成機器や室内空調ユニット30を制御する為の空調制御装置40を有している。
Next, the control system of the vehicle air conditioner 1 will be described with reference to FIG. The vehicle air conditioner 1 has an air
空調制御装置40は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、空調制御装置40は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行うことで、出力側に接続された圧縮機11、第1膨張弁15a、第2膨張弁15b、第1開閉弁21、第2開閉弁22、送風機32、内外気切替装置33等の空調制御機器の作動を制御する。
The air
又、空調制御装置40の入力側には、空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。図3に示すように、空調制御用のセンサ群には、内気温センサ51、外気温センサ52、日射センサ53、吐出温度センサ54、高圧側圧力センサ55、蒸発器温度センサ56、低圧側圧力センサ57、冷媒温度センサ58等が含まれる。
In addition, a detection signal of a sensor group for air conditioning control is input to the input side of the air
内気温センサ51は、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温検出部である。外気温センサ52は、車室外温度(外気温)Tamを検出する外気温検出部である。日射センサ53は、車室内へ照射される日射量Asを検出する日射量検出部である。吐出温度センサ54は、圧縮機11吐出冷媒の吐出冷媒温度Tdを検出する吐出温度検出部である。
The inside
高圧側圧力センサ55は、室内凝縮器12の出口側冷媒圧力(高圧側冷媒圧力)Pdを検出する高圧側圧力検出部である。蒸発器温度センサ56は、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Teを検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器温度センサ56は、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。ここで、蒸発器温度センサ56として、室内蒸発器18のその他の部位の温度を検出する温度検出部を採用してもよいし、室内蒸発器18を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出部を採用してもよい。
The high pressure side pressure sensor 55 is a high pressure side pressure detector that detects the outlet side refrigerant pressure (high pressure side refrigerant pressure) Pd of the
低圧側圧力センサ57は、冷凍サイクルの低圧側における冷媒圧力を検出する低圧側圧力検出部であり、圧縮機11の吸入口側における冷媒圧力を、低圧側冷媒圧力Psとして検出する。そして、冷媒温度センサ58は、室外熱交換器16の流出口16bから流出する冷媒の温度を検出する検出部である。
The low-pressure sensor 57 is a low-pressure detector that detects the refrigerant pressure on the low-pressure side of the refrigeration cycle, and detects the refrigerant pressure on the inlet side of the
そして、空調制御装置40の入力側には、エンジン冷却水回路70のエンジン冷却水温度センサ72と、インバータ冷却水回路80のインバータ冷却水温度センサ82とが夫々接続されている。
An engine cooling
エンジン冷却水温度センサ72は、エンジン冷却水回路70の循環流路の内、エンジンENG側の流出口側からエンジンラジエータ71の流入口側までの範囲に配置されており、エンジン冷却水の温度を検出する。即ち、エンジン冷却水温度センサ72は、本発明における熱媒体温度検出部の一例である。空調制御装置40は、エンジンENGからエンジン冷却水が吸熱した熱量を推定することができる。
The engine
又、インバータ冷却水温度センサ82は、インバータ冷却水回路80の循環流路の内、インバータINV側の流出口からインバータラジエータ81の流入口側までの範囲に配置されており、インバータ冷却水の温度(以下、インバータ冷却水温度TWhv)を検出する。即ち、インバータ冷却水温度センサ82は、本発明に係る熱媒体温度検出部の一例である。そして、空調制御装置40は、インバータINVからインバータ冷却水が吸熱した熱量を推定できる。
Further, the inverter cooling
更に、空調制御装置40の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル60が接続されている。従って、空調制御装置40には、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。
Furthermore, an
操作パネル60に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、冷房スイッチ(A/Cスイッチ)、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ、吹出モード切替スイッチ等が含まれる。
Specific examples of the various air conditioning operation switches provided on the
オートスイッチは、車両用空調装置1の自動制御運転を設定或いは解除する為の入力部である。冷房スイッチは、車室内の冷房を行うことを要求する為の入力部である。風量設定スイッチは、送風機32の風量をマニュアル設定する為の入力部である。温度設定スイッチは、車室内の目標温度である車室内設定温度Tsetを設定する為の入力部である。吹出モード切替スイッチは、吹出モードをマニュアル設定する為の入力部である。
The auto switch is an input unit for setting or canceling the automatic control operation of the vehicle air conditioner 1. The cooling switch is an input unit for requesting cooling of the passenger compartment. The air volume setting switch is an input unit for manually setting the air volume of the
又、空調制御装置40の入力側には、車両制御装置90が接続されている。この車両制御装置90は、車両用空調装置1が搭載された車両の走行に関する各種制御を担っている。例えば、車両制御装置90は、エンジン冷却水回路70によるエンジンENGの冷却負荷や、インバータ冷却水回路80によるインバータINVの冷却負荷が過大である場合に、空調運転の制御内容の変更を要求する空調制御変更信号を空調制御装置40へ出力する。
A vehicle control device 90 is connected to the input side of the air
尚、空調制御装置40は、その出力側に接続された各種空調制御機器を制御する制御部(換言すると、制御装置)が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調制御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)が、それぞれの空調制御機器の作動を制御する制御部を構成している。
The air-
例えば、空調制御装置40のうち、圧縮機11の作動を制御する構成が吐出能力制御部40aを構成している。又、空調制御装置40のうち、冷媒回路切替装置である第1開閉弁21、第2開閉弁22等の作動を制御する構成が冷媒回路制御部40bを構成している。
For example, the structure which controls the action | operation of the
又、空調制御装置40のうち、減圧装置である第1膨張弁15a及び第2膨張弁15bの作動を制御する構成が減圧制御部40cを構成している。もちろん、吐出能力制御部40a、冷媒回路制御部40b、減圧制御部40c等を空調制御装置40に対して別体の制御部で構成してもよい。
Moreover, the structure which controls the action | operation of the
続いて、第1実施形態に係る車両用空調装置1の作動について説明する。上述したように、車両用空調装置1では、暖房モード、除湿暖房モード、及び冷房モードの運転を切り替えることができる。そして、これらの各運転モードの切り替えは、空調制御プログラムが実行されることによって行われる。この空調制御プログラムは、操作パネル60のオートスイッチが投入(ON)された際に実行される。
Then, the action | operation of the vehicle air conditioner 1 which concerns on 1st Embodiment is demonstrated. As described above, the vehicle air conditioner 1 can switch between the heating mode, the dehumidifying heating mode, and the cooling mode. And switching of each of these operation modes is performed by running an air-conditioning control program. This air conditioning control program is executed when the auto switch of the
空調制御プログラムのメインルーチンでは、空調制御用のセンサ群の検出信号及び各種空調操作スイッチからの操作信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号及び操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOを、以下数式F1に基づいて算出する。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×As+C…(F1)
ここで、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気温センサ51によって検出された車室内温度(内気温)、Tamは外気温センサ52によって検出された外気温、Asは日射センサ53によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
In the main routine of the air conditioning control program, the detection signals of the air conditioning control sensor group and the operation signals from various air conditioning operation switches are read. Then, based on the read detection signal and operation signal values, a target blowing temperature TAO, which is a target temperature of the blowing air blown into the vehicle interior, is calculated based on the following formula F1.
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × As + C (F1)
Here, Tset is the vehicle interior set temperature set by the temperature setting switch, Tr is the vehicle interior temperature (internal air temperature) detected by the internal
更に、操作パネル60の冷房スイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが予め定めた冷房基準温度αよりも低くなっている場合には、冷房モードでの運転を実行する。又、操作パネル60の冷房スイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが冷房基準温度α以上になっている場合には、除湿暖房モードでの運転を実行する。又、冷房スイッチが投入されていない場合には、暖房モードでの運転を実行する。
Further, in the state where the cooling switch of the
この空調制御プログラムにより、冷房モードは、主に夏季のように比較的外気温が高い場合に実行される。除湿暖房モードは、主に春季あるいは秋季に実行される。更に、暖房モードは、主に冬季の低外気温時に実行することができる。 With this air conditioning control program, the cooling mode is executed mainly when the outside air temperature is relatively high, such as in summer. The dehumidifying heating mode is executed mainly in the spring or autumn. Furthermore, the heating mode can be executed mainly at low outdoor temperatures in winter.
