JP2021148399A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電池用熱交換器内のオイル寝込みを抑制する冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置は、電池用熱交換器に冷媒を流す電池モードと、電池用熱交換器に冷媒を流さない非電池モードとを切り替える切り替え弁と、圧縮機と切り替え弁の制御を行う制御部とを備えている。制御部は、非電池モードの実行に伴って電池用熱交換器内に溜まった潤滑オイルの量であるオイル寝込み量を推定する推定部を備えている。制御部は、オイル寝込み量に基づいて、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収する必要があるか否かを判定する判定部を備えている。制御部は、判定部が潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収するオイル回収モードを実行する実行部を備えている。【選択図】図13

Description

この明細書における開示は、冷凍サイクル装置に関する。
特許文献1は、オイルの滞留を抑制する電池冷却用冷凍サイクル装置を開示している。この文献は、電池冷却系統の冷却器に流れる冷媒流量を増加させて、電池冷却系統に滞留したオイルを押し流すオイル戻し制御を実施することを開示している。この文献は、実施条件が満足された場合にオイル戻し制御を実施することを開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
特開2019−129087号公報
先行技術文献の構成では、電池の充放電が少ない低電池負荷などの冷媒流量が絞られる状態において、オイル戻り運転を実施している。しかしながら、電池冷却系統に冷媒を流していない状況であっても、冷却器にオイルが滞留する場合がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、冷凍サイクル装置にはさらなる改良が求められている。
開示される1つの目的は、電池用熱交換器内のオイル寝込みを抑制する冷凍サイクル装置を提供することにある。
ここに開示された冷凍サイクル装置は、潤滑オイルを含む冷媒を圧縮する圧縮機(11)と、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器(43)と、室外の空気と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器(13)と、室内の空気と冷媒とを熱交換させる室内熱交換器(23)と、電池装置(35)と冷媒とを熱交換させる電池用熱交換器(33)と、圧縮機と放熱器と室外熱交換器と室内熱交換器と電池用熱交換器とを接続して冷媒流路を形成している冷媒配管(10、20、30)と、電池用熱交換器に冷媒を流す電池モードと、電池用熱交換器に冷媒を流さない非電池モードとを切り替える切り替え弁(12、15、18、21、22、32、331)と、圧縮機と切り替え弁の制御を行う制御部(70)とを備え、制御部は、非電池モードの実行に伴って電池用熱交換器内に溜まった潤滑オイルの量であるオイル寝込み量を推定する推定部(71)と、オイル寝込み量に基づいて、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収する必要があるか否かを判定する判定部(72)と、判定部が潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収するオイル回収モードを実行する実行部(73)とを備えている。
開示された冷凍サイクル装置によると、非電池モードの実行に伴って電池用熱交換器内に溜まった潤滑オイルの量であるオイル寝込み量を推定する推定部と、オイル寝込み量に基づいて、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収する必要があるか否かを判定する判定部と、判定部が潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収するオイル回収モードを実行する実行部とを有する制御部を備えている。このため、非電池モードの実行によって発生した電池用熱交換器におけるオイル寝込みを検知して解消することができる。したがって、電池用熱交換器内のオイル寝込みを抑制する冷凍サイクル装置を提供することができる。
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
車両用空調装置の構成を示す構成図である。 冷房単独モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 電池単独モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 冷房電池モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 暖房単独モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 除湿暖房直列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 除湿暖房並列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 暖房電池直列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 暖房電池並列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 除湿暖房電池直列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 除湿暖房電池並列モードでの熱媒体の流れを示す説明図である。 車両用空調装置の制御に関するブロック図である。 車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。 図13のステップS120の処理に関するフローチャートである。 第2実施形態における車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。 図15のステップS220の処理に関するフローチャートである。 第3実施形態における車両用空調装置の構成を示す構成図である。 第3実施形態における車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
第1実施形態
図1において、車両用空調装置1は、車両に搭載されている。車両用空調装置1は、車室内の空調運転を行う空調機能を備えている。空調運転としては、冷房運転や暖房運転などの車室内空気の温度を調整する運転を含んでいる。空調運転としては、除湿運転などの車室内空気の湿度を調整する運転を含んでいる。空調運転においては、空調用ダクト2を用いて空調風を車室内に流すことで必要な空調を行う。
車両用空調装置1は、車室内に搭載された冷却対象物を冷却する冷却運転を行う冷却機能を備えている。冷却運転としては、発熱部品である二次電池35などの電子部品を冷却する運転を含んでいる。冷却運転としては、冷却対象物の冷却に使用する熱媒体を冷却する運転を含んでいる。言い換えると、冷却運転には冷却対象物を直接冷却する運転と、空気などの熱媒体を介して冷却対象物を間接冷却する運転とを含んでいる。冷却運転においては、冷却対象物である二次電池35を内部に備えた電池用ダクト3を用いて、冷却風を冷却対象物に対して流すことで必要な冷却を行う。二次電池35は、電池装置の一例を提供する。電池装置は、二次電池35に限られず、燃料電池などの一次電池を採用してもよい。
車両用空調装置1は、内部に熱媒体である冷媒が流れる共通配管10と室内器用配管20と電池用配管30とを備えている。室内器用配管20は、車室内の冷房運転などの空調運転を行う際に用いる冷媒配管である。電池用配管30は、冷却対象物である二次電池35を冷却する冷却運転を行う際に用いる冷媒配管である。共通配管10は、空調運転を行う場合にも冷却運転を行う場合にも共通で用いる冷媒配管である。言い換えると、共通配管10と室内器用配管20と電池用配管30とは、車両用空調装置1における冷凍サイクル装置1rの冷媒流路を形成している。共通配管10は、冷媒配管の一例を提供する。室内器用配管20は、冷媒配管の一例を提供する。電池用配管30は、冷媒配管の一例を提供する。
共通配管10には、圧縮機11と放熱器43と室外熱交換器13とアキュムレータ19とが設けられている。圧縮機11は、気相冷媒を吸い込んで圧縮することで高温高圧の状態で気相冷媒を吐き出す装置である。圧縮機11は、電力を用いて駆動する電動圧縮機である。このため、圧縮機11のオンオフ制御や圧縮機11の運転周波数を任意に制御できる。ただし、電動圧縮機ではなくエンジンの駆動と連動して動力を得るように構成してもよい。
放熱器43は、高温高圧の気相冷媒の熱を周囲に放熱させる装置である。放熱器43は、第1放熱器43aと第2放熱器43bとの2つの装置を備えている。共通配管10に設けられているのは、放熱器43のうち第1放熱器43aの方である。放熱器43で放熱された気相冷媒は、温度が低下するとともに、凝縮して液相となる。室外熱交換器13は、外気と冷媒とを熱交換させる装置である。室外熱交換器13における熱交換を促進させるために、室外熱交換器13に対して風を送る送風機を備えてもよい。アキュムレータ19は、液相冷媒と気相冷媒とを分離する装置である。アキュムレータ19で分離された気相冷媒が圧縮機11に吸い込まれて圧縮されることとなる。
共通配管10には、室外熱交換器13をバイパスするためのバイパス配管10pが接続されている。バイパス配管10pには、バイパス用開閉弁15が設けられている。バイパス用開閉弁15は、バイパス配管10pを流れる冷媒の量を制御する弁装置である。バイパス用開閉弁15は、切り替え弁の一例を提供する。
