JP2020203615A

JP2020203615A - Air conditioner for vehicle

Info

Publication number: JP2020203615A
Application number: JP2019112984A
Authority: JP
Inventors: 真彦池尾; Masahiko Ikeo; 多香子水野; Takako Mizuno; 克宏青木; Katsuhiro Aoki; 祐飛市原; Yuhi Ichihara
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2039-06-18
Also published as: JP7312617B2

Abstract

To improve an air conditioner for a vehicle.SOLUTION: An air conditioner 1 for a vehicle includes: a heating medium cycle 20 supplying heat of an engine 22 of the vehicle to a heater core 24 by using a heating medium; a refrigerant cycle 10 compressing a refrigerant by using a compressor 11; a heat transfer device 23 provided in the heating medium cycle 20 and transferring heat of the compressor 11 of the refrigerant cycle 10 or heat of an exhaust pipe 16 to the heating medium; a tank 17 storing the refrigerant in the refrigerant cycle 10; and a control section 31 controlling the refrigerant cycle 10. When the heating medium is supplied to the heater core 24, the control section 31 stores the refrigerant in the refrigerant cycle 10 in the tank 17 to form an excessive small refrigerant state and then, operates the compressor 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner.

車両では、室内の温度を調整するために空調装置が用いられる。空調装置は、基本的に、たとえば特許文献１のように走行中の車両のエンジンの熱を熱媒サイクルの熱媒を用いてヒータコアへ供給し、冷媒サイクルで冷却した冷媒をエバボレータへ供給する。 In vehicles, air conditioners are used to regulate the temperature in the room. The air conditioner basically supplies the heat of the engine of a running vehicle to the heater core using the heat medium of the heat medium cycle as in Patent Document 1, and supplies the refrigerant cooled by the refrigerant cycle to the evaporator.

特開平０８−０４００５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-040050 特開２０１２−００１１４１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-001141

ところで、ハイブリッド自動車などでは、停車中や走行中においてもエンジンが停止することがあり、エンジンの発熱を常に期待できるわけではなく、熱量不足が生じやすい。また、電気自動車では、エンジンを搭載していない。
そこで、車両では、最近、エンジンの不備や作動停止にかかわらず動作可能なヒートポンプ方式のサイクルを用いて、空調に利用する熱媒または冷媒を生成することがある。
しかしながら、ヒートポンプ方式のサイクルでは、そのサイクルが複雑であり、その結果として車両の重量が増加しやすい。車両の重量は、燃費にダイレクトに影響する。また、エンジンが停止している場合でも空調のためにモータなどの動力源を常に作動させることになり、走行用のバッテリの蓄電電力を使用してしまう。その結果、空調を作動させた状態での走行可能距離は低下する。 By the way, in a hybrid vehicle or the like, the engine may stop even while the vehicle is stopped or running, and the heat generation of the engine cannot always be expected, and the amount of heat tends to be insufficient. In addition, electric vehicles do not have an engine.
Therefore, recently, a vehicle may generate a heat medium or a refrigerant used for air conditioning by using a heat pump type cycle that can operate regardless of an engine defect or operation stoppage.
However, in the heat pump type cycle, the cycle is complicated, and as a result, the weight of the vehicle tends to increase. The weight of the vehicle has a direct effect on fuel economy. Further, even when the engine is stopped, a power source such as a motor is always operated for air conditioning, and the stored power of the running battery is used. As a result, the mileage in the state where the air conditioning is activated decreases.

そこで、特許文献２のように、冷房用の冷媒サイクルにコンプレッサを含むようにバイパス回路を追加し、このバイパス回路の冷媒と熱媒サイクルの熱媒との間で熱交換をすることが考えられる。これにより、エンジンが動作している場合にはエンジンの熱をヒータコアへ供給しつつ、下り坂などでエンジンが停止している場合には冷媒の熱を熱媒へ熱交換することが可能になる。重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジンが停止している場合であっても、冷媒との熱交換により熱媒を温めることが期待できる。
しかしながら、特許文献２のように単に冷媒の循環経路を通常の冷媒サイクルからバイパス回路へ切り替えてコンプレッサを動作させるとしても、熱媒を冷媒との熱交換により有効に温めることができるとは限らない。たとえば直前まで動作していない場合の冷媒は、外気温と同様に冷却された状態にある。 Therefore, as in Patent Document 2, it is conceivable to add a bypass circuit so as to include a compressor in the cooling refrigerant cycle, and to exchange heat between the refrigerant in the bypass circuit and the heat medium in the heat medium cycle. .. This makes it possible to supply the heat of the engine to the heater core when the engine is operating, and to exchange the heat of the refrigerant with the heat medium when the engine is stopped on a downhill or the like. .. Even when the engine is stopped, it can be expected to heat the heat medium by heat exchange with the refrigerant without using a heavy and complicated heat pump type cycle.
However, even if the circulation path of the refrigerant is simply switched from the normal refrigerant cycle to the bypass circuit to operate the compressor as in Patent Document 2, the heat medium cannot always be effectively heated by heat exchange with the refrigerant. .. For example, the refrigerant that has not been operated until just before is in a cooled state similar to the outside air temperature.

このように車両の空調装置には改善が求められている。 In this way, improvement is required for the air conditioner of the vehicle.

本発明に係る車両の空調装置は、車両のエンジンの熱を熱媒によりヒータコアへ供給する熱媒サイクルと、コンプレッサにより冷媒を圧縮する冷媒サイクルと、前記熱媒サイクルに設けられ、前記冷媒サイクルの前記コンプレッサの熱または前記コンプレッサの排気管の熱を前記熱媒に伝える伝熱器と、前記冷媒サイクルの前記冷媒を貯蔵するタンクと、前記冷媒サイクルを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記ヒータコアへ熱媒を供給する場合、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵して過少冷媒状態にして前記コンプレッサを動作させる。 The vehicle air conditioner according to the present invention is provided in the heat medium cycle for supplying the heat of the vehicle engine to the heater core with a heat medium, the refrigerant cycle for compressing the refrigerant by the compressor, and the refrigerant cycle. It has a heat transfer device that transfers the heat of the compressor or the heat of the exhaust pipe of the compressor to the heat medium, a tank that stores the refrigerant of the refrigerant cycle, and a control unit that controls the refrigerant cycle. When the heat medium is supplied to the heater core, the control unit stores the refrigerant in the refrigerant cycle in the tank and puts it in an under-refrigerant state to operate the compressor.

好適には、前記タンクは、前記熱媒サイクルの前記冷媒の半分以上を貯蔵可能である、とよい。 Preferably, the tank is capable of storing more than half of the refrigerant in the heat medium cycle.

好適には、前記伝熱器は、前記コンプレッサおよび前記排気管の少なくとも一部を収容する、とよい。 Preferably, the heat transfer device houses at least a part of the compressor and the exhaust pipe.

好適には、前記伝熱器から出力される前記熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ、を有し、前記制御部は、前記熱媒温度センサにより検出される前記熱媒の温度に応じて、前記コンプレッサの回転数を制御する、とよい。 Preferably, it has a heat medium temperature sensor that detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device, and the control unit responds to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor. It is preferable to control the rotation speed of the compressor.

好適には、前記車両の外気温を検出する外気温センサ、を有し、前記制御部は、前記外気温センサにより検出される車両の外気温が低くなると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵する、とよい。 Preferably, the control unit has an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature of the vehicle, and when the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor becomes low, the refrigerant of the refrigerant cycle is used in the tank. It is good to store it in.