更に、空調制御プログラムでは、各運転モード時に応じて、各種制御対象機器の作動状態を決定する。そして、決定した作動状態に応じた制御信号および制御電圧等を各種制御対象機器へ出力する。その後、空調制御プログラムでは、車両用空調装置1の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、検出信号および操作信号の読み込み→運転モードの決定→各種制御対象機器の作動状態の決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。以下に、各運転モードについて説明する。 Further, in the air conditioning control program, the operating states of various control target devices are determined according to each operation mode. And the control signal according to the determined operating state, a control voltage, etc. are output to various control object apparatus. Thereafter, in the air conditioning control program, until the operation of the vehicle air conditioner 1 is requested to stop, reading of the detection signal and the operation signal at every predetermined control cycle → determination of the operation mode → determination of the operation state of various control target devices -> Control routines such as control voltage and control signal output are repeated. Below, each operation mode is demonstrated.
(a)暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置40が、第1開閉弁21を開き、第2開閉弁22を閉じる。又、第1膨張弁15aについては、減圧作用を発揮する絞り状態とし、第2膨張弁15bについては全閉状態とする。
(A) Heating mode In the heating mode, the air
これにより、暖房モードでは、図1の黒塗り矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→第1膨張弁15a→室外熱交換器16→(第1開閉弁21→)アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
Thereby, in the heating mode, as indicated by the black arrow in FIG. 1, the
このサイクル構成で、空調制御装置40は、室内凝縮器12へ流入する冷媒が目標凝縮器温度TCOとなるように、圧縮機11の作動を制御する。目標凝縮器温度TCOは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って上昇するように決定される。さらに、空調制御装置40は、第1膨張弁15aへ流入する冷媒の圧力に基づいて、サイクルのCOPが極大値に近づくように第1膨張弁15aの作動を制御する。又、空調制御装置40は、冷風バイパス通路35が全閉となるようにエアミックスドアを変位させ、室内凝縮器12側の通風路を全開にする。
With this cycle configuration, the air
暖房モードの冷凍サイクル装置10では、室内凝縮器12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。そして、室外熱交換器16にて冷媒が蒸発する際に外気から吸熱した熱を室内凝縮器12にて送風空気に放熱する。これにより、送風空気を加熱することができる。
In the
従って、暖房モードでは、室内凝縮器12にて加熱された送風空気を車室内に吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。
Therefore, in the heating mode, the vehicle interior can be heated by blowing the blown air heated by the
(b)除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、空調制御装置40が、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を開き、第1膨張弁15a及び第2膨張弁15bを絞り状態とする。
(B) Dehumidification heating mode In the dehumidification heating mode, the air
これにより、除湿暖房モードでは、図1の斜線ハッチング付き矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→第1膨張弁15a→室外熱交換器16→(第1開閉弁21→)アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させると共に、圧縮機11→室内凝縮器12→(第2開閉弁22→)第2膨張弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
Thus, in the dehumidifying heating mode, as indicated by the hatched arrows in FIG. 1, the
つまり、この除湿暖房モードでは、室内凝縮器12から流出した冷媒の流れを第1三方継手13aにて分岐し、分岐された一方の冷媒を第1膨張弁15a→室外熱交換器16→圧縮機11の順に流すと共に、分岐された他方の冷媒を第2膨張弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→圧縮機11の順に流す冷媒回路に切り替えられる。
That is, in this dehumidifying heating mode, the flow of the refrigerant flowing out from the
このサイクル構成で、空調制御装置40は、室内蒸発器18から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度TEOとなるように、圧縮機11の作動を制御する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOの低下に伴って低下するように決定される。目標蒸発器温度TEOは、室内蒸発器18の着霜を抑制可能な範囲で決定される。
With this cycle configuration, the
又、空調制御装置40は、第1膨張弁15aへ流入する冷媒の圧力に基づいて、サイクルのCOPが極大値に近づくように第1膨張弁15a及び第2膨張弁15bの作動を制御する。この際、空調制御装置40は、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、第1膨張弁15aの絞り開度を減少させ、第2膨張弁15bの絞り開度を増加させる。又、空調制御装置40は、冷風バイパス通路35が全閉となるようにエアミックスドアを変位させ、室内凝縮器12側の通風路を全開にする。
The air
この除湿暖房モードでは、室内凝縮器12を放熱器として機能させ、室外熱交換器16及び室内蒸発器18を蒸発器として機能させる。この為、目標吹出温度TAOの上昇に伴って室外熱交換器16の冷媒の飽和温度を低下させて、室外熱交換器16における冷媒の吸熱量を増加させることができる。これにより、室内凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させて加熱能力を向上させることができる。
In this dehumidifying heating mode, the
従って、この除湿暖房モードでは、室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気を、室内凝縮器12にて再加熱して車室内に吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。更に、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度(蒸発温度)を、室内蒸発器18における冷媒の飽和温度(蒸発温度)よりも低下させることができるので、除湿暖房モードにおける送風空気の加熱能力を増加させることができる。
Therefore, in this dehumidifying and heating mode, the dehumidifying and heating in the vehicle interior can be performed by reheating the blown air that has been cooled and dehumidified by the
(c)冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置40は、第1開閉弁21及び第2開閉弁22を閉じる。又、空調制御装置40は、第1膨張弁15aを全開状態とし、第2膨張弁15bを絞り状態とする。
(C) Cooling Mode In the cooling mode, the air
これにより、冷房モードでは、図1の白抜き矢印に示すように、圧縮機11→(室内凝縮器12→第1膨張弁15a→)室外熱交換器16→(逆止弁17→)第2膨張弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
Thereby, in the cooling mode, as indicated by the white arrow in FIG. 1, the
このサイクル構成で、空調制御装置40は、通常、室内蒸発器18から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度TEOとなるように、圧縮機11の作動を制御する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOの低下に伴って低下するように決定される。目標蒸発器温度TEOは、室内蒸発器18の着霜を抑制可能な範囲で決定される。又、空調制御装置40は、冷風バイパス通路35が全開となるようにエアミックスドア34を変位させ、室内凝縮器12側の通風路を全閉にする。
With this cycle configuration, the air-
そして、空調制御装置40は、室外熱交換器16の流出口16b側における冷媒の過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの作動を制御する。空調制御装置40は、高圧側圧力センサ55で検出された高圧側冷媒圧力Pdと、冷媒温度センサ58により検出された冷媒温度と、サイクルを循環する冷媒の物性に基づいて、室外熱交換器16における現在の過冷却度SCを算出する。
And the air-
空調制御装置40は、算出した過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。この点については後に詳細に説明する。
The air
冷房モードの冷凍サイクル装置10では、室外熱交換器16を放熱器として機能させ、室内蒸発器18を蒸発器として機能させる。そして、室内蒸発器18にて冷媒が蒸発する際に送風空気から吸熱した熱を室外熱交換器16にて外気に放熱する。これにより、送風空気を冷却することができる。
In the
従って、冷房モードでは、室内蒸発器18にて冷却された送風空気を車室内に吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
Therefore, in the cooling mode, the vehicle interior can be cooled by blowing the blown air cooled by the
続いて、車両用空調装置1における目標過冷却度の設定に関する制御処理について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、車両用空調装置1の冷房モード時において、空調制御装置40は、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。
Next, control processing relating to setting of the target subcooling degree in the vehicle air conditioner 1 will be described with reference to the drawings. As described above, when the vehicle air conditioner 1 is in the cooling mode, the air
図4に示すフローチャートは、この目標過冷却度TSCを設定する際に、空調制御装置40によって、車両用空調装置1の空調運転が実行されている間、繰り返し実行される。
The flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed while the air conditioning operation of the vehicle air conditioner 1 is being executed by the air
ステップS1では、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップS2に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外の運転モード(例えば、暖房モードや除湿暖房モード)である場合、そのまま、この制御処理を終了する。 In step S1, it is determined whether or not the operation mode is a cooling mode. If the current operation mode is the cooling mode, the process proceeds to step S2. On the other hand, when the current operation mode is an operation mode other than the cooling mode (for example, the heating mode or the dehumidifying heating mode), the control process is terminated as it is.
