JP2021160469A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の蒸発器を有する場合に、各蒸発器における負荷が変動した場合にも、適切な温度制御を実現することができるようにした車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】車両用空気調和装置1は、圧縮機2と、冷媒を蒸発させるための吸熱器9、冷媒−熱媒体熱交換器64と、制御装置11を少なくとも備えて車室内を空調する。制御装置11は、吸熱器9の温度、冷媒−熱媒体熱交換器64により冷却される熱媒体の温度を制御するために必要な圧縮機2の目標回転数TGNCc、TGNCcbをそれぞれ算出し、それらのうち、最大値を選択して圧縮機2の運転を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両の車室内を空調する空気調和装置に関するものである。
近年の環境問題の顕在化から、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、圧縮機と、放熱器と、吸熱器(蒸発器)と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において蒸発(吸熱)させることで暖房し、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において蒸発(吸熱)させることで冷房する等して車室内を空調するものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、例えばバッテリは充放電による自己発熱等で高温となった環境下で使用されると性能が低下すると共に、劣化が進行し、やがては作動不良を起こして破損する危険性がある。そこで、バッテリを冷却するための被温調対象用熱交換器(蒸発器)を設け、冷媒回路を循環する冷媒をこの被温調対象用熱交換器に循環させ、熱媒体と熱交換させると共に、熱交換した熱媒体をバッテリに循環させることで、バッテリを冷却することができるようにしたものも開発されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2016−64704号公報 特開2020−1609号公報
特許文献2のように、複数の蒸発器を有する車両用空気調和装置では、各蒸発器の前に弁装置を設け、例えば吸熱器の温度に基づいて圧縮機の回転数を制御する運転モードでは、被温調対象用熱交換器の前の弁装置を開閉することでバッテリを冷却することになる。また、被温調対象用熱交換器で冷却される熱媒体の温度で圧縮機の回転数を制御する運転モードでは、吸熱器の前の弁装置を開閉することで空調を行うことになる。
そのため、例えば前者の運転モードでは熱媒体の温度が高い(被温調対象用熱交換器の負荷が大きい)にもかかわらず、吸熱器の温度が目標温度に達した場合、圧縮機の回転数が低下するため、バッテリの冷却能力が不足し、目標とする温度を達成できなくなる。また、後者の運転モードでは吸熱器の温度が高い(吸熱器の負荷が大きい)にもかかわらず、熱媒体の温度が目標温度に達した場合、同様に圧縮機の回転数が低下するため、空調能力(冷却能力)が不足し、目標とする温度を達成できなくなるという問題があった。
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、複数の蒸発器を有する場合に、各蒸発器における負荷が変動した場合にも、適切な温度制御を実現することができるようにした車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
本発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を蒸発させるための複数の蒸発器と、制御装置を少なくとも備えて車室内を空調するものであって、制御装置は、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度を制御するために必要な圧縮機の目標回転数をそれぞれ算出し、各蒸発器に対応して算出された複数の目標回転数のうち、最大値を選択して圧縮機の運転を制御することを特徴とする。
請求項2の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において各蒸発器への冷媒の流通を制御するための複数の弁装置を備え、制御装置は、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度、若しくは、各蒸発器による冷却要求の有無に基づき、弁装置を制御することを特徴とする。
請求項3の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において弁装置は、開閉弁、若しくは、全閉可能な流量調整弁であり、制御装置は、弁装置が開いている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する蒸発器に対応する目標回転数を算出することを特徴とする。
請求項4の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、弁装置が閉じている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する蒸発器に対応する目標回転数を0、若しくは、制御下限値、或いは、現在の値に維持することを特徴とする。
請求項5の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、目標回転数の算出において、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度に基づくフィードバック演算を行うと共に、このフィードバック演算には積分演算を含み、最大値では無い目標回転数の算出においては、積分演算を停止することを特徴とする。
請求項6の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、目標回転数の算出において、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の目標温度に基づくフィードフォワード演算を行うと共に、運転開始時には、フィードフォワード演算により算出された各蒸発器に対応した圧縮機の目標回転数のうち、最大値を選択して圧縮機の運転を制御することを特徴とする。