好適には、前記制御部は、前記車両のエンジンの発熱が低下する状態になると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵している状態で前記コンプレッサを動作させる、とよい。 Preferably, the control unit operates the compressor in a state where the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank when the heat generation of the engine of the vehicle is reduced.

好適には、前記制御部は、前記車両のエンジンが発熱を生じ得る状態になると、前記コンプレッサを停止する、とよい。 Preferably, the control unit stops the compressor when the engine of the vehicle is in a state where it can generate heat.

好適には、前記制御部は、前記外気温センサにより検出される外気温が高くなると、前記タンクから、前記タンクに貯蔵している前記冷媒を排出する、とよい。 Preferably, the control unit discharges the refrigerant stored in the tank from the tank when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor becomes high.

好適には、前記冷媒サイクルは、前記コンプレッサへのオイル循環を確保するようにオイルセパレータ方式により前記冷媒を循環する、とよい。 Preferably, the refrigerant cycle circulates the refrigerant by an oil separator method so as to secure oil circulation to the compressor.

本発明では、熱媒サイクルのヒータコアへ熱媒を供給する場合、冷媒サイクルの冷媒をタンクへ貯蔵する。これにより、冷媒サイクルは、過少冷媒状態となることができる。過少冷媒状態でコンプレッサを動作させることにより、コンプレッサは、過少冷媒状態でない通常の場合より高く発熱する。伝熱器は、コンプレッサおよび排気管の少なくとも一部を収容し、過少冷媒状態で動作して高温になるコンプレッサの熱、または高温のコンプレッサの排気管の熱を熱媒へ伝える。熱媒は、発熱するコンプレッサまたは排気管の熱により加熱される。その結果、本発明では、過少冷媒状態で動作するコンプレッサの熱を、熱媒サイクルのヒータコアを通じて、車両の室内へ供給することができる。
これに対し、仮にたとえば過少冷媒状態とすることなくコンプレッサを動作させた場合、コンプレッサはあまり多く発熱しない。冷媒の温度もあまり上がらない。しかも、コンプレッサや冷媒の温度が上がるまでに時間がかかる。この場合、熱媒の熱量が不足する際にコンプレッサを作動させて、その作動開始直後から即時的に高い温度にして、その熱を熱媒サイクルのヒータコアを通じて車両の室内へ供給することは、容易でない。
しかも、本発明では、冷媒サイクルと熱媒サイクルとの組み合わせで構成されている。したがって、本発明では、重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジンが停止する場合において熱媒を良好に温めて車両の室内の加温に用いることが可能である。その結果、本発明では、たとえば調温のためだけに走行には不要な状態においてエンジンを動作させる必要が少なくできる。また、本発明では、コンプレッサを作動させる単位エネルギー当たりの発熱量を増やすことができるので、高い発熱効率により車両の燃費を改善できる。
このように本発明では、車両の空調装置を改善することができる。 In the present invention, when the heat medium is supplied to the heater core of the heat medium cycle, the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank. As a result, the refrigerant cycle can be in an under-refrigerant state. By operating the compressor in the under-refrigerant state, the compressor generates more heat than in the normal case where it is not in the under-refrigerant state. The heat transferer accommodates at least a part of the compressor and the exhaust pipe, and transfers the heat of the compressor which operates in the state of insufficient refrigerant to become high temperature or the heat of the exhaust pipe of the high temperature compressor to the heat medium. The heat medium is heated by the heat of a compressor or an exhaust pipe that generates heat. As a result, in the present invention, the heat of the compressor operating in the insufficient refrigerant state can be supplied to the interior of the vehicle through the heater core of the heat medium cycle.
On the other hand, if the compressor is operated without, for example, being in a state of insufficient refrigerant, the compressor does not generate much heat. The temperature of the refrigerant does not rise so much. Moreover, it takes time for the temperature of the compressor and the refrigerant to rise. In this case, it is easy to operate the compressor when the amount of heat of the heat medium is insufficient, immediately raise the temperature to a high temperature immediately after the start of the operation, and supply the heat to the interior of the vehicle through the heater core of the heat medium cycle. Not.
Moreover, in the present invention, it is composed of a combination of a refrigerant cycle and a heat medium cycle. Therefore, in the present invention, it is possible to satisfactorily heat the heat medium and use it for heating the interior of the vehicle when the engine is stopped without using a heavy and complicated heat pump type cycle. As a result, in the present invention, it is possible to reduce the need to operate the engine in a state unnecessary for running, for example, only for temperature control. Further, in the present invention, since the amount of heat generated per unit energy for operating the compressor can be increased, the fuel efficiency of the vehicle can be improved due to the high heat generation efficiency.
As described above, in the present invention, the air conditioner of the vehicle can be improved.

図１は、本発明の実施形態に係る車両の空調装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の空調ＥＣＵによる冷媒のタンクへの貯蔵制御のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of storage control of the refrigerant in the tank by the air conditioning ECU of FIG. 図３は、図１の空調ＥＣＵによるコンプレッサの作動制御のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of operation control of the compressor by the air conditioning ECU of FIG. 図４は、図１の車両の空調装置による熱媒の制御例の模式的なタイミングチャートである。横軸は、時間である。FIG. 4 is a schematic timing chart of an example of controlling a heat medium by the vehicle air conditioner of FIG. The horizontal axis is time.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る車両の空調装置１の説明図である。
図１の車両の空調装置１は、冷媒サイクル１０、熱媒サイクル２０、および、これらの作動を制御する制御部としての空調ＥＣＵ３１、を有する。冷媒サイクル１０、および熱媒サイクル２０は、たとえば車両のエンジン２２とともに、車両のエンジン室に設けられる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.
The vehicle air conditioner 1 of FIG. 1 includes a refrigerant cycle 10, a heat medium cycle 20, and an air conditioner ECU 31 as a control unit that controls the operation of these cycles. The refrigerant cycle 10 and the heat medium cycle 20 are provided in the engine chamber of the vehicle together with the engine 22 of the vehicle, for example.

冷媒サイクル１０は、冷媒を循環させるために、コンプレッサ１１、オイルセパレータ１２、コンデンサ１３、膨張弁１４、およびエバボレータ１５が、その順番で耐圧チューブにより連結される。エバボレータ１５は、車両の室内に通じる空調ダクト２に設けられる。
冷媒は、たとえばＲ１２、ｒ１３４ａなどでよい。
コンプレッサ１１は、冷媒を圧縮し、オイルセパレータ１２を通じてコンデンサ１３へ供給する。コンデンサ１３は、圧縮された冷媒を凝集して液化する。膨張弁１４は、凝集により液化している冷媒をエバボレータ１５へ向けて噴霧する。噴霧された冷媒は、エバボレータ１５において気化する。液状の冷媒が気化することにより、エバボレータ１５は、その周囲から気化熱を吸収する。空調ダクト２内の空気は、エバボレータ１５により冷却される。
気化した冷媒は、エバボレータ１５からコンプレッサ１１へ供給され、再び圧縮される。このようにして冷媒サイクル１０は、冷媒を循環させて、空調ダクト２内の空気を冷却し続けることができる。
オイルセパレータ１２は、冷媒に混ざるオイルを分離し、コンプレッサ１１へ戻す。これにより、コンプレッサ１１は、コンプレッサ１１へのオイル循環を確保できる。 In the refrigerant cycle 10, the compressor 11, the oil separator 12, the condenser 13, the expansion valve 14, and the evaporator 15 are connected in this order by a pressure resistant tube in order to circulate the refrigerant. The evaporator 15 is provided in the air conditioning duct 2 leading to the interior of the vehicle.
The refrigerant may be, for example, R12, r134a, or the like.
The compressor 11 compresses the refrigerant and supplies it to the condenser 13 through the oil separator 12. The capacitor 13 aggregates and liquefies the compressed refrigerant. The expansion valve 14 sprays the refrigerant liquefied by aggregation toward the evaporator 15. The sprayed refrigerant vaporizes in the evaporator 15. When the liquid refrigerant vaporizes, the evaporator 15 absorbs the heat of vaporization from its surroundings. The air in the air conditioning duct 2 is cooled by the evaporator 15.
The vaporized refrigerant is supplied from the evaporator 15 to the compressor 11 and is compressed again. In this way, the refrigerant cycle 10 can circulate the refrigerant and continue to cool the air in the air conditioning duct 2.
The oil separator 12 separates the oil mixed with the refrigerant and returns it to the compressor 11. As a result, the compressor 11 can secure oil circulation to the compressor 11.