ステップS2においては、エアコン吹込温度Tainが基準吹込温度KTain以下であるか否かが判定される。ここで、エアコン吹込温度Tainは、エアコン熱負荷が高く、室外熱交換器16の放熱が大きいか否かを判定する為の指標の一例である。
In step S2, it is determined whether or not the air conditioner blowing temperature Tain is equal to or lower than the reference blowing temperature KTain. Here, the air conditioner blowing temperature Tain is an example of an index for determining whether the air conditioner heat load is high and the heat radiation of the
エアコン吹込温度Tainは、内気温センサ51で検出される内気温Trと、外気温センサ52で検出される外気温Tamと、内外気切替装置33の作動状態(即ち、内気の風量と外気の風量との風量割合)とに基づいて、空調制御装置40によって算出される。
The air conditioner blowing temperature Tain includes the inside air temperature Tr detected by the inside
算出されたエアコン吹込温度Tainが基準吹込温度KTain以下である場合、エアコン熱負荷、及び室外熱交換器16における放熱は大きくないと判断して、ステップS3に移行する。一方、エアコン吹込温度Tainが基準吹込温度KTain以下ではない場合、エアコン熱負荷及び室外熱交換器16における放熱が大きく、室外熱交換器16の下流側に位置するエンジンラジエータ71、インバータラジエータ81の冷却性能が不足する状況であると判断し、ステップS4に進む。
When the calculated air-conditioner blowing temperature Tain is equal to or lower than the reference blowing temperature KTain, it is determined that the air-conditioner heat load and the heat radiation in the
ステップS3では、目標過冷却度設定(A)の処理が行われる。具体的には、この場合における目標過冷却度TSCは、図5に示す制御マップにおける下限線Llと、外気温センサ52で検出した外気温Tamに基づいて特定される。下限線Llは、サイクルの成績係数COPが最も高くなるように定められている。目標過冷却度設定(A)で目標過冷却度TSCを特定した後、この制御処理を終了する。
In step S3, a target supercooling degree setting (A) process is performed. Specifically, the target supercooling degree TSC in this case is specified based on the lower limit line Ll in the control map shown in FIG. 5 and the outside air temperature Tam detected by the outside
ステップS4においては、目標過冷却度設定(B)が行われる。具体的には、この場合における目標過冷却度TSCは、図5に示す制御マップにおける上限線Lhと、外気温センサ52で検出した外気温Tamに基づいて特定される。目標過冷却度設定(B)で目標過冷却度TSCを特定した後、この制御処理を終了する。
In step S4, the target supercooling degree setting (B) is performed. Specifically, the target supercooling degree TSC in this case is specified based on the upper limit line Lh in the control map shown in FIG. 5 and the outside air temperature Tam detected by the outside
尚、制御マップにおける上限線Lhは、冷凍サイクル装置10における冷房運転を継続可能な状態で、且つ、室外熱交換器16の出口側における過冷却度ができるだけ大きくなるように決定されており、この制御マップにおける下限線Llよりも大きな値を示す。即ち、上限線Lhは、冷房モード時の成績係数COPの向上よりも、過冷却度SCを大きくとることを優先して定められている。
The upper limit line Lh in the control map is determined so that the cooling operation in the
上述したように、冷房モードにおいては、図4に示す制御処理によって、エアコン吹込温度Tainに応じた目標過冷却度TSCが特定される。そして、第2膨張弁15bの絞り開度を調整することによって、室外熱交換器16の過冷却度SCが図4の制御処理で特定された目標過冷却度TSCに近づくように制御される。
As described above, in the cooling mode, the target supercooling degree TSC corresponding to the air conditioner blowing temperature Tain is specified by the control process shown in FIG. Then, by adjusting the throttle opening degree of the
即ち、エアコン熱負荷が低く、室外熱交換器16の放熱がそれほど大きくない場合に、ステップS3の目標過冷却度設定(A)によって目標過冷却度TSCが特定される。この場合における冷房モードの運転中に、ステップS3で特定された目標過冷却度TSCに近づくように、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCを制御すると、図2に示すように、室外熱交換器16の流出口16b側には、過冷却域Rscaが形成される。
That is, when the heat load of the air conditioner is low and the heat radiation of the
一方、室外熱交換器16における放熱量が大きく、エンジンラジエータ71、インバータラジエータ81の冷却性能が不足する状況の場合、ステップS4の目標過冷却度設定(B)によって目標過冷却度TSCが特定される。
On the other hand, when the amount of heat released from the
そして、ステップS4で特定された目標過冷却度TSCに近づくように、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCを制御すると、図2に示すように、室外熱交換器16の流出口16b側には、過冷却域Rscbが形成される。
Then, when the supercooling degree SC on the outlet side of the
同一の外気温Tamという条件下において、ステップS4で特定された目標過冷却度TSCは、ステップS3で特定された目標過冷却度TSCよりも大きい。従って、図2に示すように、この場合の過冷却域Rscbは、ステップS3で設定された目標過冷却度TSCに基づく過冷却域Rscaよりも大きく形成される。 Under the condition of the same outside air temperature Tam, the target supercooling degree TSC specified in step S4 is larger than the target supercooling degree TSC specified in step S3. Therefore, as shown in FIG. 2, the supercooling region Rscb in this case is formed larger than the supercooling region Rsca based on the target supercooling degree TSC set in step S3.
ステップS3における目標過冷却度TSCに基づく冷房運転と、ステップS4における目標過冷却度TSCに基づく冷房運転との場合を比較する。 The cooling operation based on the target supercooling degree TSC in step S3 and the cooling operation based on the target supercooling degree TSC in step S4 will be compared.
先ず、ステップS4の場合の冷房運転における成績係数COPは、圧縮機11の動力増加に起因して、ステップS3の場合の冷房運転における成績係数COPよりも低下する。例えば、外気温Tamが40℃の場合には、成績係数COPは、約8%低下する。
First, the coefficient of performance COP in the cooling operation in step S4 is lower than the coefficient of performance COP in the cooling operation in step S3 due to an increase in power of the
一方、ステップS4の場合におけるラジエータ前面温度Trfは、図2に示すように、室外熱交換器16の出口側における過冷却域Rscaが過冷却域Rscbに増大することによって、ステップS3の場合におけるラジエータ前面温度Trfよりも低下する。例えば、外気温Tamが40℃の場合には、ラジエータ前面温度Trfは、約3℃低下する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the radiator front surface temperature Trf in the case of step S4 increases the supercooling region Rsca on the outlet side of the
尚、ラジエータ前面温度Trfは、外気OAの流れに関して、室外熱交換器16の下流側であって、エンジンラジエータ71及びインバータラジエータ81の上流側に位置する空間における空気の温度を意味する。
The radiator front surface temperature Trf means the temperature of air in a space located downstream of the
このように、第1実施形態に係る車両用空調装置1では、エアコン熱負荷が低く、室外熱交換器16の放熱がそれほど大きくない場合に、ステップS3の目標過冷却度設定(A)によって目標過冷却度TSCが特定される。この場合の目標過冷却度TSCは、成績係数COPが極大値になるように決定されている為、成績係数COPが高い状態で、冷房運転を継続することができる。
Thus, in the vehicle air conditioner 1 according to the first embodiment, when the heat load of the air conditioner is low and the heat radiation of the
又、室外熱交換器16の放熱もそれほど大きくならない為、エンジンラジエータ71によるエンジンENGの冷却及び、インバータラジエータ81によるインバータINVの冷却も十分に行うことができる。
Further, since the heat radiation of the
一方、室外熱交換器16における放熱量が大きく、エンジンラジエータ71、インバータラジエータ81の冷却性能が不足する状況では、ステップS4の目標過冷却度設定(C)によって目標過冷却度TSCが特定される。この場合の目標過冷却度TSCは、冷凍サイクル装置10における冷房運転が継続可能であり、且つ、室外熱交換器16の出口側における過冷却度ができるだけ大きくなるように決定されている。
On the other hand, in a situation where the heat radiation amount in the
従って、車両用空調装置1は、目標過冷却度設定(A)の場合に比べて、成績係数COPは低下するものの、冷房運転を継続することができる。つまり、車室内の快適性を維持することができる。 Therefore, the vehicle air conditioner 1 can continue the cooling operation although the coefficient of performance COP is lower than in the case of the target supercooling degree setting (A). That is, the comfort in the passenger compartment can be maintained.
又、この車両用空調装置1によれば、室外熱交換器16における過冷却域を増大させることで、ラジエータ前面温度Trfを平均的に低下させることができる。これにより、エンジンラジエータ71、インバータラジエータ81における熱交換性能の低下を抑制できる為、車両用空調装置1は、この場合におけるエンジンENG及びインバータINVの冷却性能不足を抑制できる。
Moreover, according to this vehicle air conditioner 1, the radiator front surface temperature Trf can be lowered on average by increasing the supercooling region in the
次に、車両用空調装置1における圧縮機11の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、車両用空調装置1において、圧縮機11の冷媒吐出能力は、圧縮機11を構成する電動モータの回転数を制御することで変更される。冷房モード時においては、圧縮機11の回転数は、室内蒸発器18から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度TEOとなるように制御される。
Next, the control process regarding the setting of the refrigerant discharge capacity of the
図6に示す制御処理では、圧縮機11の電動モータがとり得る回転数の上限値を変更することによって、圧縮機11が作動する回転数の範囲を設定している。この圧縮機11の回転数範囲を適宜設定することで、空調制御装置40は、状況に応じた圧縮機11の冷媒吐出能力に変更している。
In the control process shown in FIG. 6, the range of the number of rotations at which the
先ず、ステップS11では、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップS12に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外である場合は、そのまま、この制御処理を終了する。 First, in step S11, it is determined whether or not the operation mode is a cooling mode. If the current operation mode is the cooling mode, the process proceeds to step S12. On the other hand, if the current operation mode is other than the cooling mode, the control process is terminated as it is.