共通配管10には、室外熱交換器13の上流側に室外器用膨張弁12が設けられている。室外器用膨張弁12は、室外器用膨張弁12を通過する前後で冷媒に圧力差を生じさせて、冷媒を蒸発させやすくする減圧装置である。室外器用膨張弁12は、切り替え弁の一例を提供する。
共通配管10は、室内器用配管20または電池用配管30につながる流路と、室内器用配管20または電池用配管30につながらない流路とに分岐している。共通配管10のうち、室内器用配管20または電池用配管30につながる流路には、バイパス用逆止弁14が設けられている。バイパス用逆止弁14は、バイパス配管10pを流れた冷媒が室内器用配管20または電池用配管30に流れず、逆流してしまうことを防止する弁装置である。共通配管10のうち、室内器用配管20または電池用配管30につながらない流路には、並列用開閉弁18が設けられている。並列用開閉弁18は、室外熱交換器13を流れた冷媒を直接アキュムレータ19に流すか否かを切り替える弁装置である。並列用開閉弁18は、切り替え弁の一例を提供する。
室内器用配管20には、室内器用開閉弁21と室内器用膨張弁22と室内熱交換器23と蒸発圧力調整弁29とが設けられている。室内器用開閉弁21は、室内器用配管20に冷媒が流れる状態と流れない状態とに切り替える弁装置である。室内器用膨張弁22は、室内器用配管20を流れる冷媒を膨張させる弁装置である。言い換えると、室内器用膨張弁22は、室内器用膨張弁22を通過する前後で冷媒に圧力差を生じさせて、冷媒を蒸発させやすくする減圧装置である。室内熱交換器23は、車室内に送風される空気と冷媒とを熱交換させる装置である。室内熱交換器23は、内部で冷媒を蒸発させることで周囲の空気から気化熱を奪う。室内熱交換器23は、冷房運転における冷却源として用いられる。蒸発圧力調整弁29は、室内熱交換器23で蒸発する冷媒の蒸発圧力が下がり過ぎないように調整する弁装置である。室内器用開閉弁21は、切り替え弁の一例を提供する。室内器用膨張弁22は、切り替え弁の一例を提供する。
空調用ダクト2の入口である空調空気の流れの最上流には、内外気切り替えドア25が設けられている。内外気切り替えドア25は、車両の空調運転において内気を取り込むか外気を取り込むかを切り替える装置である。空調運転が内気循環モードの場合には、内外気切り替えドア25を内気側が開放するように切り替えて、車室内で空調空気を循環するようにする。一方、空調運転が外気導入モードの場合には、内外気切り替えドア25を外気側が開放するように切り替えて、車室外から空気を取り込んで車室内を流すようにする。
空調用ダクト2内であって、内外気切り替えドア25と室内熱交換器23との間には、室内器用送風機26が設けられている。室内器用送風機26は、車室内に空調風を送るための装置である。室内器用送風機26は、室内熱交換器23や後述する第2放熱器43bに向かって風を流す。
電池用配管30には、電池用膨張弁32と電池用熱交換器33とが設けられている。電池用膨張弁32は、電池用配管30を流れる冷媒を膨張させる弁装置である。言い換えると、電池用膨張弁32は、電池用膨張弁32を通過する前後で冷媒に圧力差を生じさせて、冷媒を蒸発させやすくする減圧装置である。電池用膨張弁32は、切り替え弁の一例を提供する。
電池用熱交換器33は、発熱部品である二次電池35に送風される空気と冷媒とを熱交換させる装置である。電池用熱交換器33は、内部で冷媒を蒸発させることで周囲の空気から気化熱を奪う。電池用熱交換器33は、冷却運転における冷却源として用いられる。電池用熱交換器33は、二次電池35と冷媒とを間接的に熱交換させる装置である。室内熱交換器23と電池用熱交換器33とは、冷媒の蒸発温度を互いに異なる温度に設定可能である。電池用熱交換器33は、室内熱交換器23よりも低い蒸発温度に設定されている。
電池用ダクト3は、内部で空気が循環する形状である。電池用ダクト3は、外気をダクト内部に導入する開口などを備えていない。このため、電池用ダクト3においては、積極的には外気を導入せず、内気を循環させて冷却対象物を冷却する風路を提供している。ただし、電池用ダクト3に外気導入が可能な開口を備えるようにしてもよい。
電池用ダクト3の内部には、電池用熱交換器33と二次電池35と電池用送風機36とが設けられている。二次電池35は、車両に電力を供給するバッテリとして機能する。二次電池35は、車両に電力を供給する給電時と、回生エネルギーの回収や充電器を介した外部からの電力供給によって電力を蓄える充電時とにおいて、特に大きな熱が発生しやすい発熱部品である。電池用送風機36は、電池用熱交換器33で熱交換した冷却風を二次電池35に向かって送る装置である。
共通配管10は、共通配管10から室内器用配管20と電池用配管30との2つ冷媒流路に分岐させる分岐部10bを備えている。共通配管10は、室内器用配管20と電池用配管30との2つ冷媒流路から共通配管10に合流させる合流部10jを備えている。電池用膨張弁32などを含む電池用配管30における圧力損失は、室内器用膨張弁22などを含む室内器用配管20の圧力損失よりも大きい。言い換えると、室内器用開閉弁21が全開の状態では、冷媒が室内器用配管20を流れる。一方、室内器用開閉弁21が全閉の状態では、冷媒が電池用配管30を流れる。また、室内器用開閉弁21が全開と全閉との間の開度である半開の状態では、室内器用配管20と電池用配管30との両方に冷媒が流れるように制御することができる。
車両用空調装置1は、内部に熱媒体である空調水が流れる空調水配管40を備えている。空調水配管40は、車室内の暖房運転などの空調運転を行う場合に用いる配管である。空調水配管40は、冷凍サイクル装置1rを構成する共通配管10と室内器用配管20と電池用配管30との冷媒配管から独立した配管である。空調水配管40は、空調水の流れる流路である空調水流路を形成している。
空調水配管40には、空調水ポンプ41と放熱器43とが設けられている。空調水ポンプ41は、空調水配管40に空調水を流す装置である。放熱器43は、第1放熱器43aと第2放熱器43bとを備えている。第1放熱器43aは、圧縮機11で圧縮された冷媒と空調水とを熱交換する熱交換器である。第1放熱器43aでの熱交換によって、空調水が加熱されることとなる。第2放熱器43bは、車室内に送風される空気と空調水とを熱交換させる装置である。第2放熱器43bでの熱交換によっては、周囲の空気が加熱されることとなる。第2放熱器43bは、暖房運転における加熱源として用いられる。
空調水配管40にリザーバタンクを備えていてもよい。リザーバタンクは、温度上昇に伴って空調水の体積が増加した場合であっても、空調水配管40における圧力が上昇しすぎないように圧力を調整する装置である。空調水配管40にヒータを備えていてもよい。ヒータは、空調水配管40を循環する空調水を加熱する装置である。
車両用空調装置1は、空調運転に関して様々な運転モードを備えている。空調運転のモードには、例えば冷房単独モード、電池単独モード、冷房電池モード、暖房単独モードが含まれる。空調運転のモードには、例えば除湿暖房直列モード、除湿暖房並列モード、暖房電池直列モード、暖房電池並列モードが含まれる。空調運転のモードには、例えば除湿暖房電池直列モード、除湿暖房並列電池モードが含まれる。空調運転の各モードについては、後に詳述する。
各モードは、電池モードと非電池モードとのどちらかに分類可能である。電池モードとは、二次電池35の冷却を行うモードである。一方、非電池モードとは、二次電池35の冷却を行わないモードである。各モードは、暖房モードと非暖房モードとのどちらかに分類可能である。暖房モードとは、車室内の暖房を行うモードである。非暖房モードとは、車室内の暖房を行わないモードである。
冷房単独モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図2において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。冷房単独モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを閉じ、室内器用開閉弁21を開いた状態で圧縮機11を駆動する。冷房単独モードでは、室内器用送風機26を駆動し、電池用送風機36と空調水ポンプ41とを停止する。
冷房単独モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
冷房単独モードでは、空調水ポンプ41が停止しているため、第2放熱器43bに空調水が循環されず、暖房機能が発揮されない。冷房単独モードでは、室内器用開閉弁21が開いているため、電池用熱交換器33に冷媒がほとんど循環されず、電池冷却機能が発揮されない。まとめると、冷房単独モードは、電池冷却および暖房を行わず、冷房のみを行うモードである。冷房単独モードは、非電池モードの一例を提供する。冷房単独モードは、非暖房モードの一例を提供する。
電池単独モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図3において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。電池単独モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21とを閉じた状態で圧縮機11を駆動する。電池単独モードでは、電池用送風機36を駆動し、室内器用送風機26と空調水ポンプ41とを停止する。
電池単独モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、電池用膨張弁32で膨張して温度と圧力が低下し、電池用熱交換器33で蒸発することとなる。蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