熱媒サイクル２０は、熱媒を循環させるために、ウォータポンプ２１、車両のエンジン２２、伝熱器２３、およびヒータコア２４が、その順番で耐圧チューブにより連結される。ヒータコア２４は、車両の室内に通じる空調ダクト２に設けられる。なお、熱媒サイクル２０は、この他にも、ヒータコア２４および伝熱器２３と並列的に連結される図示外のラジエタを備えてよい。ラジエタは、熱媒を外気により冷却する。
熱媒は、たとえば冷却水でよい。熱媒は、この他にもたとえば冷却用のオイルでよい。
ウォータポンプ２１は、熱媒としての冷却水を、熱媒サイクル２０において強制循環させる。エンジン２２を通過した熱媒は、作動するエンジン２２の排熱により温められ、伝熱器２３を通過し、ヒータコア２４へ循環する。ヒータコア２４は、車両のエンジン２２の熱が熱媒により供給されることにより加熱され、空調ダクト２内の空気を温める。空調ダクト２内の空気は、ヒータコア２４により加温される。
ヒータコア２４を通過した熱媒は、再びウォータポンプ２１へ供給される。このようにして熱媒サイクル２０は、熱媒を循環させて、空調ダクト２内の空気を加温し続けることができる。 In the heat medium cycle 20, the water pump 21, the vehicle engine 22, the heat transfer device 23, and the heater core 24 are connected in this order by a pressure resistant tube in order to circulate the heat medium. The heater core 24 is provided in the air conditioning duct 2 leading to the interior of the vehicle. In addition to this, the heat medium cycle 20 may include a radiator (not shown) connected in parallel with the heater core 24 and the heat transfer device 23. The radiator cools the heat medium with the outside air.
The heat medium may be, for example, cooling water. The heat medium may be, for example, cooling oil.
The water pump 21 forcibly circulates the cooling water as a heat medium in the heat medium cycle 20. The heat medium that has passed through the engine 22 is heated by the exhaust heat of the operating engine 22, passes through the heat transfer device 23, and circulates to the heater core 24. The heater core 24 is heated by supplying heat from the engine 22 of the vehicle by a heat medium to warm the air in the air conditioning duct 2. The air in the air conditioning duct 2 is heated by the heater core 24.
The heat medium that has passed through the heater core 24 is supplied to the water pump 21 again. In this way, the heat medium cycle 20 can circulate the heat medium and continue to heat the air in the air conditioning duct 2.

空調ＥＣＵ３１は、車両に設けられる車載ネットワーク３０に接続される。車載ネットワーク３０には、この他にもたとえばエンジンＥＣＵ３２、走行制御ＥＣＵ３３、ユーザインタフェースＥＣＵ３４、などが接続される。
空調ＥＣＵ３１は、ユーザインタフェースＥＣＵ３４からの温度設定に基づいて、車室の温度が設定温度となるように、冷媒サイクル１０および熱媒サイクル２０の作動を制御する。 The air conditioning ECU 31 is connected to the vehicle-mounted network 30 provided in the vehicle. In addition, for example, an engine ECU 32, a traveling control ECU 33, a user interface ECU 34, and the like are connected to the in-vehicle network 30.
The air conditioning ECU 31 controls the operation of the refrigerant cycle 10 and the heat medium cycle 20 so that the temperature of the vehicle interior becomes the set temperature based on the temperature setting from the user interface ECU 34.

ところで、車両のエンジンＥＣＵ３２は、停車中や走行中などにおいてエンジン２２の駆動力が不要である場合、エンジン２２を停止する制御を実行する。また、車両がエンジン２２以外の動力源としてたとえばモータなどを有する場合、エンジンＥＣＵ３２は、エンジン２２を停止してモータの駆動で車両を走行させることがある。このように走行中などにおいてエンジン２２が停止制御される場合、走行中などにおいてエンジン２２が停止することなく継続的に作動している場合と比べて、エンジン２２の発熱量が減ることがある。この場合、熱媒サイクル２０は、エンジン２２の発熱を常に期待することができず、エンジン２２の停止制御中には熱量不足が生じやすい。熱量不足が生じると、空調ＥＣＵ３１は、熱媒サイクル２０を作動させても、車室を設定温度まで温めたり、車室を設定温度に維持したりできなくなる。 By the way, the engine ECU 32 of the vehicle executes a control to stop the engine 22 when the driving force of the engine 22 is unnecessary while the vehicle is stopped or running. Further, when the vehicle has, for example, a motor as a power source other than the engine 22, the engine ECU 32 may stop the engine 22 and drive the vehicle by driving the motor. When the engine 22 is stopped and controlled during traveling or the like in this way, the amount of heat generated by the engine 22 may be reduced as compared with the case where the engine 22 is continuously operated without stopping during traveling or the like. In this case, the heat medium cycle 20 cannot always expect the heat generated by the engine 22, and the amount of heat tends to be insufficient during the stop control of the engine 22. When the amount of heat is insufficient, the air conditioning ECU 31 cannot warm the passenger compartment to the set temperature or maintain the passenger compartment at the set temperature even if the heat medium cycle 20 is operated.

そこで、車両には、最近、エンジン２２の作動停止にかかわらず作動可能なヒートポンプ方式のサイクルを用いて、空調に利用する熱媒体を加熱または冷却するものが増えている。
しかしながら、ヒートポンプ方式のサイクルでは、熱媒体を加熱し且つ冷却できるようにするためにサイクルが複雑化し、空調装置１の重量が増加する。車両の重量は、燃費にダイレクトに影響する。
しかも、ヒートポンプ方式のサイクルでは、エンジン２２が作動している場合でも、空調のためのモータを作動させ続ける。これにより、走行用のバッテリの蓄電電力は、空調のために消費され続ける。空調を作動させた状態での走行可能距離は、格段に低下する。 Therefore, recently, an increasing number of vehicles use a heat pump type cycle that can operate regardless of whether the engine 22 is stopped or stopped to heat or cool a heat medium used for air conditioning.
However, in the heat pump type cycle, the cycle is complicated in order to allow the heat medium to be heated and cooled, and the weight of the air conditioner 1 is increased. The weight of the vehicle has a direct effect on fuel economy.
Moreover, in the heat pump type cycle, even when the engine 22 is operating, the motor for air conditioning is continuously operated. As a result, the stored power of the traveling battery continues to be consumed for air conditioning. The mileage with the air conditioner activated is significantly reduced.

このように車両の空調装置１では、改善することが求められている。 As described above, the air conditioner 1 of the vehicle is required to be improved.