ステップS12では、空調制御装置40に接続されている各種センサや各種空調制御機器(以下、各種センサ等という)が正常動作しているか否かを判定する。この判定は、各種センサ等からの制御信号との間の通信に基づいて行われ、作動エラー及び通信エラーの発生を検出している。
In step S12, it is determined whether various sensors and various air conditioning control devices (hereinafter referred to as various sensors) connected to the air
各種センサ等が正常動作していると判定した場合には、ステップS13に進む。一方、各種センサ等が正常動作していないと判定した場合、作動エラー又は通信エラーが発生しているものとして、ステップS14に進む。 If it is determined that the various sensors are operating normally, the process proceeds to step S13. On the other hand, when it is determined that various sensors or the like are not operating normally, it is determined that an operation error or a communication error has occurred, and the process proceeds to step S14.
ステップS13では、圧縮機回転数設定(A)の処理が実行される。この処理では、圧縮機11の性能により定まる圧縮機11の最大回転数である制御最大値Ncmaxと、最小回転数である制御最小値Ncminとの間の範囲が、通常回転数範囲Rnとして設定される。その後、通常回転数範囲Rnを設定した後、この制御処理を終了する。
In step S13, compressor speed setting (A) processing is executed. In this process, a range between the control maximum value Ncmax that is the maximum rotation speed of the
図7に示すように、この通常回転数範囲Rn内において、通常過冷却度SCnに制御している場合のラジエータ前面温度Trfは、何れも冷却上限温度Tulよりも低温になっている。ここで、通常過冷却度SCnは、各種センサ等が正常動作している場合の過冷却度SCを意味する。そして、冷却上限温度Tulは、冷却対象機器の冷却を成立させる為に必要なラジエータ前面温度Trfの上限値を意味する。 As shown in FIG. 7, in this normal rotation speed range Rn, the radiator front surface temperature Trf when the normal supercooling degree SCn is controlled is lower than the cooling upper limit temperature Tul. Here, the normal supercooling degree SCn means the supercooling degree SC when various sensors or the like are operating normally. The cooling upper limit temperature Tul means the upper limit value of the radiator front surface temperature Trf necessary for establishing cooling of the cooling target device.
従って、この場合の冷房モードでは、圧縮機11の回転数は、通常回転数範囲Rnの範囲内において、室内蒸発器18から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度TEOとなるように決定される。この場合の冷房運転によれば、何れの圧縮機11の回転数が決定されたとしても、ラジエータによる冷却対象機器の冷却を成立させることができる。
Therefore, in the cooling mode in this case, the rotation speed of the
ステップS14においては、特定部位のエラーが発生しているか否かが判定される。ここで、特定部位とは、各種センサ類の内、エアコン熱負荷の大小を判定する際に用いられる部位である。特定部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップS15に進む。一方、特定部位とは異なる部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップS16に処理を移行する。 In step S14, it is determined whether an error has occurred in a specific part. Here, the specific part is a part used when determining the magnitude of the air-conditioner thermal load among various sensors. If it is determined that an error has occurred in the specific part, the process proceeds to step S15. On the other hand, if it is determined that an error in a part different from the specific part has occurred, the process proceeds to step S16.
ここで、第1実施形態における特定部位は、エアコン熱負荷の判定に用いられるエアコン吹込温度Tainを算出する為のセンサ類を意味し、内気温センサ51、外気温センサ52、及び内外気切替装置33に相当する。
Here, the specific part in the first embodiment means sensors for calculating the air conditioner blowing temperature Tain used for the determination of the air conditioner thermal load, and the inside
ステップS15においては、圧縮機回転数設定(B)の処理が実行される。この処理では、制御最大値Ncmaxよりも小さなフェールセーフ回転数Ncfと、制御最小値Ncminとの間の範囲が、フェール時回転数範囲Rfとして設定される。その後、フェール時回転数範囲Rfを設定した後、この制御処理を終了する。 In step S15, compressor speed setting (B) processing is executed. In this process, a range between the fail-safe rotation speed Ncf smaller than the maximum control value Ncmax and the minimum control value Ncmin is set as the rotation speed range Rf during failure. Thereafter, after setting the failure speed range Rf, this control process is terminated.
ここで、第1実施形態におけるフェールセーフ回転数Ncfは、フェール時過冷却度SCfに制御している場合のラジエータ前面温度Trfと、冷却上限温度Tulに基づいて定められる。フェール時過冷却度SCfは、冷房モードを成立させる為の最低条件の過冷却度SCを意味する。 Here, the fail-safe rotation speed Ncf in the first embodiment is determined based on the radiator front surface temperature Trf and the cooling upper limit temperature Tul in the case where the failure supercooling degree SCf is controlled. The supercooling degree SCf at the time of failure means the minimum supercooling degree SC for establishing the cooling mode.
図7に示すように、フェールセーフ回転数Ncfは、フェール時過冷却度SCfに制御している場合のラジエータ前面温度Trfが冷却上限温度Tulとなった時点における圧縮機11の回転数である。
As shown in FIG. 7, the fail-safe rotation speed Ncf is the rotation speed of the
従って、この場合の冷房モードでは、圧縮機11の回転数は、フェール時回転数範囲Rfの範囲内において、室内蒸発器18から吹き出される送風空気が目標蒸発器温度TEOとなるように決定される。即ち、この場合の冷房運転では、フェール時回転数範囲Rfの範囲内であれば、何れの圧縮機11の回転数が決定されたとしても、ラジエータによる冷却対象機器の冷却を成立させることができる。
Therefore, in the cooling mode in this case, the rotational speed of the
又、フェール時回転数範囲Rfは、通常回転数範囲Rnよりも狭くなるが、圧縮機11の運転を停止するものではない。つまり、この車両用空調装置1によれば、特定部位にエラーが生じた場合であっても、少なくとも或る程度の期間、冷房モードにおける空調運転を継続することができる。
Further, the failure speed range Rf is narrower than the normal speed range Rn, but the operation of the
ステップS16では、特定部位と異なる部位のエラーの発生に伴い、圧縮機回転数設定(C)の処理が実行される。この処理では、圧縮機11の回転数Ncを0として、圧縮機11の運転を停止する。圧縮機11の運転を停止した後、この制御処理を終了する。
In step S16, the compressor rotation speed setting (C) process is executed with the occurrence of an error in a part different from the specific part. In this process, the rotation speed Nc of the
従って、この場合の冷房運転では、圧縮機11の運転が停止される為、各種センサ等に深刻なエラーを抱えたままで、冷房運転が継続されることはない。これにより、車両用空調装置1は、各種空調制御機器における故障の深刻化を防止することができる。
Therefore, in the cooling operation in this case, since the operation of the
尚、上記ステップS16では、特定部位と異なる部位のエラーが発生した場合には、圧縮機11の運転を停止するものとしていたが、この態様に限定されるものではない。
In step S16, when an error in a part different from the specific part occurs, the operation of the
例えば、特定部位と異なる部位であって、且つ、所定の条件を満たす部位のエラーである場合に、圧縮機11の運転を停止するように構成してもよい。この場合における所定の条件としては、例えば、車両用空調装置1の深刻な故障要因となる部位であることや、空調運転に対する重要度の高い部位であることを挙げることができる。
For example, the operation of the
以上説明したように、第1実施形態に係る車両用空調装置1によれば、冷凍サイクル装置10による車室内空調と、エンジン冷却水回路70、インバータ冷却水回路80による冷却対象機器(例えば、エンジンENG、インバータINV)の冷却とを実行することができる。
As described above, according to the vehicle air conditioner 1 according to the first embodiment, the vehicle interior air conditioning by the
図2に示すように、この車両用空調装置1において、エンジンラジエータ71、インバータラジエータ81は、室外熱交換器16に対して導入される外気OAの流れに関して、室外熱交換器16よりも下流側に配置されている。従って、室外熱交換器16における放熱量(即ち、ラジエータ前面温度Trf)は、エンジンラジエータ71、インバータラジエータ81における冷却対象機器の冷却性能に影響を与える。
As shown in FIG. 2, in the vehicle air conditioner 1, the
ここで、エアコン吹込温度Tainの算出に必要な特定部位(即ち、内気温センサ51等)にエラーが発生した場合には、エアコン吹込温度Tainの精度が低下する。このエアコン吹込温度Tainは、冷房モード時における目標過冷却度TSCの特定に用いられる為、冷房モード時における目標過冷却度TSCの精度も低下し、例えば、正常時に特定される目標過冷却度よりも小さな値となってしまう場合がある。
Here, when an error occurs in a specific part (that is, the internal
一方、この車両用空調装置1において、冷房モードでは、第2膨張弁15bの絞り開度を制御することで、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように調整される。
On the other hand, in the vehicle air conditioner 1, in the cooling mode, the degree of supercooling SC on the outlet side of the
従って、特定部位のエラーは、室外熱交換器16の出口側に形成される過冷却域Rscaの減少を招き、室外熱交換器16の周辺温度(例えば、ラジエータ前面温度Trf)を上昇させてしまう。この結果、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却性能の低下を招いてしまう。
Therefore, an error in a specific part causes a decrease in the supercooling region Rsca formed on the outlet side of the
この点、第1実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位にエラーが生じた場合に、ステップS13において、圧縮機11の回転数範囲を、通常回転数範囲Rnからフェール時回転数範囲Rfに変更する。この結果、図7に示すように、特定部位にエラーが生じた場合であっても、ラジエータ前面温度Trfを、冷却上限温度Tul以下にすることができる。