請求項7の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において複数の蒸発器は、冷媒を蒸発させて車室内の前部に供給する空気を冷却するためのフロントシート用吸熱器と、冷媒を蒸発させて車室内の後部に供給する空気を冷却するためのリアシート用吸熱器と、冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器、のうちの何れか二つ、又は、全てであることを特徴とする。
請求項8の発明の車両用空気調和装置は、請求項3又は請求項4の発明において複数の蒸発器は、冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器を含み、制御装置は、被温調対象の温度が所定の上限値以上になった場合、又は、当該上限値より高くなった場合、被温調対象用熱交換器への冷媒の流通を制御するための弁装置を開いた状態に固定し、それ以外の弁装置は閉じた状態に固定することを特徴とする。
請求項9の発明の車両用空気調和装置は、請求項7又は請求項8の発明において被温調対象は、バッテリであることを特徴とする。
本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を蒸発させるための複数の蒸発器と、制御装置を少なくとも備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、制御装置が、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度を制御するために必要な圧縮機の目標回転数をそれぞれ算出し、各蒸発器に対応して算出された複数の目標回転数のうち、最大値を選択して圧縮機の運転を制御するようにしたので、複数の蒸発器を有する車両用空気調和装置において、各蒸発器における負荷が変動した場合にも、全ての蒸発器において冷却能力不足が発生する不都合を解消し、各蒸発器による適切な温度制御を実現することができるようになる。
これにより、例えば請求項7の発明の如く、複数の蒸発器が、冷媒を蒸発させて車室内の前部に供給する空気を冷却するためのフロントシート用吸熱器と、冷媒を蒸発させて車室内の後部に供給する空気を冷却するためのリアシート用吸熱器と、冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器、のうちの何れか二つ、又は、全てである場合、各吸熱器や被温調対象用熱交換器における負荷が変動した場合にも、空調能力や被温調対象の冷却能力が発生する不都合を解消し、適切な空調制御や被温調対象の冷却制御を実現することが可能となる。これは、請求項9の発明の如く被温調対象がバッテリである場合に極めて効果的である。
更に、請求項2の発明の如く各蒸発器への冷媒の流通を制御するための複数の弁装置を設け、制御装置により、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度、若しくは、各蒸発器による冷却要求の有無に基づき、弁装置を制御するようにすれば、複数の蒸発器を有する車両用空気調和装置であっても、各蒸発器による冷却制御を的確に行うことができるようになる。
この場合、請求項3の発明の如く弁装置を、開閉弁、若しくは、全閉可能な流量調整弁にて構成し、制御装置が、弁装置が開いている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する蒸発器に対応する目標回転数を算出するようにすれば、弁装置が閉じている蒸発器、即ち、冷却作用を発生させる必要の無い蒸発器については、目標回転数の算出を行わないようにし、制御装置による不必要な演算処理を解消することができるようになる。
更に、請求項4の発明の如く制御装置が、弁装置が閉じている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する蒸発器に対応する目標回転数を0、若しくは、制御下限値、或いは、現在の値に維持するようにすれば、冷却作用を発生させる必要の無い蒸発器に対応する目標回転数が選択される不都合を確実に回避することが可能となる。
ここで、目標回転数の算出において、制御装置が、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度に基づくフィードバック演算を行うと共に、このフィードバック演算に積分演算が含まれる場合、選択されなかった目標回転数の積分演算が継続されると、その後、当該目標回転数が選択された場合に制御性が悪化する危険性がある。
そこで、請求項5の発明の如く、制御装置が、最大値では無い目標回転数の算出においては、積分演算を停止するようにすれば、係る制御性の悪化を未然に回避することができるようになる。
また、目標回転数の算出において、制御装置が、各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の目標温度に基づくフィードフォワード演算を行う場合、請求項6の発明の如く、運転開始時には、フィードフォワード演算により算出された各蒸発器に対応した圧縮機の目標回転数のうち、最大値を選択して圧縮機の運転を制御するようにすれば、運転開始時から全ての蒸発器において冷却能力不足が発生する不都合を解消し、各蒸発器による適切な温度制御を実現することができるようになる。
また、請求項8の発明の如く複数の蒸発器が、冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器を含むとき、制御装置が、被温調対象の温度が所定の上限値以上になった場合、又は、当該上限値より高くなった場合、被温調対象用熱交換器への冷媒の流通を制御するための弁装置を開いた状態に固定し、それ以外の弁装置は閉じた状態に固定するようにすれば、被温調対象の温度が所定の上限値以上になった場合、又は、当該上限値より高くなったことで、被温調対象用熱交換器に冷媒を常時流通させ、他の蒸発器には冷媒を流さないようにして、被温調対象の温度を迅速に低下させることができるようになる。これにより、請求項9の発明の如く被温調対象がバッテリであるとき、その温度が過剰に上昇してしまう不都合を未然に回避し、劣化を防止して、その寿命を延ばすことが可能となる。