そこで、本実施形態では、熱媒サイクル２０のたとえばエンジン２２とヒータコア２４との間に、伝熱器２３を設ける。伝熱器２３は、冷媒サイクル１０のコンプレッサ１１と、コンプレッサ１１の排気管１６とを収容する容器である。伝熱器２３は、伝熱器２３からの放熱を抑制するために断熱構造に形成されてもよい。これにより、伝熱器２３は、冷媒サイクル１０のコンプレッサ１１の熱またはコンプレッサ１１の排気管１６の熱を、熱媒に伝えることができる。 Therefore, in the present embodiment, the heat transfer device 23 is provided between the engine 22 and the heater core 24 of the heat medium cycle 20, for example. The heat transfer device 23 is a container that houses the compressor 11 of the refrigerant cycle 10 and the exhaust pipe 16 of the compressor 11. The heat transfer device 23 may be formed in a heat insulating structure in order to suppress heat dissipation from the heat transfer device 23. As a result, the heat transfer device 23 can transfer the heat of the compressor 11 of the refrigerant cycle 10 or the heat of the exhaust pipe 16 of the compressor 11 to the heat medium.

また、冷媒サイクル１０には、冷媒を貯蔵するタンク１７を設ける。タンク１７は、熱媒サイクル２０の冷媒の７〜８割以上を貯蔵できるサイズに形成する。タンク１７は、熱媒サイクル２０の冷媒の半分以上を貯蔵できるサイズに形成されてもよい。タンク１７は、冷媒サイクル１０において、たとえば膨張弁１４に対して並列に接続される。タンク１７へ冷媒を分岐する分岐管には、開閉制御可能な流入弁１８が設けられる。タンク１７から冷媒を戻す戻し管には、開閉制御可能な流出弁１９が設けられる。 Further, the refrigerant cycle 10 is provided with a tank 17 for storing the refrigerant. The tank 17 is formed in a size capable of storing 70 to 80% or more of the refrigerant of the heat medium cycle 20. The tank 17 may be formed in a size capable of storing more than half of the refrigerant in the heat medium cycle 20. The tank 17 is connected in parallel with, for example, the expansion valve 14 in the refrigerant cycle 10. An inflow valve 18 capable of opening / closing control is provided in the branch pipe for branching the refrigerant to the tank 17. The return pipe that returns the refrigerant from the tank 17 is provided with an outflow valve 19 that can be opened and closed.

また、制御部としての空調ＥＣＵ３１には、外気温センサ３５、熱媒温度センサ３６、が接続される。
外気温センサ３５は、車両の外気温を検出する。
熱媒温度センサ３６は、伝熱器２３から出力される熱媒の温度を検出する。 Further, an outside air temperature sensor 35 and a heat medium temperature sensor 36 are connected to the air conditioning ECU 31 as a control unit.
The outside air temperature sensor 35 detects the outside air temperature of the vehicle.
The heat medium temperature sensor 36 detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23.

そして、空調ＥＣＵ３１は、これらの温度センサ３５，３６により検出される温度を用いて、冷媒サイクル１０での冷媒の循環、および熱媒サイクル２０での熱媒の循環を制御する。具体的には、空調ＥＣＵ３１は、流入弁１８の開閉、流出弁１９の開閉、コンプレッサ１１の作動停止、ウォータポンプ２１の作動停止、を制御する。たとえばヒータコア２４へ熱媒を供給して車室の温度を上げる場合、空調ＥＣＵ３１は、ウォータポンプ２１を作動させて、熱媒サイクル２０で熱媒を循環する。エバボレータ１５へ冷媒を供給して車室の温度を下げる場合、空調ＥＣＵ３１は、流入弁１８および流出弁１９をともに閉じた状態でコンプレッサ１１を作動させて、冷媒サイクル１０で冷媒を循環する。 Then, the air conditioning ECU 31 controls the circulation of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 and the circulation of the heat medium in the heat medium cycle 20 by using the temperatures detected by these temperature sensors 35 and 36. Specifically, the air conditioning ECU 31 controls opening and closing of the inflow valve 18, opening and closing of the outflow valve 19, stopping the operation of the compressor 11, and stopping the operation of the water pump 21. For example, when the heat medium is supplied to the heater core 24 to raise the temperature of the vehicle interior, the air conditioning ECU 31 operates the water pump 21 to circulate the heat medium in the heat medium cycle 20. When the refrigerant is supplied to the evaporator 15 to lower the temperature of the vehicle interior, the air conditioning ECU 31 operates the compressor 11 with both the inflow valve 18 and the outflow valve 19 closed, and circulates the refrigerant in the refrigerant cycle 10.

図２は、図１の空調ＥＣＵ３１による冷媒の貯蔵制御のフローチャートである。
空調ＥＣＵ３１は、たとえば車両に乗員が乗車している場合に、図２の処理を繰り返し実行する。 FIG. 2 is a flowchart of refrigerant storage control by the air conditioning ECU 31 of FIG.
The air conditioning ECU 31 repeatedly executes the process of FIG. 2, for example, when an occupant is in the vehicle.

ステップＳＴ１において、空調ＥＣＵ３１は、外気温センサ３５により検出される車両の外気温を、加温要温度と比較する。加温要温度は、たとえば車室の加温が必要となると考えられる最高の温度でよい。車両の外気温が加温要温度以下である場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ３へ進める。車両の外気温が加温要温度より高い場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ２へ進める。 In step ST1, the air conditioning ECU 31 compares the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor 35 with the required heating temperature. The heating required temperature may be, for example, the highest temperature at which it is considered that the passenger compartment needs to be heated. When the outside air temperature of the vehicle is equal to or lower than the required heating temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST3. When the outside air temperature of the vehicle is higher than the heating required temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST2.

ステップＳＴ２において、空調ＥＣＵ３１は、車内加温の要否を判断する。空調ＥＣＵ３１は、たとえばユーザインタフェースＥＣＵ３４からの車内加温の指示がある場合、車内加温が必要と判断し、処理をステップＳＴ２へ進める。ユーザインタフェースＥＣＵ３４から車内加温の指示がない場合、空調ＥＣＵ３１は、車内加温を不要と判断し、処理をステップＳＴ４へ進める。 In step ST2, the air conditioning ECU 31 determines the necessity of heating the inside of the vehicle. For example, when the user interface ECU 34 instructs the air-conditioning ECU 31 to heat the inside of the vehicle, the air-conditioning ECU 31 determines that the heating inside the vehicle is necessary, and proceeds to the process in step ST2. When there is no instruction for heating the inside of the vehicle from the user interface ECU 34, the air conditioning ECU 31 determines that the heating inside the vehicle is unnecessary and proceeds to the process in step ST4.

ステップＳＴ３において、空調ＥＣＵ３１は、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵する。空調ＥＣＵ３１は、流出弁１９を閉じたまま流入弁１８を開き、コンプレッサ１１を作動させる。これにより、冷媒サイクル１０の冷媒は、タンク１７に流入して圧縮して蓄積される。空調ＥＣＵ３１は、たとえば図示外の圧力センサによりタンク１７の内圧を繰り返し計測し、または図示外のタイマにより経過時間を計測し、冷媒サイクル１０の冷媒の７〜８割以上がタンク１７に蓄積されていると考えられる状態になると、流出弁１９を閉じたまま流入弁１８を閉じる。これにより、冷媒サイクル１０は、過少冷媒状態となる。 In step ST3, the air conditioning ECU 31 stores the refrigerant of the refrigerant cycle 10 in the tank 17. The air conditioning ECU 31 opens the inflow valve 18 with the outflow valve 19 closed to operate the compressor 11. As a result, the refrigerant in the refrigerant cycle 10 flows into the tank 17 and is compressed and accumulated. The air-conditioning ECU 31 repeatedly measures the internal pressure of the tank 17 with a pressure sensor (not shown), or measures the elapsed time with a timer (not shown), and 70 to 80% or more of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 is accumulated in the tank 17. When the condition is considered to be present, the inflow valve 18 is closed while the outflow valve 19 is closed. As a result, the refrigerant cycle 10 is in an under-refrigerant state.