In this regard, in the vehicle air conditioner 1 according to the first embodiment, when an error occurs in the specific part, the rotation speed range of the
即ち、車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機11の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ71等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置1は、或る程度の間、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
That is, the vehicle air conditioner 1 does not stop the operation of the
又、図2に示すように、インバータラジエータ81は、過冷却域が形成される室外熱交換器16の流出口16bに対して外気OAの下流側に配置されており、エンジンラジエータ71は、インバータラジエータ81の上方に配置されている。従って、車両用空調装置1は、エンジンENG、インバータINVのそれぞれに適した態様で、冷却性能を担保することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
(第2実施形態)
続いて、上述した第1実施形態とは異なる第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第2実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位のエラーが発生している場合におけるフェール時回転数範囲Rfの設定態様を除いて、基本的に第1実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment different from the first embodiment described above will be described with reference to the drawings. The vehicle air conditioner 1 according to the second embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment, except for the setting mode of the rotation speed range Rf during failure when an error of a specific part has occurred. . Accordingly, in the following description, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
以下、第2実施形態に係る車両用空調装置1が第1実施形態と相違する点について、図8を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the point in which the vehicle air conditioner 1 which concerns on 2nd Embodiment is different from 1st Embodiment is demonstrated, referring FIG.
尚、第2実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置40は、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。又、圧縮機11の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、ステップS15における圧縮機回転数設定(B)の処理内容を除いて、第1実施形態と同様の処理が行われる。
Even in the cooling mode according to the second embodiment, the air
上述した第1実施形態においては、ステップS15において、予め定められたフェールセーフ回転数Ncfを用いて、フェール時回転数範囲Rfを特定していた。この点、第2実施形態においては、冷却対象機器(即ち、インバータINV)の冷却負荷を示す指標であるインバータ冷却水温度TWhvに応じて、フェールセーフ回転数Ncfを特定し、フェール時回転数範囲Rfを決定する。 In the first embodiment described above, in step S15, the fail-time rotation speed range Rf is specified using the predetermined fail-safe rotation speed Ncf. In this regard, in the second embodiment, the fail-safe rotation speed Ncf is specified according to the inverter cooling water temperature TWhv, which is an index indicating the cooling load of the cooling target device (that is, the inverter INV), and the failure rotation speed range is determined. Rf is determined.
具体的には、ステップS15に移行すると、インバータ冷却水温度センサ82からの検出信号に基づいて、インバータ冷却水温度TWhvが特定される。そして、このインバータ冷却水温度TWhvと、図8に示す制御マップとを参照することにより、冷却対象機器の冷却負荷に応じたフェールセーフ回転数Ncfが特定される。
Specifically, when the process proceeds to step S15, the inverter cooling water temperature TWhv is specified based on the detection signal from the inverter cooling
図8に示すように、インバータ冷却水温度TWhvが予め定められた基準冷却水温度KTaよりも低い場合、フェールセーフ回転数Ncfは、予め定められた回転数のフェールセーフ回転数Ncfaに特定される。又、インバータ冷却水温度TWhvが基準冷却水温度KTbよりも高い場合、フェールセーフ回転数Ncfは、フェールセーフ回転数Ncfaよりも少ない回転数のフェールセーフ回転数Ncfbに特定される。 As shown in FIG. 8, when inverter cooling water temperature TWhv is lower than a predetermined reference cooling water temperature KTa, fail-safe rotation speed Ncf is specified as a fail-safe rotation speed Ncfa having a predetermined rotation speed. . Further, when the inverter cooling water temperature TWhv is higher than the reference cooling water temperature KTb, the fail-safe rotation speed Ncf is specified as a fail-safe rotation speed Ncfb having a rotation speed smaller than the fail-safe rotation speed Ncfa.
そして、インバータ冷却水温度TWhvが基準冷却水温度KTaから基準冷却水温度KTbまでの範囲内である場合、フェールセーフ回転数Ncfは、インバータ冷却水温度TWhvが上昇する程、少ない回転数のフェールセーフ回転数Ncfに特定される。 When the inverter cooling water temperature TWhv is within the range from the reference cooling water temperature KTa to the reference cooling water temperature KTb, the fail-safe rotation speed Ncf decreases as the inverter cooling water temperature TWhv increases. The rotation speed is specified as Ncf.
このように、第2実施形態に係る車両用空調装置1では、ステップS15において、インバータ冷却水温度TWhvが示す冷却対象機器の冷却負荷に応じて、フェールセーフ回転数Ncfが特定される。そして、このフェールセーフ回転数Ncfと制御最小値Ncminに基づいて、フェール時回転数範囲Rfが特定される。 Thus, in the vehicle air conditioner 1 according to the second embodiment, in step S15, the fail-safe rotation speed Ncf is specified according to the cooling load of the cooling target device indicated by the inverter cooling water temperature TWhv. Then, based on the fail-safe rotation speed Ncf and the minimum control value Ncmin, a fail-time rotation speed range Rf is specified.
従って、第2実施形態におけるフェール時回転数範囲Rfは、冷却対象機器の冷却負荷に対応する範囲に設定される。これにより、車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。 Therefore, the failure speed range Rf in the second embodiment is set to a range corresponding to the cooling load of the cooling target device. Thus, the vehicle air conditioner 1 maintains the cooling performance of the cooling target device and operates the vehicle interior air conditioner even when the target supercooling degree TSC cannot be normally specified due to the occurrence of an error in the specific part. Continuation can be achieved with an appropriate balance in consideration of the cooling load of the equipment to be cooled.
以上説明したように、第2実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機11の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ71等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置1は、或る程度の間、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
As described above, the vehicle air conditioner 1 according to the second embodiment has a certain degree of time even when the target supercooling degree TSC cannot be normally specified due to the occurrence of an error in a specific part. Without stopping the operation of the
この時、冷却対象機器の冷却負荷に対応するフェール時回転数範囲Rfを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。 At this time, since the fail speed range Rf corresponding to the cooling load of the cooling target device can be set, the cooling performance of the cooling target device is maintained and the operation of the vehicle interior air conditioning is continued. Both can be achieved with an appropriate balance considering the load.
(第3実施形態)
続いて、上述した各実施形態とは異なる第3実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第3実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位のエラーが発生している場合におけるフェール時回転数範囲Rfの設定態様を除いて、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment different from the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. The vehicle air conditioner 1 according to the third embodiment has basically the same configuration as that of the above-described embodiment except for the setting mode of the rotation speed range Rf during failure when an error of a specific part has occurred. . Accordingly, in the following description, the same reference numerals as those in the above-described embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
以下、第3実施形態に係る車両用空調装置1が第1実施形態と相違する点について、図9を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the point in which the vehicle air conditioner 1 which concerns on 3rd Embodiment differs from 1st Embodiment is demonstrated, referring FIG.