本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である(実施例1)。 図1の車両用空気調和装置の制御装置の電気回路のブロック図である。 図2の制御装置が実行する運転モードを説明する図である。 冷房モードの冷媒の流れ方を説明する車両用空気調和装置の構成図である。 バッテリ冷却運転での電磁弁35の制御を説明するブロック図である。 協調モードの冷媒の流れ方を説明する車両用空気調和装置の構成図である。 バッテリ冷却運転での電磁弁69の制御を説明するブロック図である。 バッテリ冷却単独モードの冷媒の流れ方を説明する車両用空気調和装置の構成図である。 バッテリ冷却運転の協調モードにおいて圧縮機目標回転数を算出するための制御ブロック図である。 バッテリ冷却運転の協調モードでの圧縮機目標回転数の決定制御を説明するフローチャートである。 バッテリアラーム制御を説明するフローチャートである。 本発明を適用した他の実施形態の車両用空気調和装置の構成図である(実施例2)。 図12の車両用空気調和装置の電磁弁108の制御を説明するブロック図である。 図12の車両用空気調和装置の吸熱器111の温度に基づく圧縮機目標回転数の算出を説明する制御ブロック図である。 図12の車両用空気調和装置の熱媒体温度Twと、吸熱器温度Te、吸熱器温度TeRrに基づく圧縮機目標回転数の決定制御を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態の車両用空気調和装置1の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン(内燃機関)が搭載されていない電気自動車(EV)であって、車両に搭載されているバッテリ55に充電された電力を走行用モータ(電動モータ。図示せず)に供給することで駆動し、走行するものであり、本発明の車両用空気調和装置1の圧縮機2他の各機器も、バッテリ55から供給される電力で駆動されるものとする。
即ち、実施例の車両用空気調和装置1は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Rを用いたヒートポンプ運転により暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードの各空調運転と、除霜モードと、協調モード、バッテリ冷却単独モードの各バッテリ冷却運転を切り換えて実行することで車室内の空調やバッテリ55の温調を行うものである。
尚、車両としては電気自動車に限らず、エンジンと走行用モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効である。また、実施例の車両用空気調和装置1を適用する車両は外部の充電器(急速充電器や普通充電器)からバッテリ55に充電可能とされているものである。更に、前述したバッテリ55や走行用モータ、それを制御するインバータ等が本発明における車両に搭載された被温調対象となるが、以下の実施例ではバッテリ55を例に採り上げて説明する。
実施例の車両用空気調和装置1は、電気自動車の車室内の空調(暖房、冷房、除湿、及び、換気)を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機2と、車室内の空気が通気循環されるHVACユニット10の空気流通路3内に設けられ、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒がマフラー5と冷媒配管13Gを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱(冷媒の熱を放出)させる放熱器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁(電子膨張弁、流量調整弁)から成る室外膨張弁6と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱(冷媒に熱を吸収)させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器7と、冷媒を減圧膨張させる機械式膨張弁から成る室内膨張弁8と、空気流通路3内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱(蒸発)させる蒸発器の実施例であるフロントシート用吸熱器としての吸熱器9と、アキュムレータ12等が冷媒配管13により順次接続され、冷媒回路Rが構成されている。
そして、室外膨張弁6は放熱器4から出て室外熱交換器7に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉も可能とされている。また、実施例では機械式膨張弁が使用された室内膨張弁8は、吸熱器9に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器9における冷媒の過熱度を調整する。
尚、室外熱交換器7には、室外送風機15が設けられている。この室外送風機15は、室外熱交換器7に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中(即ち、車速が0km/h)にも室外熱交換器7に外気が通風されるよう構成されている。
また、室外熱交換器7は冷媒下流側にレシーバドライヤ部14と過冷却部16を順次有し、室外熱交換器7の冷媒出口側の冷媒配管13Aは、吸熱器9に冷媒を流す際に開放される開閉弁としての電磁弁17(冷房用)を介してレシーバドライヤ部14に接続され、過冷却部16の出口側の冷媒配管13Bは逆止弁18、室内膨張弁8、及び、吸熱器9用の弁装置としての開閉弁である電磁弁35(後述するフローチャートや制御ブロック図ではキャビン弁で示す。以下、同じ)を順次介して吸熱器9の冷媒入口側に接続されている。この電磁弁35が吸熱器9への冷媒の流通を制御するための弁装置である。