ステップＳＴ４において、空調ＥＣＵ３１は、タンク１７に貯蔵されている冷媒を冷媒サイクル１０へ戻す。空調ＥＣＵ３１は、流入弁１８を閉じたまま流出弁１９を開き、コンプレッサ１１を作動させる。これにより、タンク１７の冷媒は、冷媒サイクル１０へ戻る。空調ＥＣＵ３１は、たとえば図示外の圧力センサによりタンク１７の内圧を繰り返し計測し、または図示外のタイマにより経過時間を計測し、タンク１７の冷媒がほぼ無くなると考えられる状態になると、流入弁１８を閉じたまま流出弁１９を閉じる。これにより、タンク１７は、冷媒サイクル１０から分離される。熱媒サイクル２０は、通常量の冷媒が存在する状態になる。空調ＥＣＵ３１は、外気温センサ３５により検出される外気温が車内加温を不要とする程度に高い場合、タンク１７から、タンク１７に貯蔵している冷媒を排出する。 In step ST4, the air conditioning ECU 31 returns the refrigerant stored in the tank 17 to the refrigerant cycle 10. The air conditioning ECU 31 opens the outflow valve 19 with the inflow valve 18 closed to operate the compressor 11. As a result, the refrigerant in the tank 17 returns to the refrigerant cycle 10. The air-conditioning ECU 31 repeatedly measures the internal pressure of the tank 17 with a pressure sensor (not shown), or measures the elapsed time with a timer (not shown), and when it is considered that the refrigerant in the tank 17 is almost exhausted, the inflow valve 18 is operated. The outflow valve 19 is closed while it is closed. As a result, the tank 17 is separated from the refrigerant cycle 10. The heat medium cycle 20 is in a state in which a normal amount of refrigerant is present. When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 35 is high enough to eliminate the need for heating inside the vehicle, the air conditioning ECU 31 discharges the refrigerant stored in the tank 17 from the tank 17.

このように、本実施形態では、ステップＳＴ２の判断によりステップＳＴ３へ進むことにより、ステップＳＴ２の判断によりステップＳＴ３へ進んでいなくとも、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵することができる。
また、ステップＳＴ２の判断にかかわらずステップＳＴ１の判断によりステップＳＴ３へ進むことになり、走行途中においてエンジン２２が停止している状態で車内加温が操作されたとしても、冷媒サイクル１０を予め過少冷媒状態に準備しておいて即時的にコンプレッサ１１を作動させて発熱させることが可能になる。 As described above, in the present embodiment, by proceeding to step ST3 by the judgment of step ST2, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 can be stored in the tank 17 even if the judgment of step ST2 does not proceed to step ST3.
Further, regardless of the determination of step ST2, the process proceeds to step ST3 based on the determination of step ST1, and even if the in-vehicle heating is operated while the engine 22 is stopped during traveling, the refrigerant cycle 10 is underestimated in advance. It is possible to prepare for the refrigerant state and immediately operate the compressor 11 to generate heat.

図３は、図１の空調ＥＣＵ３１によるコンプレッサ１１の作動制御のフローチャートである。
空調ＥＣＵ３１は、たとえば車両に乗員が乗車している場合に、図３の処理を繰り返し実行する。 FIG. 3 is a flowchart of operation control of the compressor 11 by the air conditioning ECU 31 of FIG.
The air-conditioning ECU 31 repeatedly executes the process of FIG. 3, for example, when an occupant is in the vehicle.

ステップＳＴ１１において、空調ＥＣＵ３１は、図２のステップＳＴ３による冷媒のタンク１７への貯蔵が完了したか否かを判断する。冷媒のタンク１７への貯蔵が完了している場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１２へ進める。冷媒のタンク１７への貯蔵が完了していない場合、空調ＥＣＵ３１は、図３の処理を終了する。冷媒のタンク１７への貯蔵が完了している場合、冷媒サイクル１０は、過少冷媒状態になる。 In step ST11, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the storage of the refrigerant in the tank 17 in step ST3 of FIG. 2 is completed. When the storage of the refrigerant in the tank 17 is completed, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST12. When the storage of the refrigerant in the tank 17 is not completed, the air conditioning ECU 31 ends the process of FIG. When the storage of the refrigerant in the tank 17 is completed, the refrigerant cycle 10 is in the under-refrigerant state.

ステップＳＴ１２において、空調ＥＣＵ３１は、車内加温の要否を判断する。空調ＥＣＵ３１は、たとえばユーザインタフェースＥＣＵ３４からの車内加温の開始指示があった場合、車内加温が必要と判断し、処理をステップＳＴ１３へ進める。ユーザインタフェースＥＣＵ３４から車内加温の開始指示がない場合、空調ＥＣＵ３１は、車内加温を不要と判断し、図３の処理を終了する。なお、ユーザインタフェースＥＣＵ３４からの車内加温の開始指示があった場合、空調ＥＣＵ３１は、すでに熱媒サイクル２０において熱媒を循環させて、車室の加温を開始している。したがって、空調ＥＣＵ３１は、車内加温の指示により熱媒サイクル２０を用いた加温を開始した後に、処理をステップＳＴ１３へ進めることになる。 In step ST12, the air conditioning ECU 31 determines the necessity of heating the inside of the vehicle. When, for example, the user interface ECU 34 gives an instruction to start heating the inside of the vehicle, the air conditioning ECU 31 determines that heating inside the vehicle is necessary, and proceeds to the process in step ST13. When there is no instruction from the user interface ECU 34 to start heating the inside of the vehicle, the air conditioning ECU 31 determines that the heating inside the vehicle is unnecessary and ends the process of FIG. When the user interface ECU 34 gives an instruction to start heating the inside of the vehicle, the air conditioning ECU 31 has already circulated the heat medium in the heat medium cycle 20 to start heating the vehicle interior. Therefore, the air-conditioning ECU 31 starts the heating using the heat medium cycle 20 according to the instruction for heating the inside of the vehicle, and then proceeds to the process in step ST13.

ステップＳＴ１３において、空調ＥＣＵ３１は、車両のエンジン２２の発熱が低下する状態を、エンジン２２の停止の有無により判断する。エンジンＥＣＵ３２は、たとえば走行制御ＥＣＵ３３からの指示により、たとえば長い下り坂を走行する場合、アイドリングでの停車が生じる場合、エンジン２２への燃料供給を停止する。空調ＥＣＵ３１は、たとえばこの走行制御ＥＣＵ３３からエンジンＥＣＵ３２への指示を取得すると、エンジン２２が停止すると判断し、処理をステップＳＴ１４へ進める。エンジン２２が停止していないと判断する場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１８へ進める。 In step ST13, the air conditioning ECU 31 determines a state in which the heat generation of the engine 22 of the vehicle is reduced depending on whether or not the engine 22 is stopped. The engine ECU 32 stops the fuel supply to the engine 22 when, for example, the engine ECU 32 travels on a long downhill or stops at idling according to an instruction from the travel control ECU 33. For example, when the air-conditioning ECU 31 acquires an instruction from the travel control ECU 33 to the engine ECU 32, the air-conditioning ECU 31 determines that the engine 22 will stop, and proceeds to the process in step ST14. If it is determined that the engine 22 has not stopped, the air conditioning ECU 31 proceeds to step ST18.