電池単独モードでは、空調水ポンプ41が停止しているため、第2放熱器43bに空調水が循環されず、暖房機能が発揮されない。電池単独モードでは、室内器用開閉弁21が閉じているため、室内熱交換器23に冷媒が循環されず、冷房機能が発揮されない。まとめると、電池単独モードは、冷房および暖房を行わず、電池冷却のみを行うモードである。電池単独モードは、電池モードの一例を提供する。電池単独モードは、非暖房モードの一例を提供する。
冷房電池モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図4において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。冷房電池モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを閉じ、室内器用開閉弁21を半開の状態で圧縮機11を駆動する。冷房電池モードでは、室内器用送風機26と電池用送風機36とを駆動し、空調水ポンプ41を停止する。
冷房電池モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、分岐部10bで室内器用配管20に流れる冷媒と、電池用配管30に流れる冷媒とに分かれる。室内器用配管20に流れた冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。一方、電池用配管30に流れた冷媒は、電池用膨張弁32で膨張して温度と圧力が低下し、電池用熱交換器33で蒸発することとなる。室内熱交換器23や電池用熱交換器33で蒸発した気相冷媒は、合流部10jで合流した後アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
冷房電池モードでは、空調水ポンプ41が停止しているため、第2放熱器43bに空調水が循環されず、暖房機能が発揮されない。まとめると、冷房電池モードは、暖房を行わず、冷房と電池冷却を同時に行うモードである。冷房電池モードは、電池モードの一例を提供する。冷房電池モードは、非暖房モードの一例を提供する。
暖房単独モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図5において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。暖房単独モードでは、バイパス用開閉弁15と室内器用開閉弁21とを閉じ、並列用開閉弁18を開いた状態で圧縮機11を駆動する。暖房単独モードでは、室内器用送風機26と空調水ポンプ41とを駆動し、電池用送風機36を停止する。
暖房単独モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43aで空調水と熱交換することで温度が低下して凝縮する。凝縮した液相冷媒は、室外器用膨張弁12で膨張して温度と圧力が低下し、室外熱交換器13で蒸発することとなる。蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。暖房単独モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、暖房単独モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。
暖房単独モードでは、並列用開閉弁18が開いているため、室内熱交換器23や電池用熱交換器33に冷媒が循環されず、冷房機能や電池冷却機能が発揮されない。まとめると、暖房単独モードは、電池冷却および冷房を行わず、暖房のみを行うモードである。暖房単独モードは、非電池モードの一例を提供する。暖房単独モードは、暖房モードの一例を提供する。
除湿暖房直列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図6において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。除湿暖房直列モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを閉じ、室内器用開閉弁21を開いた状態で圧縮機11を駆動する。除湿暖房直列モードでは、室内器用送風機26と空調水ポンプ41とを駆動し、電池用送風機36を停止する。
除湿暖房直列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
除湿暖房直列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、除湿暖房直列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。除湿暖房直列モードでは、室内熱交換器23が低温であり、第2放熱器43bが高温であるため、空調用ダクト2の内部で空気が冷却された後に加熱されることとなる。言い換えると、除湿暖房直列モードでは、室内熱交換器23で除湿され、第2放熱器43bで加熱された空気が車室内に吹き出されることとなる。
除湿暖房直列モードでは、室内器用開閉弁21が開いているため、電池用熱交換器33に冷媒が循環されず、電池冷却機能が発揮されない。まとめると、除湿暖房直列モードは、電池冷却を行わず、除湿暖房のみを行うモードである。除湿暖房直列モードは、非電池モードの一例を提供する。除湿暖房直列モードは、暖房モードの一例を提供する。
除湿暖房並列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図7において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。除湿暖房並列モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21とを開いた状態で圧縮機11を駆動する。除湿暖房並列モードでは、室内器用送風機26と空調水ポンプ41とを駆動し、電池用送風機36を停止する。
除湿暖房並列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43aで空調水と熱交換することで温度が低下して凝縮する。凝縮した液相冷媒は、バイパス配管10pを流れる冷媒とバイパス配管10pを流れない冷媒とに分かれる。バイパス配管10pを流れない冷媒は、室外器用膨張弁12で膨張して温度と圧力が低下し、室外熱交換器13で蒸発することとなる。室外熱交換器13で蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。一方、バイパス配管10pを流れる冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。室内熱交換器23で蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
除湿暖房並列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、除湿暖房並列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。除湿暖房並列モードでは、室内熱交換器23が低温であり、第2放熱器43bが高温であるため、空調用ダクト2の内部で空気が冷却された後に加熱されることとなる。言い換えると、除湿暖房並列モードでは、室内熱交換器23で除湿され、第2放熱器43bで加熱された空気が車室内に吹き出されることとなる。
除湿暖房並列モードでは、室内器用開閉弁21が開いているため、電池用熱交換器33に冷媒が循環されず、電池冷却機能が発揮されない。まとめると、除湿暖房並列モードは、電池冷却を行わず、除湿暖房のみを行うモードである。除湿暖房並列モードは、非電池モードの一例を提供する。除湿暖房並列モードは、暖房モードの一例を提供する。
除湿暖房直列モードと除湿暖房並列モードとでは、分岐部10bと合流部10jとの間の圧力差が異なる。より詳細には、除湿暖房直列モードでは、分岐部10bと合流部10jとの間の圧力差が大きくなりやすい。一方、除湿暖房並列モードでは、分岐部10bと合流部10jとの間の圧力差が小さくなりやすい。言い換えると、除湿暖房直列モードは、除湿暖房並列モードよりも電池用配管30の上流側と下流側との圧力差が大きくなりやすい。
暖房電池直列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図8において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。暖房電池直列モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21とを閉じた状態で圧縮機11を駆動する。暖房電池直列モードでは、室内器用送風機26と電池用送風機36と空調水ポンプ41とを駆動する。
暖房電池直列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、電池用膨張弁32で膨張して温度と圧力が低下し、電池用熱交換器33で蒸発することとなる。蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。暖房電池直列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、暖房電池直列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。
暖房電池直列モードでは、室内器用開閉弁21が閉じているため、室内熱交換器23に冷媒が循環されず、除湿機能が発揮されない。まとめると、暖房電池直列モードは、除湿を行わず、暖房と電池冷却とを行うモードである。暖房電池直列モードは、電池モードの一例を提供する。暖房電池直列モードは、暖房モードの一例を提供する。