尚、レシーバドライヤ部14及び過冷却部16は構造的に室外熱交換器7の一部を構成している。また、逆止弁18は室内膨張弁8の方向が順方向とされている。更に、実施例では室内膨張弁8と電磁弁35は電磁弁付き膨張弁にて構成している。
また、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは冷媒配管13Dに分岐しており、この分岐した冷媒配管13Dは、暖房時に開放される開閉弁としての電磁弁21(暖房用)を介して吸熱器9の冷媒出口側の冷媒配管13Cに連通接続されている。そして、この冷媒配管13Cがアキュムレータ12の入口側に接続され、アキュムレータ12の出口側は圧縮機2の冷媒吸込側の冷媒配管13Kに接続されている。
更に、放熱器4の冷媒出口側の冷媒配管13Eにはストレーナ19が接続されており、更に、この冷媒配管13Eは室外膨張弁6の手前(冷媒上流側)で冷媒配管13Jと冷媒配管13Fに分岐し、分岐した一方の冷媒配管13Jが室外膨張弁6を介して室外熱交換器7の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管13Fは除湿時に開放される開閉弁としての電磁弁22(除湿用)を介し、逆止弁18の冷媒下流側であって、室内膨張弁8の冷媒上流側に位置する冷媒配管13Bに連通接続されている。
これにより、冷媒配管13Fは室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18をバイパスするバイパス回路となる。また、室外膨張弁6にはバイパス用の開閉弁としての電磁弁20が並列に接続されている。
また、吸熱器9の空気上流側における空気流通路3には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており(図1では吸込口25で代表して示す)、この吸込口25には空気流通路3内に導入する空気を車室内の空気である内気(内気循環)と、車室外の空気である外気(外気導入)とに切り換える吸込切換ダンパ26が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ26の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路3に送給するための室内送風機(ブロワファン)27が設けられている。
尚、実施例の吸込切換ダンパ26は、吸込口25の外気吸込口と内気吸込口を任意の比率で開閉することにより、空気流通路3の吸熱器9に流入する外気と内気の比率を0〜100%の間で調整することができるように構成されている。本出願では吸込切換ダンパ26により調整される外気と内気の比率を内外気比率RECrateと称し、この内外気比率RECrate=1のときに内気が100%、外気が0%の内気循環モードとなり、内外気比率RECrate=0のときに外気が100%、内気が0%の外気導入モードとなる。そして、0<内外気比率RECrate<1のときに0%<内気<100%、且つ、100%>外気>0%の内外気中間位置となる。即ち、本出願において内外気比率RECrateは空気流通路3の吸熱器9に流入する空気のうちの内気の割合を意味する。
また、放熱器4の風下側(空気下流側)における空気流通路3内には、実施例ではPTCヒータ(電気ヒータ)から成る補助加熱装置としての補助ヒータ23が設けられ、放熱器4を経て車室内に供給される空気を加熱することが可能とされている。更に、放熱器4の空気上流側における空気流通路3内には、当該空気流通路3内に流入し、吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気(内気や外気)を放熱器4及び補助ヒータ23に通風する割合を調整するエアミックスダンパ28が設けられている。
更にまた、放熱器4の空気下流側における空気流通路3には、FOOT(フット)、VENT(ベント)、DEF(デフ)の各吹出口(図1では代表して吹出口29で示す)が形成されており、この吹出口29には上記各吹出口からの空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ31が設けられている。
更に、車両用空気調和装置1は、バッテリ55(被温調対象)に熱媒体を循環させて当該バッテリ55の温度を調整するための機器温度調整装置61を備えている。実施例の機器温度調整装置61は、バッテリ55に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ62と、蒸発器である被温調対象用熱交換器としての冷媒−熱媒体熱交換器64と、加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ63を備え、それらとバッテリ55が熱媒体配管66にて環状に接続されている。
実施例の場合、循環ポンプ62の吐出側に冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの入口が接続され、この熱媒体流路64Aの出口は熱媒体加熱ヒータ63の入口に接続されている。この熱媒体加熱ヒータ63の出口がバッテリ55の入口に接続され、バッテリ55の出口が循環ポンプ62の吸込側に接続されている。
この機器温度調整装置61で使用される熱媒体としては、例えば水、HFO−1234yfのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、熱媒体加熱ヒータ63はPTCヒータ等の電気ヒータから構成されている。更に、バッテリ55の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ55と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。
そして、循環ポンプ62が運転されると、循環ポンプ62から吐出された熱媒体は冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに流入する。この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は熱媒体加熱ヒータ63に至り、当該熱媒体加熱ヒータ63が発熱されている場合にはそこで加熱された後、バッテリ55に至り、熱媒体はそこでバッテリ55と熱交換する。そして、このバッテリ55と熱交換した熱媒体が循環ポンプ62に吸い込まれることで熱媒体配管66内を循環される(図4他に破線矢印で示す)。