ステップＳＴ１４において、空調ＥＣＵ３１は、熱媒温度センサ３６により検出される伝熱器２３から出力される熱媒の温度が、所定の補助開始温度以下であるか否かを判断する。補助開始温度は、たとえばエンジン２２が冬季に通常負荷で連続的に作動している場合での熱媒の定常温度より低い温度であればよい。また、補助開始温度は、後述するように、熱媒の温度として熱量が不足して車室を良好に温めることができなくなる熱量不足温度より高い温度とするとよい。熱媒の検出温度が補助開始温度以下である場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１６へ進める。熱媒の検出温度が補助開始温度より高い場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１５へ進める。 In step ST14, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23 detected by the heat medium temperature sensor 36 is equal to or lower than the predetermined auxiliary start temperature. The auxiliary start temperature may be, for example, a temperature lower than the steady temperature of the heat medium when the engine 22 is continuously operated under a normal load in winter. Further, as will be described later, the auxiliary start temperature is preferably a temperature higher than the heat quantity shortage temperature at which the heat quantity is insufficient to heat the vehicle interior satisfactorily as the temperature of the heat medium. When the detection temperature of the heat medium is equal to or lower than the auxiliary start temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST16. When the detection temperature of the heat medium is higher than the auxiliary start temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST15.

ステップＳＴ１５において、空調ＥＣＵ３１は、熱媒の検出温度が、所定の補助停止温度以上であるか否かを判断する。補助停止温度は、補助開始温度より高く、かつ、たとえばエンジン２２が冬季に通常負荷で連続的に作動している場合での熱媒の定常温度より低い温度であればよい。また、補助停止温度は、補助開始温度より高く、かつ、コンプレッサ１１の耐熱温度より低い温度であればよい。熱媒の検出温度が補助停止温度以上である場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１８へ進める。熱媒の検出温度が補助停止温度より低い場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１６へ進める。 In step ST15, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the detected temperature of the heat medium is equal to or higher than the predetermined auxiliary stop temperature. The auxiliary stop temperature may be higher than the auxiliary start temperature and lower than the steady temperature of the heat medium when the engine 22 is continuously operated under a normal load in winter, for example. Further, the auxiliary stop temperature may be a temperature higher than the auxiliary start temperature and lower than the heat resistant temperature of the compressor 11. When the detection temperature of the heat medium is equal to or higher than the auxiliary stop temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST18. When the detection temperature of the heat medium is lower than the auxiliary stop temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST16.

ステップＳＴ１６において、空調ＥＣＵ３１は、熱媒温度センサ３６により検出される伝熱器２３から出力される熱媒の温度に応じたコンプレッサ１１の回転数を取得する。空調ＥＣＵ３１は、取得可能なコンプレッサ１１の回転数として、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ１１がその耐熱温度を上回ることがない回転数の範囲から取得する。空調ＥＣＵ３１は、その回転数の範囲において、熱媒の温度が高いほど高い回転数を取得してよい。必要以上の回転数としないことにより、コンプレッサ１１を回転させるために消費するエネルギーを最適化できる。 In step ST16, the air conditioning ECU 31 acquires the number of revolutions of the compressor 11 according to the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23 detected by the heat medium temperature sensor 36. The air conditioning ECU 31 acquires the rotation speed of the compressor 11 that can be acquired from the range of the rotation speed at which the compressor 11 operating in the insufficient refrigerant state does not exceed the heat resistant temperature. The air conditioning ECU 31 may acquire a higher rotation speed as the temperature of the heat medium is higher in the range of the rotation speed. The energy consumed to rotate the compressor 11 can be optimized by not setting the rotation speed more than necessary.

ステップＳＴ１７において、空調ＥＣＵ３１は、取得した回転数で、コンプレッサ１１を作動する。これにより、コンプレッサ１１は、エンジン２２が停止する場合に過少冷媒状態で作動し、コンプレッサ１１の発熱により熱媒を加熱することができる。熱媒は、エンジン２２が停止しているにもかかわらず、コンプレッサ１１により加温されて、たとえばエンジン２２の停止前と同様に高い温度に維持されるようになり得る。また、エンジン２２の停止前よりも温度が低下する場合であっても、冷媒の温度の低下割合を低くすることができる。その後、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ１９へ進める。 In step ST17, the air conditioning ECU 31 operates the compressor 11 at the acquired rotation speed. As a result, the compressor 11 operates in a state of insufficient refrigerant when the engine 22 is stopped, and the heat medium can be heated by the heat generated by the compressor 11. The heat medium can be heated by the compressor 11 even though the engine 22 is stopped, and can be maintained at a high temperature, for example, as before the engine 22 was stopped. Further, even when the temperature is lower than that before the engine 22 is stopped, the rate of decrease in the temperature of the refrigerant can be lowered. After that, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST19.

ステップＳＴ１８において、空調ＥＣＵ３１は、コンプレッサ１１を停止する。これにより、過少冷媒状態でのコンプレッサ１１の作動を停止することができる。これにより、エンジン２２が作動する場合において、コンプレッサ１１を過少冷媒状態で作動させないようできる。 In step ST18, the air conditioning ECU 31 stops the compressor 11. As a result, the operation of the compressor 11 in the state of insufficient refrigerant can be stopped. As a result, when the engine 22 operates, the compressor 11 can be prevented from operating in a state of insufficient refrigerant.

ステップＳＴ１９において、空調ＥＣＵ３１は、室内加温が終了するか否かを判断する。空調ＥＣＵ３１は、たとえば乗員の降車やユーザインタフェースＥＣＵ３４からの車内加温の終了指示があった場合、室内加温の終了と判断し、処理をステップＳＴ２０へ進める。車内加温の終了指示がない場合、空調ＥＣＵ３１は、処理をステップＳＴ３へ戻す。空調ＥＣＵ３１は、車内加温の終了指示があるまで、ステップＳＴ３からステップＳＴ１９までの処理を繰り返す。この間に、熱媒の検出温度が補助停止温度より低い場合、ステップＳＴ１６およびステップＳＴ１７の処理により、コンプレッサ１１が過少冷媒状態で作動する。熱媒の検出温度が補助停止温度以上である場合、ステップＳＴ１８の処理により、コンプレッサ１１の過少冷媒状態での作動が停止する。 In step ST19, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the indoor heating is completed. For example, when the occupant gets off the vehicle or the user interface ECU 34 gives an instruction to end the in-vehicle heating, the air-conditioning ECU 31 determines that the indoor heating is completed and proceeds to the process in step ST20. If there is no instruction to end the heating inside the vehicle, the air conditioning ECU 31 returns the process to step ST3. The air conditioning ECU 31 repeats the processes from step ST3 to step ST19 until there is an instruction to end the heating inside the vehicle. During this period, when the detection temperature of the heat medium is lower than the auxiliary stop temperature, the compressor 11 operates in the state of insufficient refrigerant by the processing of steps ST16 and ST17. When the detection temperature of the heat medium is equal to or higher than the auxiliary stop temperature, the operation of the compressor 11 in the insufficient refrigerant state is stopped by the process of step ST18.