尚、第3実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置40は、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。又、圧縮機11の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、ステップS15における圧縮機回転数設定(B)の処理内容を除いて、上述した各実施形態と同様の処理が行われる。
Even in the cooling mode according to the third embodiment, the air
上述した第1実施形態においては、ステップS15において、予め定められたフェールセーフ回転数Ncfを用いて、フェール時回転数範囲Rfを特定しており、インバータ冷却水温度TWhvに応じて、フェールセーフ回転数Ncfを特定し、フェール時回転数範囲Rfを決定していた。 In the first embodiment described above, in step S15, the fail-speed rotation speed range Rf is specified using the predetermined fail-safe rotation speed Ncf, and the fail-safe rotation is determined according to the inverter cooling water temperature TWhv. The number Ncf was specified, and the failure speed range Rf was determined.
この点、第3実施形態においては、エアコン熱負荷を示す指標の一つである外気温Tamに応じて、フェールセーフ回転数Ncfを特定し、フェール時回転数範囲Rfを特定する。具体的には、ステップS15に移行すると、外気温センサ52からの検出信号に基づいて、外気温Tamが特定される。そして、この外気温Tamと、図9に示す制御マップとを参照することにより、エアコン熱負荷に応じたフェールセーフ回転数Ncfが特定される。
In this regard, in the third embodiment, the fail-safe rotation speed Ncf is specified according to the outside air temperature Tam which is one of the indices indicating the air conditioner heat load, and the failure rotation speed range Rf is specified. Specifically, when the process proceeds to step S15, the outside air temperature Tam is specified based on the detection signal from the outside
図9に示すように、外気温Tamが予め定められた基準外気温度KTcよりも低い場合には、フェールセーフ回転数Ncfは、予め定められた回転数のフェールセーフ回転数Ncfcに特定される。又、外気温Tamが基準外気温度KTdよりも高い場合、フェールセーフ回転数Ncfは、フェールセーフ回転数Ncfcよりも回転数が多いフェールセーフ回転数Ncfdに特定される。 As shown in FIG. 9, when the outside air temperature Tam is lower than a predetermined reference outside air temperature KTc, the fail-safe rotation speed Ncf is specified as a fail-safe rotation speed Ncfc having a predetermined rotation speed. Further, when the outside air temperature Tam is higher than the reference outside air temperature KTd, the fail-safe rotation speed Ncf is specified as a fail-safe rotation speed Ncfd having a higher rotation speed than the fail-safe rotation speed Ncfc.
そして、外気温Tamが基準外気温度KTcから基準外気温度KTdまでの範囲内である場合、フェールセーフ回転数Ncfは、外気温Tamが上昇する程、回転数が増加するように特定される。 When the outside air temperature Tam is within the range from the reference outside air temperature KTc to the reference outside air temperature KTd, the fail-safe rotation speed Ncf is specified such that the rotation speed increases as the outside air temperature Tam increases.
このように、第3実施形態に係る車両用空調装置1では、ステップS15において、外気温Tamが示すエアコン熱負荷に応じて、フェールセーフ回転数Ncfが特定される。そして、このフェールセーフ回転数Ncfと制御最小値Ncminに基づいて、フェール時回転数範囲Rfが特定される。 Thus, in the vehicle air conditioner 1 according to the third embodiment, the fail-safe rotation speed Ncf is specified in step S15 according to the air conditioner heat load indicated by the outside air temperature Tam. Then, based on the fail-safe rotation speed Ncf and the minimum control value Ncmin, a fail-time rotation speed range Rf is specified.
従って、第3実施形態におけるフェール時回転数範囲Rfは、エアコン熱負荷に対応する範囲に設定される。これにより、車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、エアコン熱負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。 Therefore, the failure speed range Rf in the third embodiment is set to a range corresponding to the air conditioner heat load. Thus, the vehicle air conditioner 1 maintains the cooling performance of the cooling target device and operates the vehicle interior air conditioner even when the target supercooling degree TSC cannot be normally specified due to the occurrence of an error in the specific part. Continuation can be achieved with an appropriate balance considering the heat load of the air conditioner.
以上説明したように、第3実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機11の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ71等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置1は、或る程度の間、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
As described above, the vehicle air conditioner 1 according to the third embodiment has a certain amount of time even if the target supercooling degree TSC cannot be normally specified due to the occurrence of an error in a specific part. Without stopping the operation of the
この時、エアコン熱負荷に対応するフェール時回転数範囲Rfを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷凍サイクル装置10におけるエアコン熱負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。
At this time, since the rotation speed range Rf at the time of failure corresponding to the air conditioner heat load can be set, the air conditioner heat load in the
(第4実施形態)
続いて、上述した各実施形態とは異なる第4実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第4実施形態に係る車両用空調装置1は、圧縮機11の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理の内容を除いて、基本的に上述した実施形態と同様の構成である。従って、以下の説明において、上述した実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Fourth embodiment)
Subsequently, a fourth embodiment different from the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. The vehicle air conditioner 1 according to the fourth embodiment has basically the same configuration as that of the above-described embodiment except for the content of the control process related to the setting of the refrigerant discharge capacity of the
以下、第4実施形態に係る車両用空調装置1が第1実施形態と相違する点について、図10を参照しつつ説明する。第4実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置40は、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。
Hereinafter, the point in which the vehicle air conditioner 1 which concerns on 4th Embodiment differs from 1st Embodiment is demonstrated, referring FIG. Even in the cooling mode according to the fourth embodiment, the air
尚、第4実施形態に係る冷房モード時においても、空調制御装置40は、室外熱交換器16の出口側における過冷却度SCが目標過冷却度TSCに近づくように、第2膨張弁15bの絞り開度を制御する。又、圧縮機11の冷媒吐出能力の設定に関する制御処理についても、上述した各実施形態とは異なり、図10のフローチャートに示す処理が実行される。
Even in the cooling mode according to the fourth embodiment, the air
図10に示すように、ステップS21では、先ず、運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。現時点の運転モードが冷房モードである場合には、ステップS22に進む。一方、現時点の運転モードが冷房モード以外である場合は、そのまま、この制御処理を終了する。 As shown in FIG. 10, in step S21, it is first determined whether or not the operation mode is a cooling mode. If the current operation mode is the cooling mode, the process proceeds to step S22. On the other hand, if the current operation mode is other than the cooling mode, the control process is terminated as it is.
ステップS22では、各種センサ等が正常動作しているか否かを判定する。ステップS22の判定は、第1実施形態のステップS12と同様に実行される。各種センサ等が正常動作していると判定した場合には、ステップS23に進む。一方、各種センサ等が正常動作していないと判定した場合、作動エラー又は通信エラーが発生しているものとして、ステップS24に進む。 In step S22, it is determined whether or not various sensors are operating normally. The determination in step S22 is executed in the same manner as in step S12 in the first embodiment. If it is determined that the various sensors are operating normally, the process proceeds to step S23. On the other hand, if it is determined that various sensors or the like are not operating normally, it is determined that an operation error or a communication error has occurred, and the process proceeds to step S24.
ステップS23では、圧縮機回転数設定(A)の処理が実行される。このステップS23の処理では、第1実施形態におけるS13と同様の処理が行われる。従って、図7に示すように、制御最大値Ncmaxと制御最小値Ncminによって規定される通常回転数範囲Rnが、圧縮機11の回転数の制御範囲として設定される。その後、この制御処理を終了する。
In step S23, compressor speed setting (A) processing is executed. In the process of step S23, the same process as S13 in the first embodiment is performed. Therefore, as shown in FIG. 7, the normal rotational speed range Rn defined by the maximum control value Ncmax and the minimum control value Ncmin is set as the rotational speed control range of the
ステップS24においては、特定部位のエラーが発生しているか否かが判定される。この判定処理は、第1実施形態におけるステップS14と同様に実行される。特定部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップS25に進む。一方、特定部位と異なる部位のエラーが発生していると判定された場合、ステップS26に処理を移行する。 In step S24, it is determined whether an error has occurred in a specific part. This determination process is executed in the same manner as step S14 in the first embodiment. If it is determined that an error has occurred in the specific part, the process proceeds to step S25. On the other hand, if it is determined that an error has occurred in a part different from the specific part, the process proceeds to step S26.