暖房電池並列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図9において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。暖房電池並列モードでは、室内器用開閉弁21を閉じ、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを開いた状態で圧縮機11を駆動する。暖房電池並列モードでは、室内器用送風機26と空調水ポンプ41と電池用送風機36とを駆動する。
暖房電池並列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43aで空調水と熱交換することで温度が低下して凝縮する。凝縮した液相冷媒は、バイパス配管10pを流れる冷媒とバイパス配管10pを流れない冷媒とに分かれる。バイパス配管10pを流れない冷媒は、室外器用膨張弁12で膨張して温度と圧力が低下し、室外熱交換器13で蒸発することとなる。室外熱交換器13で蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。一方、バイパス配管10pを流れる冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。室内熱交換器23で蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
暖房電池並列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、暖房電池並列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。暖房電池並列モードでは、室内器用開閉弁21が閉じているため、室内熱交換器23に冷媒が循環されず、除湿機能が発揮されない。まとめると、暖房電池並列モードは、除湿を行わず、暖房と電池冷却とを行うモードである。暖房電池並列モードは、電池モードの一例を提供する。暖房電池並列モードは、暖房モードの一例を提供する。
暖房電池直列モードと暖房電池並列モードとでは、電池用熱交換器33に流れる冷媒の量が異なる。より詳細には、暖房電池直列モードは、圧縮機11で送られる冷媒の全てが電池用熱交換器33を流れることとなる。一方、暖房電池並列モードでは、圧縮機11で送られる冷媒の一部が電池用熱交換器33を流れることとなる。言い換えると、暖房電池直列モードは、暖房電池並列モードよりも電池用熱交換器33を流れる冷媒の量が多くなりやすい。
除湿暖房電池直列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図10において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。除湿暖房電池直列モードでは、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを閉じ、室内器用開閉弁21を半開の状態で圧縮機11を駆動する。除湿暖房電池直列モードでは、室内器用送風機26と電池用送風機36と空調水ポンプ41とを駆動する。
除湿暖房電池直列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43a、室外器用膨張弁12、室外熱交換器13の順に流れる。第1放熱器43aと室外熱交換器13では、冷媒の温度が低下するとともに、凝縮して液相冷媒となる。凝縮した液相冷媒は、分岐部10bで室内器用配管20に流れる冷媒と、電池用配管30に流れる冷媒とに分かれる。室内器用配管20に流れた冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。一方、電池用配管30に流れた冷媒は、電池用膨張弁32で膨張して温度と圧力が低下し、電池用熱交換器33で蒸発することとなる。室内熱交換器23や電池用熱交換器33で蒸発した気相冷媒は、合流部10jで合流した後アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
除湿暖房電池直列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、除湿暖房電池直列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。除湿暖房電池直列モードは、除湿暖房と電池冷却とを同時に行うモードである。除湿暖房電池直列モードは、電池モードの一例を提供する。除湿暖房電池直列モードは、暖房モードの一例を提供する。
除湿暖房電池並列モードを実行した場合の車両用空調装置1の動作について、以下に説明する。図11において、冷媒や空調水などの熱媒体が流れている部分を実線で示し、熱媒体が流れていない部分を破線で示している。除湿暖房電池並列モードでは、室内器用開閉弁21を半開の状態とし、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18とを開いた状態で圧縮機11を駆動する。除湿暖房電池並列モードでは、室内器用送風機26と空調水ポンプ41と電池用送風機36とを駆動する。
除湿暖房電池並列モードでは、圧縮機11で圧縮された気相冷媒が第1放熱器43aで空調水と熱交換することで温度が低下して凝縮する。凝縮した液相冷媒は、バイパス配管10pを流れる冷媒とバイパス配管10pを流れない冷媒とに分かれる。バイパス配管10pを流れない冷媒は、室外器用膨張弁12で膨張して温度と圧力が低下し、室外熱交換器13で蒸発することとなる。室外熱交換器13で蒸発した気相冷媒は、アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。一方、バイパス配管10pを流れる冷媒は、分岐部10bで室内器用配管20に流れる冷媒と、電池用配管30に流れる冷媒とに分かれる。室内器用配管20に流れた冷媒は、室内器用膨張弁22で膨張して温度と圧力が低下し、室内熱交換器23で蒸発することとなる。一方、電池用配管30に流れた冷媒は、電池用膨張弁32で膨張して温度と圧力が低下し、電池用熱交換器33で蒸発することとなる。室内熱交換器23や電池用熱交換器33で蒸発した気相冷媒は、合流部10jで合流した後アキュムレータ19に流れ込み、再び圧縮機11で圧縮されることとなる。
除湿暖房電池並列モードでは、空調水ポンプ41が駆動しているため、空調水配管40を空調水が循環することとなる。言い換えると、除湿暖房電池並列モードでは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとによる空調水を介した冷媒と室内空気との間接的な熱交換が行われる。除湿暖房電池並列モードは、除湿暖房と電池冷却とを同時に行うモードである。除湿暖房電池並列モードは、電池モードの一例を提供する。除湿暖房電池並列モードは、暖房モードの一例を提供する。
除湿暖房電池直列モードと除湿暖房電池並列モードとでは、電池用熱交換器33に流れる冷媒の量が異なる。より詳細には、除湿暖房電池直列モードでは、圧縮機11で送られる冷媒が、室内熱交換器23と電池用熱交換器33とのどちらか一方を流れることとなる。一方、除湿暖房電池並列モードでは、圧縮機11で送られる冷媒の一部が、室内熱交換器23と電池用熱交換器33とのどちらも流れることなく圧縮機11に戻る。言い換えると、除湿暖房電池直列モードは、除湿暖房電池並列モードよりも電池用熱交換器33を流れる冷媒の量が多くなりやすい。
非電池モードにおける電池用熱交換器33内のオイル寝込みについて、以下に説明する。電池用熱交換器33は、内部に冷媒が流れることで周囲の空気と熱交換を行う。ここで、冷媒には、潤滑オイルが含まれており、冷媒と潤滑オイルとが混合された状態で配管内を循環することとなる。潤滑オイルを含む冷媒は、熱媒体である。
非電池モードにおいては、理想的には電池用熱交換器33に冷媒が流れていない状態であるが、一部の冷媒が電池用熱交換器33に漏れ出すことがある。非電池モードにおいて一部の冷媒が電池用熱交換器33に漏れ出す理由の一例は、電池用配管30の上流側と下流側との圧力差によるものである。言い換えると、分岐部10bと合流部10jとの圧力差が大きいことで、本来は室内器用配管20に流れるべき冷媒の一部が電池用配管30に漏れ出すこととなる。これは、分岐部10bと合流部10jとの圧力差が大きくなりやすいモードである冷房単独モードと除湿暖房直列モードとの2つの非電池モードで生じやすい。このオイル寝込みのように、電池用熱交換器33に高圧側から冷媒が侵入して引き起こされるオイル寝込みは、高圧側オイル寝込みである。
非電池モードにおいて一部の冷媒が電池用熱交換器33に漏れ出す他の理由の一例は、合流部10jを流れる冷媒の逆流によるものである。より詳細には、非電池モードで圧縮機11が駆動している場合、合流部10jをなす部分を冷媒が流れることがある。ここで、冷凍サイクル装置1rに、振動などの外力が加えられることで、冷媒の流れに乱れが生じる。この冷媒の流れが乱れることで生じた冷媒のしぶきなどが電池用配管30を逆流して合流部10j側から電池用熱交換器33に侵入することがある。冷凍サイクル装置1rを車両に搭載している場合、車両の走行に伴う振動が加えられる。このため、合流部10jを流れる冷媒の逆流が引き起こされやすい。このオイル寝込みのように、電池用熱交換器33に低圧側から冷媒が侵入して引き起こされるオイル寝込みは、低圧側オイル寝込みである。
一部の冷媒が意図せず電池用熱交換器33に漏れ出した場合、電池用熱交換器33内の冷媒は、周囲の空気との熱交換によって加熱されることで徐々に蒸発する。しかしながら、冷媒に含まれている潤滑オイルは蒸発できずに、電池用熱交換器33内に溜まってしまう。これにより、非電池モードにおける電池用熱交換器33内に潤滑オイルが溜まり、いわゆるオイル寝込みが発生する。オイル寝込みが発生している状況では、冷媒中の潤滑オイルの量が不足し、圧縮機11のスムーズな動作が阻害されるおそれがある。このため、オイル寝込みが発生している状況を速やかに解消することが好ましい。