ステップＳＴ２０において、空調ＥＣＵ３１は、作動中のコンプレッサ１１を停止する。その後、空調ＥＣＵ３１は、図３の処理を終了する。 In step ST20, the air conditioning ECU 31 stops the operating compressor 11. After that, the air conditioning ECU 31 ends the process shown in FIG.

図４は、図１の車両の空調装置１による熱媒の制御例の模式的なタイミングチャートである。横軸は、時間である。
図４（Ａ）は、走行中のエンジン２２の作動状態である。たとえば走行中に長い下り坂を走行する場合、または走行中において長い期間で減速または停止する場合、エンジン２２が停止する。
図４（Ｂ）は、コンプレッサ１１の作動状態である。コンプレッサ１１は、図４（Ａ）においてエンジン２２が停止する期間において連続的に作動し続ける。 FIG. 4 is a schematic timing chart of an example of controlling a heat medium by the air conditioner 1 of the vehicle of FIG. The horizontal axis is time.
FIG. 4A shows an operating state of the engine 22 during traveling. For example, when traveling on a long downhill during traveling, or when decelerating or stopping for a long period of time during traveling, the engine 22 is stopped.
FIG. 4B shows an operating state of the compressor 11. The compressor 11 continues to operate continuously during the period when the engine 22 is stopped in FIG. 4A.

図４（Ｃ）は、熱媒の検出温度である。熱媒の検出温度は、走行中にエンジン２２が停止すると、温度が低下し始める。しかしながら、過少冷媒状態で作動して発熱するコンプレッサ１１の熱により、熱媒が加熱されているため、図４（Ｃ）の実線で示すように、熱媒の温度低下が抑制される。その後、エンジン２２が作動を再開すると、熱媒の温度は停止前と同様の温度に回復する。図４（Ｃ）の破線は、エンジン２２の停止中にコンプレッサ１１を作動させなかった場合での熱媒の検出温度である。この場合、エンジン２２の停止期間が長くなると、ヒータコア２４により熱を奪われる熱媒の温度は、熱量不足となり、車室を良好に温めることができる下限温度より低くなる。熱量不足になると、空調ＥＣＵ３１は、エンジンＥＣＵ３２へ、エンジン２２の始動指示を出力する。これにより、図４（Ａ）に破線で示すように、エンジン２２が始動する。エンジン２２は、エンジン２２が停止可能な期間より早く始動してしまう。エンジン２２が実際に停止している期間は、エンジン２２が停止可能な期間より短くなる。
これに対し、図４（Ｃ）の実線では、エンジン２２の停止期間が長くなっても熱媒の温度は下限温度より低くなることはない。車室を良好に温め続けることができる。エンジン２２は、エンジン２２が停止可能な期間におい実際に停止することが可能になる。 FIG. 4C shows the detection temperature of the heat medium. The detected temperature of the heat medium begins to decrease when the engine 22 is stopped during traveling. However, since the heat medium is heated by the heat of the compressor 11 that operates in the state of insufficient refrigerant and generates heat, the temperature drop of the heat medium is suppressed as shown by the solid line in FIG. 4C. After that, when the engine 22 resumes operation, the temperature of the heat medium recovers to the same temperature as before the stop. The broken line in FIG. 4C is the detected temperature of the heat medium when the compressor 11 is not operated while the engine 22 is stopped. In this case, when the stop period of the engine 22 becomes long, the temperature of the heat medium that is deprived of heat by the heater core 24 becomes insufficient in the amount of heat and becomes lower than the lower limit temperature at which the passenger compartment can be satisfactorily warmed. When the amount of heat becomes insufficient, the air conditioning ECU 31 outputs a start instruction for the engine 22 to the engine ECU 32. As a result, the engine 22 is started as shown by the broken line in FIG. 4 (A). The engine 22 starts earlier than the period during which the engine 22 can be stopped. The period during which the engine 22 is actually stopped is shorter than the period during which the engine 22 can be stopped.
On the other hand, in the solid line of FIG. 4C, the temperature of the heat medium does not become lower than the lower limit temperature even if the engine 22 is stopped for a long time. The passenger compartment can be kept warm. The engine 22 can actually stop in a period during which the engine 22 can be stopped.

以上のように、本実施形態では、熱媒サイクル２０のヒータコア２４へ熱媒を供給する場合、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵する。タンク１７は、たとえば熱媒サイクル２０の冷媒の半分以上、好ましくは７〜８割以上を貯蔵してよい。これにより、冷媒サイクル１０は、過少冷媒状態となる。この過少冷媒状態でコンプレッサ１１を作動させることにより、コンプレッサ１１は、過少冷媒状態でない通常の場合より高い温度に発熱する。伝熱器２３は、コンプレッサ１１および排気管１６を収容する容器である。伝熱器２３は、過少冷媒状態で作動して高温になるコンプレッサ１１の熱、または高温のコンプレッサ１１の排気管１６の熱を熱媒へ伝える。熱媒は、発熱するコンプレッサ１１または排気管１６の熱により良好に加熱され得る。その結果、本実施形態では、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ１１の熱を、熱媒サイクル２０のヒータコア２４を通じて、車両の室内へ供給することができる。
これに対し、仮にたとえば過少冷媒状態とすることなくコンプレッサ１１を作動させた場合、コンプレッサ１１はあまり多くの発熱をすることなく、しかも、その少ない発熱が得られるまでに時間がかかる。コンプレッサ１１を作動開始直後から即時的に高い温度へ発熱させることはできない。
しかも、本実施形態では、重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジン２２が停止している場合において、熱媒を良好に温めて車両の室内の加温に用いることが可能である。その結果、本実施形態では、たとえば調温のためだけに走行には不要な状態においてエンジン２２を作動させる必要がなくなる。また、本実施形態では、コンプレッサ１１を作動させるための単位エネルギー当たりの発熱が増えているので、高い発熱効率を得て、車両の燃費を改善することができる。本実施形態では、車両の空調装置１を改善することができる。 As described above, in the present embodiment, when the heat medium is supplied to the heater core 24 of the heat medium cycle 20, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17. The tank 17 may store, for example, half or more, preferably 70 to 80% or more of the refrigerant of the heat medium cycle 20. As a result, the refrigerant cycle 10 is in an under-refrigerant state. By operating the compressor 11 in this under-refrigerant state, the compressor 11 generates heat at a higher temperature than in a normal case where the under-refrigerant state is not met. The heat transfer device 23 is a container that houses the compressor 11 and the exhaust pipe 16. The heat transfer device 23 transfers the heat of the compressor 11 that operates in the state of insufficient refrigerant to a high temperature or the heat of the exhaust pipe 16 of the high temperature compressor 11 to the heat medium. The heat medium can be satisfactorily heated by the heat of the compressor 11 or the exhaust pipe 16 that generates heat. As a result, in the present embodiment, the heat of the compressor 11 operating in the insufficient refrigerant state can be supplied to the interior of the vehicle through the heater core 24 of the heat medium cycle 20.
On the other hand, if the compressor 11 is operated without, for example, being in an under-refrigerant state, the compressor 11 does not generate much heat, and it takes time to obtain the small amount of heat. It is not possible to immediately heat the compressor 11 to a high temperature immediately after the start of operation.
Moreover, in the present embodiment, the heat medium can be satisfactorily warmed and used for heating the interior of the vehicle when the engine 22 is stopped without using a heavy and complicated heat pump type cycle. Is. As a result, in the present embodiment, it is not necessary to operate the engine 22 in a state unnecessary for running, for example, only for temperature control. Further, in the present embodiment, since the heat generation per unit energy for operating the compressor 11 is increased, high heat generation efficiency can be obtained and the fuel efficiency of the vehicle can be improved. In this embodiment, the air conditioner 1 of the vehicle can be improved.