一方、冷媒回路Rの冷媒配管13Fと冷媒配管13Bとの接続部の冷媒下流側であって、室内膨張弁8の冷媒上流側に位置する冷媒配管13Bには、分岐回路としての分岐配管67の一端が接続されている。この分岐配管67には実施例では機械式の膨張弁から構成された補助膨張弁68と、弁装置としての開閉弁である電磁弁(後述するフローチャートや制御ブロック図ではチラー弁で示す。以下、同じ)69が順次設けられている。この電磁弁69が冷媒−熱媒体熱交換器64への冷媒の流通を制御するための弁装置である。補助膨張弁68は冷媒−熱媒体熱交換器64の後述する冷媒流路64Bに流入する冷媒を減圧膨張させると共に、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bにおける冷媒の過熱度を調整する。尚、実施例では補助膨張弁68と電磁弁69も電磁弁付き膨張弁にて構成している。
そして、分岐配管67の他端は冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに接続されており、この冷媒流路64Bの出口には冷媒配管71の一端が接続され、冷媒配管71の他端は冷媒配管13Dとの合流点より冷媒上流側(アキュムレータ12の冷媒上流側)の冷媒配管13Cに接続されている。そして、これら補助膨張弁68や電磁弁69、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64B等も冷媒回路Rの一部を構成すると同時に、機器温度調整装置61の一部をも構成することになる。
電磁弁69が開いている場合、室外熱交換器7から出た冷媒(一部又は全ての冷媒)は分岐配管67に流入し、補助膨張弁68で減圧された後、電磁弁69を経て冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入して、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路64Bを流れる過程で熱媒体流路64Aを流れる熱媒体から吸熱した後、冷媒配管71、冷媒配管13C、アキュムレータ12を経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれることになる。
次に、図2は実施例の車両用空気調和装置1の制御装置11のブロック図を示している。制御装置11は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ45及びヒートポンプコントローラ32から構成されており、これらがCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)を構成する車両通信バス65に接続されている。また、圧縮機2と補助ヒータ23、循環ポンプ62と熱媒体加熱ヒータ63も車両通信バス65に接続され、これら空調コントローラ45、ヒートポンプコントローラ32、圧縮機2、補助ヒータ23、循環ポンプ62及び熱媒体加熱ヒータ63が車両通信バス65を介してデータの送受信を行うように構成されている。
更に、車両通信バス65には走行を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ72(ECU)と、バッテリ55の充放電の制御を司るバッテリコントローラ(BMS:Battery Management system)73と、GPSナビゲーション装置74が接続されている。車両コントローラ72やバッテリコントローラ73、GPSナビゲーション装置74もプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成されており、制御装置11を構成する空調コントローラ45とヒートポンプコントローラ32は、車両通信バス65を介してこれら車両コントローラ72やバッテリコントローラ73、GPSナビゲーション装置74と情報(データ)の送受信を行う構成とされている。
空調コントローラ45は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ45の入力には、車両の外気温度Tamを検出する外気温度センサ33と、外気湿度を検出する外気湿度センサ34と、吸込口25から空気流通路3に吸い込まれて吸熱器9に流入する空気の温度を検出するHVAC吸込温度センサ36と、車室内の空気温度(内気温度Tin)を検出する内気温度センサ37と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ38と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内CO2濃度センサ39と、車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ41と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ51と、車両の移動速度(車速VSP)を検出するための車速センサ52の各出力と、車室内の設定温度や運転モードの切り換え等の車室内の空調設定操作や情報の表示を行うための空調操作部53が接続されている。尚、図中53Aはこの空調操作部53に設けられた表示出力装置としてのディスプレイである。
また、空調コントローラ45の出力には、室外送風機15と、室内送風機(ブロワファン)27と、吸込切換ダンパ26と、エアミックスダンパ28と、吹出口切換ダンパ31が接続され、それらは空調コントローラ45により制御される。
ヒートポンプコントローラ32は、主に冷媒回路Rの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ32の入力には、放熱器4の冷媒入口温度Tcxin(圧縮機2の吐出冷媒温度でもある)を検出する放熱器入口温度センサ43と、放熱器4の冷媒出口温度Tciを検出する放熱器出口温度センサ44と、圧縮機2の吸込冷媒温度Tsを検出する吸込温度センサ46と、放熱器4の冷媒出口側の冷媒圧力(放熱器4の圧力:放熱器圧力Pci)を検出する放熱器圧力センサ47と、吸熱器9の温度(吸熱器9の冷媒温度:吸熱器温度Te)を検出する吸熱器温度センサ48と、室外熱交換器7の出口の冷媒温度(室外熱交換器7の冷媒蒸発温度:室外熱交換器温度TXO)を検出する室外熱交換器温度センサ49と、補助ヒータ23の温度を検出する補助ヒータ温度センサ50A(運転席側)及び50B(助手席側)の各出力が接続されている。