図12において、制御部70は、室外器用センサ13sと室内器用センサ23sと電池用センサ33sとに接続している。室外器用センサ13sは、室外熱交換器13の温度を計測する温度センサと、室外熱交換器13を流れる冷媒の圧力を計測する圧力センサとを備えている。室内器用センサ23sは、室内熱交換器23の温度を計測する温度センサと、室内熱交換器23を流れる冷媒の圧力を計測する圧力センサとを備えている。電池用センサ33sは、電池用熱交換器33の温度を計測する温度センサと、電池用熱交換器33を流れる冷媒の圧力を計測する圧力センサとを備えている。制御部70は、室外器用センサ13sと室内器用センサ23sと電池用センサ33sとで計測した温度や圧力といった物理量を取得する。
制御部70は、放熱器用センサ43sに接続している。放熱器用センサ43sは、第1放熱器43aと第2放熱器43bとの温度を計測する温度センサを備えている。第1放熱器43a用の温度センサは、第1放熱器43aを流れる冷媒の温度を計測する温度センサである。第2放熱器43b用の温度センサは、第2放熱器43bを流れる空調水の温度を計測する温度センサである。放熱器用センサ43sは、第1放熱器43aや第2放熱器43bを流れる空調水の圧力を計測する圧力センサを備えている。第1放熱器43a用の圧力センサは、第1放熱器43aを流れる冷媒の圧力を計測する圧力センサである。第2放熱器43b用の圧力センサは、第2放熱器43bを流れる空調水の圧力を計測する圧力センサである。制御部70は、放熱器用センサ43sで計測した温度や圧力といった物理量を取得する。
制御部70は、カウンタ61とキースイッチ62に接続している。カウンタ61は、オイル寝込み時間またはオイル寝込み回数を計測するための装置である。オイル寝込み時間とオイル寝込み回数との詳細については、後に説明する。制御部70は、カウンタ61で計測したオイル寝込み時間またはオイル寝込み回数を取得する。キースイッチ62は、車両の状態をイグニッション状態とアクセサリ状態とオフ状態とに切り替えるためのスイッチである。キースイッチ62は、イグニッションスイッチとも呼ばれる。制御部70は、キースイッチ62で切り替えた車両の状態を取得する。
制御部70は、外気温度センサ63と内気温度センサ64とに接続している。外気温度センサ63は、車室外の空気の温度である外気温度を計測するセンサである。制御部70は、外気温度センサ63で計測した外気温度の情報を取得する。内気温度センサ64は、車室内の空気の温度である内気温度を計測するセンサである。制御部70は、内気温度センサ64で計測した内気温度の情報を取得する。
制御部70は、圧縮機11と室外器用膨張弁12と室内器用膨張弁22と電池用膨張弁32とに接続している。制御部70は、圧縮機11のオンオフや出力の大きさを制御する。制御部70は、室外器用膨張弁12と室内器用膨張弁22と電池用膨張弁32との開度を制御する。ただし、室外器用膨張弁12と室内器用膨張弁22と電池用膨張弁32として、電気的に開度を制御可能な電磁弁ではなく、機械式の弁装置を採用してもよい。
制御部70は、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21と空調水ポンプ41とに接続している。バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21とは、開度を電気的に制御可能な電磁弁である。制御部70は、バイパス用開閉弁15と並列用開閉弁18と室内器用開閉弁21との開度を制御する。制御部70は、各開閉弁を全開状態、半開状態、全閉状態のいずれかの状態に制御可能である。また、制御部70は、各開閉弁の半開状態として、全開状態に近い開度から全閉状態に近い開度まで開度を任意に制御可能である。制御部70は、空調水ポンプ41のオンオフや出力の大きさを制御する。
制御部70は、推定部71と判定部72と実行部73とを備えている。推定部71は、電池用熱交換器33内に溜まっている潤滑オイルの量であるオイル寝込み量を推定する。判定部72は、オイル寝込み量に基づいて、電池用熱交換器33内の潤滑オイルを回収する必要があるか否かを判定する。実行部73は、判定部72が潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、オイル回収モードを実行する。オイル回収モードとは、電池用熱交換器33内に溜まった潤滑オイルを回収するモードである。実行部73は、例えば電池モードに分類される運転モードを実行することでオイル回収モードを実行する。これにより、電池用熱交換器33に十分な量の冷媒を流し、溜まっている潤滑オイルを冷媒とともに流し出すことで潤滑オイルを回収する。ただし、通常の電池モードとは異なり、電池用送風機36を停止した状態としてもよい。電池用送風機36を停止した状態で電池モードを実行することにより、二次電池35の温度が低下しすぎることを抑制できる。
冷凍サイクル装置1rにおける制御部70の空調制御を以下に説明する。図13において、空調制御を開始すると、ステップS101で非電池モードを実行中であるか否かを判定する。非電池モードの実行中であれば、ステップS102に進む。一方、非電池モードでないモードの実行中、すなわち電池モードの実行中であればステップS141に進む。
ステップS102では、冷房単独モード中か否かを判定する。冷房単独モード中であれば、ステップS111に進む。一方、冷房単独モード中でなければ、ステップS103に進む。冷房単独モードは、分岐部10bと合流部10jとの圧力差が所定圧力差以上となる運転モードの一例を提供している。
ステップS103では、除湿暖房直列モード中か否かを判定する。除湿暖房直列モード中であれば、ステップS111に進む。一方、除湿暖房直列モード中でなければ、ステップS112に進む。除湿暖房直列モードは、分岐部10bと合流部10jとの圧力差が所定圧力差以上となる運転モードの一例を提供している。
ステップS111では、カウンタ61のカウントを進める。より詳細には、冷房単独モードまたは除湿暖房モードを実行している時間をオイル寝込み時間としてカウントする。冷房単独モードまたは除湿暖房直列モードを実行している場合、低圧側オイル寝込みと高圧側オイル寝込みとが同時に発生し得る。このため、オイル寝込み時間のカウントを増加させることで、オイル寝込み量が増加しているとみなす処理を行う。カウンタ61のカウントを進めている状態を維持して、ステップS115に進む。
ステップS112では、カウンタ61のカウントを止める。より詳細には、カウントがすでに止まっている場合には、カウントの止まっている状態を維持する。一方、カウントが進み続けている場合には、現在のオイル寝込み時間でカウントを止める。暖房単独モードや除湿暖房並列モードを実行している場合、低圧側オイル寝込みのみが発生し得る。ここで、低圧側オイル寝込みは、高圧側オイル寝込みに比べてオイル寝込み量が少ない。このため、オイル寝込み時間のカウントを止めることで、オイル寝込み量が増加していないとみなす処理を行う。カウンタ61のカウントを止めている状態を維持して、ステップS115に進む。
ステップS115では、カウンタ61のカウントが規定値以上の時間であるか否かを判定する。カウントが規定値以上の時間である場合には、冷房単独モードまたは除湿暖房直列モードの実行時間が長く、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が多いと推定できる。このため、カウントが規定値以上の時間である場合には、ステップS120に進む。一方、カウントが規定値未満である場合には、冷房単独モードまたは除湿暖房直列モードの実行時間が短く、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が少ないと推定できる。このため、カウントが規定値未満の時間である場合には、ステップS142に進む。
ステップS120では、オイル回収モードを実行する。オイル回収モードの詳細について、以下に説明する。図14において、オイル回収モードを開始すると、ステップS121で暖房要求があるか否かを判定する。暖房要求がある場合には、ステップS123に進む。一方、暖房要求がない場合には、ステップS124に進む。
ステップS123では、除湿要求があるか否かを判定する。除湿要求がある場合には、ステップS131に進む。除湿要求がない場合には、ステップS132に進む。
ステップS124では、冷房要求があるか否かを判定する。ここで、冷房要求には、除湿要求も含まれる。冷房要求がある場合には、ステップS133に進む。冷房要求がない場合には、ステップS134に進む。
ステップS131では、除湿暖房電池モードを実行する。ここで、除湿暖房電池モードとは、除湿暖房電池直列モードと除湿暖房電池並列モードとのどちらかのモードのことである。これにより、除湿と暖房と電池冷却とを同時に行う。除湿暖房電池モードを実行することで、電池用熱交換器33に冷媒を循環させて、電池用熱交換器33内に溜まっている潤滑オイルを回収することができる。除湿暖房電池モードを所定時間にわたって実行した後、オイル回収モードを終了してステップS141に進む。
ステップS132では、暖房電池モードを実行する。ここで、暖房電池モードとは、暖房電池直列モードと、暖房電池並列モードとのどちらかのモードのことである。これにより、暖房と電池冷却とを同時に行う。暖房電池モードを実行することで、電池用熱交換器33に冷媒を循環させて、電池用熱交換器33内に溜まっている潤滑オイルを回収することができる。暖房電池モードを所定時間にわたって実行した後、オイル回収モードを終了してステップS141に進む。
ステップS133では、冷房電池モードを実行する。これにより、冷房と電池冷却とを同時に行う。冷房電池モードを実行することで、電池用熱交換器33に冷媒を循環させて、電池用熱交換器33内に溜まっている潤滑オイルを回収することができる。冷房電池モードを所定時間にわたって実行した後、オイル回収モードを終了してステップS141に進む。