本実施形態では、熱媒温度センサ３６により検出される熱媒の温度に応じて、コンプレッサ１１の回転数を制御する。よって、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ１１が、その耐熱温度以上にならないように、コンプレッサ１１の回転数を制御することができる。 In the present embodiment, the rotation speed of the compressor 11 is controlled according to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor 36. Therefore, the rotation speed of the compressor 11 can be controlled so that the compressor 11 operating in the state of insufficient refrigerant does not exceed the heat resistant temperature.

本実施形態では、外気温センサ３５により検出される車両の外気温が低くなると、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵する。よって、外気温が低くなって、車両の室内の加温が必要となりそうな場合には、コンプレッサ１１を過少冷媒状態で作動させることが可能になる。そして、実際に車両のエンジン２２の発熱が低下する状態になると、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵している状態でコンプレッサ１１を作動させる。たとえば、走行中の車両が下り坂にさしかかったり、エンジン２２への燃料供給を停止したりする状態では、冷媒サイクル１０の冷媒をタンク１７へ貯蔵している状態でコンプレッサ１１を作動させる。よって、本実施形態では、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ１１の熱または排気管１６の熱により、熱媒を有効に温めて、車両の室内の加温に用いることができる。本実施形態では、温調のためだけにエンジン２２を始動させる機会を減らし、燃費を改善できる。 In the present embodiment, when the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor 35 becomes low, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17. Therefore, when the outside air temperature becomes low and it is likely that the interior of the vehicle needs to be heated, the compressor 11 can be operated in a state of insufficient refrigerant. Then, when the heat generation of the engine 22 of the vehicle is actually reduced, the compressor 11 is operated while the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17. For example, when a traveling vehicle approaches a downhill or stops supplying fuel to the engine 22, the compressor 11 is operated while the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17. Therefore, in the present embodiment, the heat medium can be effectively heated by the heat of the compressor 11 or the heat of the exhaust pipe 16 that operates in the state of insufficient refrigerant, and can be used for heating the interior of the vehicle. In the present embodiment, the chance of starting the engine 22 only for temperature control can be reduced, and the fuel consumption can be improved.

本実施形態では、車両のエンジン２２が発熱を生じ得る状態になると、コンプレッサ１１を停止する。たとえば、走行中の車両が下り坂から平地へ移行したり、エンジン２２への燃料供給を再開したりする状態では、コンプレッサ１１を停止する。よって、車両のエンジン２２の発熱により熱媒が温められることになる状態においてコンプレッサ１１を過少冷媒状態で作動させ続けて、コンプレッサ１１が過剰な加熱などにより不具合を生じてしまう可能性を減らすことができる。 In the present embodiment, the compressor 11 is stopped when the engine 22 of the vehicle is in a state where heat can be generated. For example, the compressor 11 is stopped when the traveling vehicle shifts from a downhill to a flat ground or restarts the fuel supply to the engine 22. Therefore, in a state where the heat medium is heated by the heat generated by the engine 22 of the vehicle, the compressor 11 can be continuously operated in a state of insufficient refrigerant to reduce the possibility that the compressor 11 causes a problem due to excessive heating or the like. it can.

本実施形態では、外気温センサ３５により検出される外気温が高くなると、タンク１７から、タンク１７に貯蔵している冷媒を排出する。これにより、冷媒サイクル１０は、外気温が高く場合には通常通り、冷媒によりエバボレータ１５を冷却することができる。 In the present embodiment, when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 35 becomes high, the refrigerant stored in the tank 17 is discharged from the tank 17. As a result, in the refrigerant cycle 10, the evaporator 15 can be cooled by the refrigerant as usual when the outside air temperature is high.

本実施形態では、冷媒サイクル１０は、タンク１７に冷媒を貯蔵した状態においてコンプレッサ１１へのオイル循環を確保するようにオイルセパレータ１２方式により冷媒を循環する。これにより、コンプレッサ１１は、過少冷媒状態で作動する際にもオイルによる潤滑を確保でき、焼き付きを効果的に抑制できる。 In the present embodiment, the refrigerant cycle 10 circulates the refrigerant by the oil separator 12 method so as to secure the oil circulation to the compressor 11 in the state where the refrigerant is stored in the tank 17. As a result, the compressor 11 can secure lubrication with oil even when operating in a state of insufficient refrigerant, and can effectively suppress seizure.

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるのもではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。 The above embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various modifications or modifications can be made without departing from the gist of the invention. ..

たとえば上記実施形態において、伝熱器２３は、コンプレッサ１１および排気管１６の全体を収容する容器である。
この他にもたとえば、伝熱器２３は、コンプレッサ１１および排気管１６の一部を収容してもよい。 For example, in the above embodiment, the heat transfer device 23 is a container that houses the entire compressor 11 and the exhaust pipe 16.
In addition to this, for example, the heat transfer device 23 may accommodate a part of the compressor 11 and the exhaust pipe 16.

１…車両の空調装置、２…空調ダクト、１０…冷媒サイクル、１１…コンプレッサ、１２…オイルセパレータ、１３…コンデンサ、１４…膨張弁、１５…エバボレータ、１６…排気管、１７…タンク、２０…熱媒サイクル、２２…エンジン、２３…伝熱器、２４…ヒータコア、３１…空調ＥＣＵ、３５…外気温センサ、３６…熱媒温度センサ

1 ... Vehicle air conditioner, 2 ... Air conditioning duct, 10 ... Refrigerator cycle, 11 ... Compressor, 12 ... Oil separator, 13 ... Condenser, 14 ... Expansion valve, 15 ... Evaporator, 16 ... Exhaust pipe, 17 ... Tank, 20 ... Heat medium cycle, 22 ... Engine, 23 ... Heat transmitter, 24 ... Heater core, 31 ... Air conditioning ECU, 35 ... Outside temperature sensor, 36 ... Heat medium temperature sensor

Claims

A heat medium cycle that supplies the heat of the vehicle engine to the heater core with a heat medium,
A refrigerant cycle that compresses the refrigerant with a compressor,
A heat transfer device provided in the heat medium cycle to transfer the heat of the compressor of the refrigerant cycle or the heat of the exhaust pipe of the compressor to the heat medium.
A tank for storing the refrigerant in the refrigerant cycle and
A control unit that controls the refrigerant cycle and
Have,
When the heat medium is supplied to the heater core, the control unit stores the refrigerant in the refrigerant cycle in the tank and puts it in an under-refrigerant state to operate the compressor.
Vehicle air conditioner.

The tank can store more than half of the refrigerant in the heat medium cycle.
The vehicle air conditioner according to claim 1.

The heat transfer device houses at least a part of the compressor and the exhaust pipe.
The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2.

It has a heat medium temperature sensor, which detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device.
The control unit controls the rotation speed of the compressor according to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3.

It has an outside air temperature sensor, which detects the outside air temperature of the vehicle.
When the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor becomes low, the control unit stores the refrigerant of the refrigerant cycle in the tank.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4.

When the heat generation of the engine of the vehicle is reduced, the control unit operates the compressor in a state where the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 5.

The control unit stops the compressor when the engine of the vehicle is in a state where heat can be generated.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 6.

When the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor becomes high, the control unit discharges the refrigerant stored in the tank from the tank.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 7.

The refrigerant cycle circulates the refrigerant by an oil separator method so as to secure oil circulation to the compressor.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 8.