また、ヒートポンプコントローラ32の出力には、室外膨張弁6、電磁弁22(除湿用)、電磁弁17(冷房用)、電磁弁21(暖房用)、電磁弁20(バイパス用)、電磁弁35(キャビン弁)及び電磁弁69(チラー弁)の各電磁弁が接続され、それらはヒートポンプコントローラ32により制御される。尚、圧縮機2、補助ヒータ23、循環ポンプ62及び熱媒体加熱ヒータ63はそれぞれコントローラを内蔵しており、実施例では圧縮機2や補助ヒータ23、循環ポンプ62や熱媒体加熱ヒータ63のコントローラは車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ32によって制御される(図2に破線で示す箇所は実施例2で詳述する)。
尚、機器温度調整装置61を構成する循環ポンプ62や熱媒体加熱ヒータ63はバッテリコントローラ73により制御されるようにしてもよい。また、このバッテリコントローラ73には機器温度調整装置61の冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの入口側の熱媒体の温度(熱媒体温度Tw)を検出する熱媒体温度センサ76と、バッテリ55の温度(バッテリ55自体の温度:バッテリ温度Tcell)を検出するバッテリ温度センサ77の出力が接続されている。そして、実施例ではバッテリ55の残量(蓄電量)やバッテリ55の充電に関する情報(充電中であることの情報や充電完了時間、残充電時間等)、熱媒体温度Twやバッテリ温度Tcell、バッテリ55の発熱量(通電量等からバッテリコントローラ73が算出)等はバッテリコントローラ73から車両通信バス65を介して空調コントローラ45や車両コントローラ72に送信される。バッテリ55の充電時における充電完了時間や残充電時間に関する情報は、急速充電器等の外部の充電器から供給される情報である。また、車両コントローラ72からは走行用モータの出力Mpowerがヒートポンプコントローラ32や空調コントローラ45に送信される。
ヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ45は車両通信バス65を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部53にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ33、外気湿度センサ34、HVAC吸込温度センサ36、内気温度センサ37、内気湿度センサ38、室内CO2濃度センサ39、吹出温度センサ41、日射センサ51、車速センサ52、空気流通路3に流入して当該空気流通路3内を流通する空気の風量Ga(空調コントローラ45が算出)、エアミックスダンパ28による風量割合SW(空調コントローラ45が算出)、室内送風機27の電圧(BLV)、前述したバッテリコントローラ73からの情報、GPSナビゲーション装置74からの情報、空調操作部53の出力は空調コントローラ45から車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32に送信され、ヒートポンプコントローラ32による制御に供される構成とされている。
また、ヒートポンプコントローラ32からも冷媒回路Rの制御に関するデータ(情報)が車両通信バス65を介して空調コントローラ45に送信される。尚、前述したエアミックスダンパ28による風量割合SWは、0≦SW≦1の範囲で空調コントローラ45が算出する。そして、SW=1のときはエアミックスダンパ28により、吸熱器9を経た空気の全てが放熱器4及び補助ヒータ23に通風されることになる。
以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置1の動作を説明する。この実施例では制御装置11(空調コントローラ45、ヒートポンプコントローラ32)は、暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードの各空調運転と、協調モード、バッテリ冷却単独モードの各バッテリ冷却運転と、除霜モードを切り換えて実行する。これらが図3に示されている。尚、ヒートポンプコントローラ32は運転中、循環ポンプ62を運転し、図4〜図6に破線矢印で示すように熱媒体配管66内に熱媒体を循環させるものとする。
(1)空調運転
先ず、車室内を空調する空調運転について説明する。
(1−1)暖房モード
最初に、暖房モードについて説明する。尚、各機器の制御はヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ45の協働により実行されるものであるが、以下の説明ではヒートポンプコントローラ32を制御主体とし、簡略化して説明する。ヒートポンプコントローラ32により(オートモード)或いは空調コントローラ45の空調操作部53へのマニュアルの空調設定操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21を開き、電磁弁17、電磁弁20、電磁弁22、電磁弁35、電磁弁69を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