ステップS134では、電池単独モードを実行する。これにより、電池冷却のみを行う。電池単独モードを実行することで、電池用熱交換器33に冷媒を循環させて、電池用熱交換器33内に溜まっている潤滑オイルを回収することができる。電池単独モードを所定時間にわたって実行した後、オイル回収モードを終了してステップS141に進む。
まとめると、オイル回収モードでは、電池モードに分類されるいずれかの運転モードを実行することとなる。圧縮機11の出力が一定である場合、オイル回収モードで実行する運転モードによって、電池用熱交換器33に流れる冷媒の量が異なる。より詳細には、電池単独モードが最も多く、除湿暖房電池モードが最も少なくなる。また、暖房電池並列モードなどの並列モードよりも、暖房電池直列モードなどの直列モードの方が電池用熱交換器33に流れる冷媒の量が多くなる。
図13のステップS141では、カウンタ61のカウントをリセットする。より詳細には、冷房単独モードまたは除湿暖房直列モードを実行している時間をゼロに戻す。すなわち、オイル回収モードや電池モードが実行された直後は、しばらくの間オイル回収モードが実行されないこととなる。夏場のような外気温度の高い状態では、電池冷却を行うために電池モードが実行される機会が多いと想定できる。このため、外気温度の低い冬場にオイル回収モードが実行されやすく、オイル回収モードとして除湿暖房電池モードや暖房電池モードが実行される場合が多いと想定できる。カウンタ61のカウントをリセットした後、ステップS142に進む。
ステップS142では、空調要求の有無を判定する。空調要求の有無は、キースイッチ62の操作による車両の状態から判断することができる。例えばキースイッチ62がオフ状態であれば、少なくとも空調要求がない状態である。空調要求の有無は、例えば乗員が操作する空調スイッチの操作結果から冷房、暖房、除湿についての空調要求の有無を判定してもよい。キースイッチ62は、スイッチ装置の一例を提供する。空調スイッチは、スイッチ装置の一例を提供する。
冷房、暖房、電池冷却のいずれかの空調を行う要求がある、すなわち空調要求のある場合には、ステップS101に戻る。これにより、空調運転が進んだ最新の状態に基づいて、一連の制御を再度繰り返すこととなる。一方、空調要求がない場合には、ステップS143に進む。空調要求がある場合は、圧縮機11が駆動する状態である。一方、空調要求がない場合は、圧縮機11が駆動しないサイクルアイドル状態である。
ステップS143では、カウンタ61のカウントを止める。これにより、カウンタ61に現在のオイル寝込み時間が記憶された状態となる。カウンタ61のカウントを止めた後、空調制御を終了する。ここで、カウンタ61には、オイル寝込み時間が記憶されている。このため、次に空調制御を開始する場合には、すでに記憶されているオイル寝込み時間を初期値として、カウントの制御を行うこととなる。言い換えると、空調制御の開始と終了とが繰り返される場合、カウンタ61は、カウントがリセットされるまでのオイル寝込み時間の累積値をカウントすることとなる。
上述した実施形態によると、制御部70は、非電池モードの実行に伴う電池用熱交換器33のオイル寝込み量を推定する。さらに、制御部70は、潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、オイル回収モードを実行する。このため、非電池モードの実行によって発生した電池用熱交換器33におけるオイル寝込みを検知して解消することができる。したがって、電池用熱交換器33内のオイル寝込みを抑制する冷凍サイクル装置1rを提供することができる。
制御部70は、オイル回収モードを実行することでオイル寝込みへの対策を実行している。このため、オイル寝込みへの対策として、電池用配管30の分岐部10b側や合流部10j側に弁装置などを設ける場合に比べて、冷凍サイクル装置1r全体の部品点数を少なくすることができる。したがって、冷凍サイクル装置1rの製造コストを低く抑えやすい。
推定部71は、オイル寝込み時間が長いほどオイル寝込み量が多いと推定する。このため、電池用熱交換器33のオイル寝込み量を計測するためのセンサなどを用いることなく、オイル寝込み量を推定できる。したがって、シンプルな構成で電池用熱交換器33内のオイル寝込みを抑制できる。
カウンタ61は、冷房単独モードまたは除湿暖房直列モードを実行している時間をオイル寝込み時間としてカウントする。言い換えると、カウンタ61は、非電池モードのうち、分岐部10bと合流部10jとの圧力差が所定圧力差以上となるモードで圧縮機11を駆動している時間をオイル寝込み時間として計測する。このため、高圧側オイル寝込みと低圧側オイル寝込みとが同時に発生し得る状況での圧縮機11の駆動時間をオイル寝込み時間としてカウントできる。したがって、非電池モードでの圧縮機11の駆動時間を常にオイル寝込み時間としてカウントする場合に比べて、カウンタ61のカウント対象となる運転モードを少なくすることができる。
実行部73は、暖房要求がある場合には暖房を含むモードでオイル回収モードを実行し、暖房要求がない場合には暖房を含まないモードでオイル回収モードを実行する。また、実行部73は、除湿要求がある場合には除湿を含むモードでオイル回収モードを実行し、除湿要求がない場合には除湿を含まないモードでオイル回収モードを実行する。また、冷房要求についても除湿要求と同様である。このため、乗員が望む空調制御を維持しながら、電池用熱交換器33内の潤滑オイルを回収することができる。したがって、オイル回収モードの実行に伴い、車室内の快適性が損なわれることを抑制しやすい。
第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、非電池モードの実行中は常にカウンタ61のカウントを進める。また、オイル回収モードにおいて、暖機完了前であれば、暖房要求がある場合であっても暖房を含まない運転モードを実行する。
冷凍サイクル装置1rにおける制御部70の空調制御を以下に説明する。図15において、空調制御を開始すると、ステップS201で非電池モードを実行中であるか否かを判定する。非電池モードの実行中であれば、ステップS211に進む。一方、電池モードの実行中であればステップS241に進む。
ステップS211では、カウンタ61のカウントを進める。より詳細には、非電池モードを実行している時間をオイル寝込み時間としてカウントする。非電池モードを実行している場合、少なくとも低圧側オイル寝込みが発生し得る。このため、オイル寝込み時間のカウントを増加させることで、オイル寝込み量が増加しているとみなす処理を行う。カウンタ61のカウントを進めている状態を維持して、ステップS215に進む。
ステップS215では、カウンタ61のカウントが規定値以上の時間であるか否かを判定する。カウントが規定値以上の時間である場合には、非電池モードの実行時間が長く、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が多いと推定できる。このため、カウントが規定値以上の時間である場合には、ステップS220に進む。一方、カウントが規定値未満である場合には、非電池モードの実行時間が短く、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が少ないと推定できる。このため、カウントが規定値未満の時間である場合には、ステップS242に進む。
ステップS220では、オイル回収モードを実行する。オイル回収モードの詳細について、以下に説明する。図16において、オイル回収モードを開始すると、ステップS121で暖房要求があるか否かを判定する。暖房要求がある場合には、ステップS222に進む。一方、暖房要求がない場合には、ステップS124に進む。
ステップS222では、第2放熱器43bの暖機が完了しているか否かを判定する。第2放熱器43bの暖機が完了しているか否かは、第2放熱器43bの温度が暖機完了温度以上であるか否かによって判断できる。ここで、暖機完了温度とは、暖機が完了しているとみなせる温度のことである。暖機完了温度としては、外気温度よりも所定温度以上高い温度に設定可能である。例えば、外気温度が10℃であり、所定温度が5℃である場合には、暖機完了温度は、15℃となる。暖機完了温度の設定方法は、上述の方法に限られない。例えば、暖機完了温度を常に20℃などの所定の温度に設定してもよい。例えば、暖機完了温度を暖房運転時に算出する目標吹き出し温度に基づいて設定してもよい。
第2放熱器43bの温度は、放熱器用センサ43sを用いて計測できる。ただし、第2放熱器43bの温度を放熱器用センサ43s以外のセンサから推定してもよい。例えば、空調水配管40に空調水の温度を計測する水温センサを備え、水温センサで計測した水温を第2放熱器43bの温度とみなしてもよい。
第2放熱器43bの暖機が完了している場合には、暖房を含む運転モードを実行すべきと判断してステップS123に進む。一方、第2放熱器43bの暖機が完了していない場合には、暖房よりもオイル回収を優先すべきと判断して、ステップS124に進む。
ステップS123では、除湿要求の有無を判定する。除湿要求がある場合には、ステップS131に進み、除湿暖房電池モードを実行してオイル回収モードを終了する。除湿要求がない場合には、ステップS132に進み、暖房電池モードを実行してオイル回収モードを実行する。
ステップS124では、冷房要求の有無を判定する。冷房要求がある場合には、ステップS133に進み、冷房電池モードを実行してオイル回収モードを終了する。冷房要求がない場合には、ステップS134に進み、電池単独モードを実行してオイル回収モードを実行する。
まとめると、オイル回収モードでは、暖機が完了していない場合には、暖房要求がある場合であっても、除湿暖房電池モードや暖房電池モードを実行しない。このため、除湿暖房電池モードや暖房電池モードを実行する機会が減り、冷房電池モードや電池単独モードを実行するタイミングが増加することとなる。