ステップS25では、車両制御装置90から出力される空調制御変更信号を検出したか否かが判定される。上述したように、空調制御変更信号は、エンジン冷却水回路70によるエンジンENGの冷却負荷やインバータ冷却水回路80によるインバータINVの冷却負荷が過大である場合に、車両制御装置90から出力される。そして、空調制御変更信号は、車両走行系を保護する為に、空調運転の制御内容の変更が要求される。
In step S25, it is determined whether or not an air conditioning control change signal output from the vehicle control device 90 has been detected. As described above, the air conditioning control change signal is output from the vehicle control device 90 when the cooling load of the engine ENG by the
空調制御変更信号を検出した場合、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却負荷が過大であると判断して、ステップS26に進む。一方、空調制御変更信号を検出していない場合、冷却対象機器の冷却負荷が過大ではないと判断して、ステップS23に進む。
When the air conditioning control change signal is detected, it is determined that the cooling load of the cooling target device by the
ステップS26においては、圧縮機回転数設定(B)の処理が実行される。この処理では、第1実施形態におけるステップS15と同様の処理が実行される。従って、図7に示すように、フェールセーフ回転数Ncfと制御最小値Ncminによって規定されるフェール時回転数範囲Rfが、圧縮機11の回転数の制御範囲として設定される。
In step S26, compressor speed setting (B) processing is executed. In this process, the same process as step S15 in the first embodiment is executed. Therefore, as shown in FIG. 7, a fail-time rotation speed range Rf defined by the fail-safe rotation speed Ncf and the minimum control value Ncmin is set as the control range of the rotation speed of the
そして、この場合におけるフェールセーフ回転数Ncfは、図7に示すように、フェール時過冷却度SCfに制御している場合のラジエータ前面温度Trfが冷却上限温度Tulとなった時点における圧縮機11の回転数である。即ち、第4実施形態におけるフェールセーフ回転数Ncfは、予め定められた規定値である。フェール時回転数範囲Rfを設定した後、この制御処理を終了する。
In this case, the fail-safe rotation speed Ncf is, as shown in FIG. 7, the value of the
ステップS27では、特定部位と異なる部位のエラーの発生に伴い、圧縮機回転数設定(C)の処理が実行される。この処理では、第1実施形態と同様に、圧縮機11の回転数Ncを0として、圧縮機11の運転を停止する。圧縮機11の運転を停止した後、この制御処理を終了する。
In step S27, a compressor rotation speed setting (C) process is executed with the occurrence of an error in a part different from the specific part. In this process, similarly to the first embodiment, the rotation speed Nc of the
以上説明したように、第4実施形態に係る車両用空調装置1は、特定部位のエラーの発生により目標過冷却度TSCを正常に特定できなった場合であっても、或る程度の間、圧縮機11の運転を停止させることなく、エンジンラジエータ71等による冷却性能の低下を抑制することができる。換言すると、車両用空調装置1は、或る程度の間、エンジンラジエータ71等による冷却対象機器の冷却性能を維持しつつ、車室内の空調を継続することができる。
As described above, the vehicle air conditioner 1 according to the fourth embodiment has a certain degree of time even when the target supercooling degree TSC cannot be normally specified due to the occurrence of an error in a specific part. Without stopping the operation of the
この時、空調制御変更信号の検出に伴い、冷却対象機器の冷却負荷に対応するフェール時回転数範囲Rfを設定することができる為、冷却対象機器の冷却性能の維持と、車室内空調の運転継続とを、冷却対象機器の冷却負荷を考慮した適切なバランスで両立できる。 At this time, in accordance with the detection of the air conditioning control change signal, the failure rotation speed range Rf corresponding to the cooling load of the equipment to be cooled can be set, so that the cooling performance of the equipment to be cooled can be maintained and the air conditioning in the passenger compartment can be operated. Continuation can be achieved with an appropriate balance in consideration of the cooling load of the equipment to be cooled.
(他の実施形態)
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned above at all. That is, various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the above-described embodiments may be combined as appropriate, and the above-described embodiments may be variously modified.
(1)上述した実施形態においては、圧縮機11における冷媒吐出能力を、圧縮機11を構成する電動モータの回転数により制御する構成であったが、この態様に限定されるものではない。例えば、圧縮機11が可変容量式の圧縮機であれば、制御電流、制御電圧、Duty信号等を用いて、当該圧縮機11の冷媒吐出能力を制御してもよい。
(1) In the above-described embodiment, the refrigerant discharge capacity in the
(2)上述した第2実施形態においては、インバータ冷却水温度TWhvを用いて、インバータ冷却水回路80の冷却負荷を判定して、フェールセーフ回転数Ncf及びフェール時回転数範囲Rfを特定していたが、この態様に限定されるものではない。ラジエータにおける熱媒体の温度によって、冷却対象機器の冷却負荷を判定し、圧縮機11の冷媒吐出能力を制御するものであれば、種々の変形が可能である。
(2) In the second embodiment described above, the cooling load of the inverter
例えば、エンジン冷却水回路70の冷却負荷を、エンジン冷却水温度センサ72で検出されるエンジン冷却水温度に基づいて判定して、これに応じたフェールセーフ回転数Ncfを特定する。そして、特定したフェールセーフ回転数Ncfを用いて、フェール時回転数範囲Rfを設定するように構成することも可能である。
For example, the cooling load of the
(3)上述した第3実施形態においては、外気温Tamを用いて、エアコン熱負荷を判定して、フェールセーフ回転数Ncf及びフェール時回転数範囲Rfを特定していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、外気温Tamの代用として、エンジンENGにおける吸気温度を用いるように構成しても良い。 (3) In the above-described third embodiment, the air-conditioner heat load is determined using the outside air temperature Tam, and the fail-safe rotation speed Ncf and the fail-time rotation speed range Rf are specified. Is not to be done. For example, the intake air temperature in the engine ENG may be used as a substitute for the outside air temperature Tam.
又、エアコン熱負荷の大小を判定することができれば十分であり、複数種類のセンサ類を用いても良い。例えば、日射センサ53により検出される日射量Asと、外気温センサ52の外気温Tamとを用いて、エアコン熱負荷を特定し、特定したエアコン熱負荷に対応するフェールセーフ回転数Ncf及びフェール時回転数範囲Rfを設定することも可能である。
Moreover, it is sufficient if the magnitude of the air-conditioner heat load can be determined, and a plurality of types of sensors may be used. For example, an air conditioner thermal load is identified using the solar radiation amount As detected by the
(4)上述した第4実施形態においては、圧縮機回転数設定(B)で予め定められたフェールセーフ回転数Ncfを用いてフェール時回転数範囲Rfを設定していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、空調制御変更信号に対して、冷却対象機器の冷却負荷の大きさを示す情報が含まれている場合には、この信号に基づく冷却負荷の大きさに応じて、フェールセーフ回転数Ncfを特定して、フェール時回転数範囲Rfを設定しても良い。又、この場合においても、各種センサ等の検出値を用いて、フェールセーフ回転数Ncfを特定しても良い。 (4) In the fourth embodiment described above, the fail-time rotation speed range Rf is set using the fail-safe rotation speed Ncf that is predetermined in the compressor rotation speed setting (B). However, the present invention is limited to this mode. Is not to be done. For example, if the air conditioning control change signal includes information indicating the size of the cooling load of the cooling target device, the fail-safe rotation speed Ncf is set according to the size of the cooling load based on this signal. Specifically, a fail speed range Rf may be set. Also in this case, the fail-safe rotation speed Ncf may be specified using detection values of various sensors or the like.