図15のステップS241では、カウンタ61のカウントをリセットする。より詳細には、非電池モードを実行している時間をゼロに戻す。カウンタ61のカウントをリセットした後、ステップS242に進む。
ステップS242では、空調要求の有無を判定する。冷房、暖房、電池冷却のいずれかの空調を行う要求がある、すなわち空調要求のある場合には、ステップS201に戻る。これにより、空調運転が進んだ最新の状態に基づいて、一連の制御を再度繰り返すこととなる。一方、空調要求がない場合には、ステップS243に進む。
ステップS243では、カウンタ61のカウントを止める。カウンタ61に現在のオイル寝込み時間が記憶された状態で、空調制御を終了する。
上述した実施形態によると、実行部73は、第2放熱器43bの温度が暖機完了温度以上であり、かつ、暖房要求がある場合には、暖房を含むモードでオイル回収モードを実行する。さらに、第2放熱器43bの温度が暖機完了温度未満である場合には、暖房要求がある場合であっても、暖房を含まないモードでオイル回収モードを実行する。このため、除湿暖房電池モードや暖房電池モードを実行する機会を減らし、冷房電池モードや電池単独モードを実行する機会を増やすことができる。したがって、暖房に関する制御を伴わないシンプルな制御でオイル回収モードを実行できる。
実行部73は、第2放熱器43bの暖機が完了するまで、暖房を含まないモードでオイル回収モードを実行する。言い換えると、オイル回収モードを実行してカウンタ61のカウントをリセットしてから、暖房を含むモードを開始する。このため、暖房を開始してから次にカウントが規定値以上になるまでの時間を長く確保できる。よって、暖機が完了するまでのウォームアップ中に、オイル回収モードに切り替えられてしまう頻度を少なくできる。以上により、ウォームアップ中に暖房能力が大きく変化し、室内に吹き出される空調風の温度が大きく変化してしまうことを抑制しやすい。
制御部70は、暖機完了温度を外気温度よりも高い温度に設定している。このため、第2放熱器43bが外気温度相当の温度から温度上昇していることを検知できる。したがって、暖機完了温度を外気温度よりも低い温度に設定した場合に比べて、第2放熱器43bの暖機が完了しているか否かを正確に判定しやすい。
第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、電池用配管30に電池用開閉弁331と電池用逆止弁339とが設けられている。また、非電池モード中におけるキースイッチ62のオンオフの切り替え回数をカウントして、オイル寝込み量を推定している。
図17において、電池用配管30には、電池用開閉弁331と電池用逆止弁339とが設けられている。電池用開閉弁331は、電池用配管30の分岐部10bから電池用熱交換器33までの部分であって、分岐部10bから電池用膨張弁32までの間の部分に設けられている。電池用開閉弁331は、電池用配管30を流れる冷媒の量を制御する弁装置である。電池用開閉弁331は、開度を電気的に制御可能な電磁弁である。電池用開閉弁331は、制御部70が制御していない非通電時は、常に全開状態となる弁装置である。キースイッチ62がイグニッション状態、かつ、運転モードが非電池モードの状態では、電池用開閉弁331が全閉状態となる。一方、キースイッチ62がオフ状態、または、運転モードが電池モードの状態では、電池用開閉弁331が全開状態あるいは半開状態となる。電池用開閉弁331は、切り替え弁の一例を提供する。
電池用逆止弁339は、電池用配管30の電池用熱交換器33から合流部10jまでの部分に設けられている。電池用逆止弁339は、冷媒の逆流を防ぐ逆流防止装置である。電池用逆止弁339は、電池用熱交換器33から合流部10jに向かう流れを許容し、合流部10jから電池用熱交換器33に向かう流れを規制する。逆流防止装置として、電池用配管30における電池用熱交換器33から合流部10jまでの部分の一部を、重力に逆らうように立ち上げる形状を採用してもよい。逆流防止装置として、電気的に開度を制御可能な開閉弁を採用してもよい。
電池用開閉弁331と電池用逆止弁339とにより、非電池モード中に意図せず電池用熱交換器33内に冷媒が漏れ出すことを防止できる。言い換えると、電池用開閉弁331を全閉状態とすることにより、分岐部10b側から電池用熱交換器33内に冷媒が侵入することを防止できる。また、電池用逆止弁339により、合流部10j側から電池用熱交換器33内に冷媒が逆流して侵入することを防止できる。
電池用開閉弁331と電池用逆止弁339とを設けた場合であっても、電池用熱交換器33のオイル寝込みが引き起こされる場合がある。電池用熱交換器33にオイル寝込みが引き起こされる理由の一例は、電池用開閉弁331と電池用膨張弁32との間に流れ込んだ冷媒によるものである。非電池モードが実行されている間、電池用開閉弁331が全閉状態となる。この状態でキースイッチ62がオフ状態に切り替えられると、空調運転がオフされるとともに電池用開閉弁331への通電が停止される。このため、電池用開閉弁331が全閉状態から全開状態となる。電池用開閉弁331が全開状態となったことで、電池用開閉弁331の上流側に位置していた冷媒が重力や圧力差によって電池用開閉弁331を通過する。電池用膨張弁32は、キースイッチ62がオフの状態では、閉じている。このため、電池用開閉弁331を通過した冷媒が電池用開閉弁331から電池用膨張弁32までの間に溜まった状態となる。
その後、キースイッチ62が再びイグニッション状態に切り替えられ、非電池モードが実行されると、電池用開閉弁331が全閉状態に制御される。非電池モードの実行により、合流部10jの圧力が低下すると、圧力の低い合流部10j側に引かれて冷媒が電池用膨張弁32を通過する。すなわち、キースイッチ62がオフ状態の時に電池用開閉弁331と電池用膨張弁32との間に溜まっていた冷媒が、電池用熱交換器33内に漏れ出すこととなる。以上のように、キースイッチ62の操作によって、イグニッション状態とオフ状態とが切り替えられる度に、電池用熱交換器33内に少しずつ冷媒が漏れ出すこととなる。電池用熱交換器33内に漏れ出した冷媒に含まれる潤滑オイルは、蒸発できずに電池用熱交換器33内に溜まり、オイル寝込みが引き起こされることとなる。
電池用開閉弁331と電池用膨張弁32との間に流れ込んだ冷媒によるオイル寝込みは、高圧側オイル寝込みである。この高圧側オイル寝込みは、電池用配管30における電池用開閉弁331から電池用膨張弁32までの長さおよび内径が大きいほど、引き起こされやすくなる。また、この高圧側オイル寝込みは、合流部10jの圧力が低いほど、引き起こされやすくなる。
冷凍サイクル装置1rにおける制御部70の空調制御を以下に説明する。図18において、空調制御を開始すると、ステップS101で非電池モードを実行中であるか否かを判定する。非電池モードの実行中であれば、ステップS302に進む。一方、電池モードの実行中であればステップS141に進む。
ステップS302では、空調要求の有無を判定する。空調要求がない場合には、非電池モードを終了する必要があると判断して、ステップS311に進む。一方、空調要求がある場合には、ステップS315に進む。
ステップS311では、カウンタ61のカウントを1つ進める。より詳細には、非電池モードの実行中にキースイッチ62がオフ状態に切り替えられた回数であるオイル寝込み回数をカウントすることとなる。カウンタ61のカウントした回数を維持して、空調制御を終了する。この場合、カウンタ61のカウントが1つ増えた状態となる。このため、次に空調制御を開始する場合には、すでに記憶されているオイル寝込み回数を初期値として、カウントの制御を行うこととなる。言い換えると、空調制御の開始と終了とが繰り返される場合、カウンタ61は、カウントがリセットされるまでのオイル寝込み回数の累積値をカウントすることとなる。
ステップS315では、カウンタ61のカウントが規定値以上の回数であるか否かを判定する。カウントが規定値以上の回数である場合には、非電池モードの実行中に空調がオフとなった回数が多く、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が多いと推定できる。このため、ステップS120に進む。一方、カウントが規定値未満である場合には、非電池モードの実行中に空調がオフとなった回数が少なく、電池用熱交換器33のオイル寝込み量が少ないと推定できる。このため、ステップS101に戻り、電池モードが実行されるか、空調要求がなくなるまで、非電池モードの実行が維持される。
ステップS120では、オイル回収モードを実行する。オイル回収モードを実行した後、ステップS141に進み、カウンタ61のカウントをリセットする。より詳細には、非電池モードの実行中に空調がオフとなった回数をゼロに戻す。カウンタ61のカウントをリセットした後、ステップS142に進む。
ステップS142では、空調要求の有無を判定する。空調要求があれば、ステップS101に進み、一連の空調制御を繰り返す。一方、空調要求がなければ、空調制御を終了する。この場合、カウンタ61のカウントを進めることはなく、リセットされた回数が記憶されることとなる。
上述した実施形態によると、カウンタ61は、非電池モードの実行中にキースイッチ62がオフに切り替えられた回数であるオイル寝込み回数を計測する。さらに、推定部71は、オイル寝込み回数が多いほどオイル寝込み量が多いと推定する。このため、キースイッチ62のオンオフ切り替えに伴って引き起こされるオイル寝込みを検知して、オイル回収モードを実行できる。したがって、電池用配管30の上流側と下流側との圧力差によるオイル寝込みや、合流部10jを流れる冷媒の逆流によるオイル寝込み以外の理由で引き起こされるオイル寝込みを検知して、オイル寝込みを解消できる。
他の実施形態
推定部71は、オイル寝込み時間とオイル寝込み回数との両方の情報に基づいて、オイル寝込み量を推定してもよい。例えば、オイル寝込み時間から推定されるオイル寝込み量と、オイル寝込み回数から推定されるオイル寝込み量とを合計した値を全体のオイル寝込み量として推定する。これによると、オイル寝込み時間とオイル寝込み回数とのいずれか一方のみに基づいてオイル寝込み量を推定する場合に比べて、正確なオイル寝込み量を推定しやすい。