(5)又、上述の各実施形態に係る冷凍サイクル装置10は、冷房運転、暖房運転、除湿暖房運転を切り替え可能に構成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態における各運転モードに加えて、除霜運転モードに切り替え可能に構成することも可能である。
(5) Moreover, although the refrigerating-
(6)そして、上述の各実施形態における除湿暖房モードは、室外熱交換器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して並列的に接続される冷凍サイクルにより構成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、圧縮機11→室内凝縮器12→第1膨張弁15a→室外熱交換器16→第2膨張弁15b→室内蒸発器18→蒸発圧力調整弁19→アキュムレータ20→圧縮機11の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルにより、除湿暖房運転を行うように構成することも可能である。この場合、室外熱交換器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して直列的に接続される冷凍サイクルが構成される。
(6) The dehumidifying and heating mode in each of the above-described embodiments is configured by a refrigeration cycle in which the
更に、除湿暖房モードにおいて、室外熱交換器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して並列的に接続される冷凍サイクルと、室外熱交換器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して直列的に接続される冷凍サイクルとを、適宜切り替えるように構成することも可能である。
Further, in the dehumidifying and heating mode, a refrigeration cycle in which the
(7)上述の各実施形態では、空調制御プログラムを実行することによって、各運転モードを切り替えた例を説明したが、各運転モードの切り替えはこれに限定されるものではない。例えば、目標吹出温度TAOおよび外気温Tamに基づいて、予め空調制御装置40に記憶された制御マップを参照して、各運転モードを切り替えてもよい。
(7) In each of the above-described embodiments, the example in which each operation mode is switched by executing the air conditioning control program has been described. However, the switching of each operation mode is not limited to this. For example, each operation mode may be switched with reference to a control map stored in advance in the air
又、操作パネル60に各運転モードを設定する運転モード設定スイッチを設け、当該運転モード設定スイッチの操作信号に応じて、冷房モード、除湿暖房モード及び暖房モードを切り替えるようにしてもよい。
Further, an operation mode setting switch for setting each operation mode may be provided on the
1 車両用空調装置
11 圧縮機
16 室外熱交換器
15b 第2膨張弁
18 室内蒸発器
40 空調制御装置
51 内気温センサ
52 外気温センサ
33 内外気切替装置
81 インバータラジエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記圧縮機から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱器(16)と、
前記放熱器で放熱した冷媒を減圧すると共に、前記放熱器の出口側における冷媒の過冷却度を調整可能な減圧装置(15b)と、
前記減圧装置にて減圧された前記冷媒と空気とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器(18)と、を含む冷凍サイクルと、
前記放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載された冷却対象機器(ENG、INV)から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるラジエータ(71、81)と、
前記車室内の温度である内気温を検出する内気温検出部(51)と、
前記車室外の温度である外気温を検出する外気温検出部(52)と、
前記蒸発器における熱交換の対象として導入される空気を、前記車室内の空気である内気と、前記車室外の空気である外気を用いて調整する導入空気調整部(33)と、
前記内気温検出部の検出結果、前記外気温検出部の検出結果、前記導入空気調整部の作動態様を用いて、目標過冷却度を特定する目標過冷却度特定部(40)と、
前記減圧装置(15b)の作動を制御する減圧制御部(40c)と、
前記圧縮機(11)における前記冷媒の吐出能力を制御する吐出能力制御部(40a)と、を有し、
前記減圧制御部(40c)は、前記過冷却度が前記目標過冷却度特定部によって特定された目標過冷却度に近づくように、前記減圧装置(15b)を制御し、
前記吐出能力制御部(40a)は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度を正常に特定できなかった場合に、前記圧縮機(11)の吐出能力を、前記目標過冷却度を正常に特定できた場合に比べて減少させる車両用空調装置。 A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
A radiator (16) for radiating heat from the refrigerant discharged from the compressor;
A pressure reducing device (15b) capable of adjusting the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the radiator, while depressurizing the refrigerant radiated by the radiator.
A refrigeration cycle comprising: an evaporator (18) for exchanging heat between the refrigerant decompressed by the decompression device and air to evaporate the refrigerant;
With respect to the flow of air introduced into the radiator (16), a heat medium that is disposed downstream of the radiator and absorbs heat from a cooling target device (ENG, INV) mounted on a vehicle, and the air Radiators (71, 81) for exchanging heat;
An internal air temperature detecting unit (51) for detecting an internal air temperature that is the temperature in the vehicle interior;
An outside air temperature detecting unit (52) for detecting an outside air temperature which is a temperature outside the vehicle compartment;
An introduction air adjusting section (33) for adjusting the air introduced as a heat exchange target in the evaporator using the inside air that is the air inside the vehicle interior and the outside air that is the air outside the vehicle compartment;
A detection result of the internal air temperature detection unit, a detection result of the external air temperature detection unit, and a target supercooling degree specifying unit (40) for specifying a target supercooling degree using an operation mode of the introduction air adjusting unit;
A decompression control section (40c) for controlling the operation of the decompression device (15b);
A discharge capacity control section (40a) for controlling the discharge capacity of the refrigerant in the compressor (11),
The decompression control unit (40c) controls the decompression device (15b) so that the degree of supercooling approaches the target degree of supercooling specified by the target degree of supercooling specifying unit,
The discharge capacity control unit (40a) determines the discharge capacity of the compressor (11) and the target supercooling degree when the target supercooling degree specifying unit cannot normally specify the target supercooling degree. A vehicle air conditioner that reduces the amount compared to when it can be identified normally.
前記吐出能力調整部(40a)は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度が正常に特定できなかった場合に、前記冷却負荷検出部により検出された前記冷却負荷の増大に伴って、前記圧縮機(11)における吐出能力の減少量を増大させる請求項1に記載の車両用空調装置。 A cooling load detector (40) for detecting a cooling load of the device to be cooled by the radiator (71, 81),
The discharge capacity adjusting unit (40a) increases the cooling load detected by the cooling load detection unit when the target supercooling degree cannot be normally specified by the target supercooling degree specifying unit. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the reduction amount of the discharge capacity in the compressor (11) is increased.
前記ラジエータ(71、81)は、
前記放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたエンジン(ENG)から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるエンジンラジエータ(71)と、
前記放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたインバータ(INV)から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるインバータラジエータ(81)と、を含み、
前記冷却負荷検出部(40)は、前記熱媒体温度検出部(72、82)によって検出された前記エンジンラジエータにおける前記熱媒体の温度、又は前記インバータラジエータにおける前記熱媒体の温度を用いて、前記ラジエータ(71、81)による前記冷却対象機器の冷却負荷を検出する請求項2に記載の車両用空調装置。 The radiator (71, 81) has a heat medium temperature detection unit (72, 82) that detects the temperature of the heat medium that exchanges heat with the air,
The radiator (71, 81)
With respect to the flow of air introduced into the radiator (16), heat exchange is performed between the air and the heat medium that is disposed downstream of the radiator and absorbs heat from an engine (ENG) mounted on a vehicle. An engine radiator (71);
With respect to the flow of air introduced into the radiator (16), heat is exchanged between the heat medium that is disposed downstream of the radiator and has absorbed heat from an inverter (INV) mounted on a vehicle. An inverter radiator (81),
The cooling load detector (40) uses the temperature of the heat medium in the engine radiator detected by the heat medium temperature detector (72, 82) or the temperature of the heat medium in the inverter radiator, The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein a cooling load of the device to be cooled by the radiator (71, 81) is detected.
前記冷却負荷検出部(40)は、前記制御変更信号検出部によって検出された前記空調制御変更信号を用いて、前記ラジエータ(71、81)による前記冷却対象機器の冷却負荷を検出する請求項2又は3に記載の車両用空調装置。 A control change signal detection unit (S25) for detecting an air conditioning control change signal for requesting a change in the air conditioning control content by a cooling load of the cooling target device by the radiator (71, 81);
The said cooling load detection part (40) detects the cooling load of the said cooling object apparatus by the said radiator (71, 81) using the said air-conditioning control change signal detected by the said control change signal detection part. Or the vehicle air conditioner of 3.
前記吐出能力調整部(40a)は、前記目標過冷却度特定部によって前記目標過冷却度が正常に特定できなかった場合に、前記空調熱負荷検出部により検出された前記空調熱負荷の増大に伴って、前記圧縮機(11)における吐出能力の減少量を増大させる請求項1に記載の車両用空調装置。 An air conditioning thermal load detector (40) for detecting an air conditioning thermal load in the vehicle air conditioner,
The discharge capacity adjustment unit (40a) increases the air conditioning thermal load detected by the air conditioning thermal load detection unit when the target supercooling degree cannot be normally specified by the target supercooling degree specifying unit. The air conditioner for vehicles according to claim 1 which increases the amount of decrease of discharge capacity in said compressor (11) with it.
前記放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたエンジン(ENG)から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるエンジンラジエータ(71)と、
前記放熱器(16)に対して導入される空気の流れに関して、前記放熱器よりも下流側に配置され、車両に搭載されたインバータ(INV)から吸熱した熱媒体と前記空気とを熱交換させるインバータラジエータ(81)と、を含み、
前記インバータラジエータ(81)は、前記放熱器(16)に生じる過冷却域(Rsca、Rscb)に対して、前記空気の流れに関して下流側となるように配置されている請求項1ないし5の何れか1つに記載の車両用空調装置。 The radiator (71, 81)
With respect to the flow of air introduced into the radiator (16), heat exchange is performed between the air and the heat medium that is disposed downstream of the radiator and absorbs heat from an engine (ENG) mounted on a vehicle. An engine radiator (71);
With respect to the flow of air introduced into the radiator (16), heat is exchanged between the heat medium that is disposed downstream of the radiator and has absorbed heat from an inverter (INV) mounted on a vehicle. An inverter radiator (81),
The said inverter radiator (81) is arrange | positioned so that it may become a downstream with respect to the supercooling area (Rsca, Rscb) which arises in the said heat radiator (16) regarding the said air flow. The vehicle air conditioner according to claim 1.
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