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、1つの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置およびその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと1つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された1つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
1 車両用空調装置、 1r 冷凍サイクル装置、 10 共通配管(冷媒配管)、 10b 分岐部、 10j 合流部、 11 圧縮機、 12 室外器用膨張弁(切り替え弁)、 13 室外熱交換器、 15 バイパス用開閉弁(切り替え弁)、 18 並列用開閉弁(切り替え弁)、 20 室内器用配管(冷媒配管)、 21 室内器用開閉弁(切り替え弁)、 22 室内器用膨張弁(切り替え弁)、 23 室内熱交換器、 30 電池用配管(冷媒配管)、 32 電池用膨張弁(切り替え弁)、 33 電池用熱交換器、 35 二次電池(電池装置)、 40 空調水配管、 41 空調水ポンプ、 43 放熱器、 43a 第1放熱器、 43b 第2放熱器、 43s 放熱器用センサ 61 カウンタ、 62 キースイッチ(スイッチ装置)、 63 外気温度センサ、 70 制御部、 71 推定部、 72 判定部、 73 実行部、 331 電池用開閉弁(切り替え弁)、 339 電池用逆止弁

Claims (7)

  1. 潤滑オイルを含む冷媒を圧縮する圧縮機(11)と、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器(43)と、
    室外の空気と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器(13)と、
    室内の空気と冷媒とを熱交換させる室内熱交換器(23)と、
    電池装置(35)と冷媒とを熱交換させる電池用熱交換器(33)と、
    前記圧縮機と前記放熱器と前記室外熱交換器と前記室内熱交換器と前記電池用熱交換器とを接続して冷媒流路を形成している冷媒配管(10、20、30)と、
    前記電池用熱交換器に冷媒を流す電池モードと、前記電池用熱交換器に冷媒を流さない非電池モードとを切り替える切り替え弁(12、15、18、21、22、32、331)と、
    前記圧縮機と前記切り替え弁の制御を行う制御部(70)とを備え、
    前記制御部は、
    前記非電池モードの実行に伴って前記電池用熱交換器内に溜まった潤滑オイルの量であるオイル寝込み量を推定する推定部(71)と、
    前記オイル寝込み量に基づいて、前記電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収する必要があるか否かを判定する判定部(72)と、
    前記判定部が潤滑オイルを回収する必要があると判定した場合に、前記電池用熱交換器内の潤滑オイルを回収するオイル回収モードを実行する実行部(73)とを備えている冷凍サイクル装置。
  2. 前記非電池モードで前記圧縮機を駆動している駆動時間であるオイル寝込み時間を計測するカウンタ(61)を備え、
    前記推定部は、前記オイル寝込み時間が長いほど前記オイル寝込み量が多いと推定する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 前記冷媒配管は、
    前記室内熱交換器に冷媒を流すための室内器用配管(20)と、
    前記電池用熱交換器に冷媒を流すための電池用配管(30)と、
    前記室内器用配管と前記電池用配管との2つの冷媒流路に分岐させる分岐部(10b)と、
    前記室内器用配管と前記電池用配管との2つの冷媒流路を合流させる合流部(10j)とを備え、
    前記カウンタは、前記非電池モードのうち、前記分岐部と前記合流部との圧力差が所定圧力差以上となるモードで前記圧縮機を駆動している時間を前記オイル寝込み時間として計測する請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 前記圧縮機が駆動している状態と停止している状態とを切り替えるスイッチ装置(62)と、
    前記非電池モードの実行中に前記スイッチ装置がオフに切り替えられた回数であるオイル寝込み回数を計測するカウンタ(61)を備え、
    前記推定部は、前記オイル寝込み回数が多いほど前記オイル寝込み量が多いと推定する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記放熱器は、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒と空調水とを熱交換する第1放熱器(43a)と、
    室内の空気と空調水とを熱交換する第2放熱器(43b)と、
    空調水を循環させる空調水ポンプ(41)と、
    前記第1放熱器と前記第2放熱器と前記空調水ポンプとを接続して空調水流路を形成している空調水配管(40)とを備え、
    前記実行部は、暖房要求がある場合には暖房を含むモードで前記オイル回収モードを実行し、前記暖房要求がない場合には暖房を含まないモードで前記オイル回収モードを実行する請求項1から請求項4のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
  6. 前記第2放熱器の温度を計測する放熱器用センサ(43s)を備え、
    前記実行部は、前記第2放熱器の温度が暖機完了温度以上であり、かつ、前記暖房要求がある場合には、暖房を含むモードで前記オイル回収モードを実行し、前記第2放熱器の温度が前記暖機完了温度未満である場合には、前記暖房要求がある場合であっても、暖房を含まないモードで前記オイル回収モードを実行する請求項5に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 室外の空気の温度である外気温度を計測する外気温度センサ(63)を備え、
    前記制御部は、前記暖機完了温度を外気温度よりも高い温度に設定している請求項6に記載の冷凍サイクル装置。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194389A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド 冷凍装置及び冷凍機ユニット
JP2019051890A (ja) * 2017-09-19 2019-04-04 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 車両用空気調和装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3327197B2 (ja) * 1997-08-19 2002-09-24 三菱電機株式会社 冷凍空調装置
JP2009241773A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Denso Corp 空調装置
JP2014034301A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Denso Corp 冷凍サイクル装置
JP6191518B2 (ja) * 2014-03-20 2017-09-06 株式会社デンソー 蒸気圧縮式冷凍サイクル装置
JP6432339B2 (ja) * 2014-12-25 2018-12-05 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP2018040518A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 ヒートポンプサイクル、それを備えた車両用空気調和装置、及び、冷凍サイクル
JP6711249B2 (ja) * 2016-11-25 2020-06-17 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP2019051832A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 株式会社ヴァレオジャパン 冷凍サイクル装置
FR3074272B1 (fr) * 2017-11-28 2019-10-18 Valeo Systemes Thermiques Circuit de gestion thermique d'un vehicule hybride ou electrique
JP6984439B2 (ja) 2018-01-25 2021-12-22 株式会社デンソー 電池冷却用冷凍サイクル装置
JP7037464B2 (ja) 2018-09-27 2022-03-16 日立Astemo株式会社 車両用ブレーキ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194389A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド 冷凍装置及び冷凍機ユニット
JP2019051890A (ja) * 2017-09-19 2019-04-04 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 車両用空気調和装置

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