放熱器4内で液化した冷媒は当該放熱器4を出た後、冷媒配管13E、13Jを経て室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。即ち、冷媒回路Rがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び冷媒配管13D、電磁弁21を経て冷媒配管13Cに至り、更にこの冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、冷媒配管13Kからガス冷媒が圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器4にて加熱された空気は吹出口29から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は、車室内に吹き出される空気の目標温度(車室内に吹き出される空気の温度の目標値)である後述する目標吹出温度TAOから算出される目標ヒータ温度TCO(放熱器4の目標温度)から目標放熱器圧力PCOを算出し、この目標放熱器圧力PCOと、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数を制御すると共に、放熱器出口温度センサ44が検出する放熱器4の冷媒出口温度Tci及び放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pciに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度を制御する。
また、ヒートポンプコントローラ32は、必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く暖房する。
(1−2)除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードについて説明する。除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21、電磁弁22、電磁弁35を開き、電磁弁17、電磁弁20、電磁弁69は閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
放熱器4内で液化した冷媒は放熱器4を出た後、冷媒配管13Eを経て一部は冷媒配管13Jに入り、室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び冷媒配管13D、電磁弁21を経て冷媒配管13Cに至り、この冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
一方、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒の残りは分流され、この分流された冷媒が電磁弁22を経て冷媒配管13Fに流入し、冷媒配管13Bに至る。次に、冷媒は室内膨張弁8に至り、この室内膨張弁8にて減圧された後、電磁弁35を経て吸熱器9に流入し、蒸発する。このときに吸熱器9で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Cに出て冷媒配管13Dからの冷媒(室外熱交換器7からの冷媒)と合流した後、アキュムレータ12を経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて除湿された空気は放熱器4や補助ヒータ23(発熱している場合)を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は、実施例では目標ヒータ温度TCOから算出される目標放熱器圧力PCOと放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数を制御するか、又は、吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数を制御する。このとき、ヒートポンプコントローラ32は放熱器圧力Pciによるか吸熱器温度Teによるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機2を制御する。また、吸熱器温度Teに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御する。
また、ヒートポンプコントローラ32は、この除湿暖房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く除湿暖房する。
(1−3)除湿冷房モード
次に、除湿冷房モードについて説明する。除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、及び、電磁弁35を開き、電磁弁20、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁69を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13E、13Jを経て室外膨張弁6に至り、暖房モードや除湿暖房モードよりも開き気味(大きい弁開度の領域)で制御される室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮する。室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入り、逆止弁18を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、電磁弁35を経て吸熱器9に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着し、空気は冷却され、且つ、除湿される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に至り、そこを経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却され、除湿された空気は放熱器4や補助ヒータ23(発熱している場合)を通過する過程で再加熱(除湿暖房時よりも加熱能力は低い)されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)と吸熱器9の目標温度(吸熱器温度Teの目標値)である目標吸熱器温度TEOに基づき、吸熱器温度Teを目標吸熱器温度TEOにするように圧縮機2の回転数を制御すると共に、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)と目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力Pciの目標値)に基づき、放熱器圧力Pciを目標放熱器圧力PCOにするように室外膨張弁6の弁開度を制御することで放熱器4による必要なリヒート量(再加熱量)を得る。
また、ヒートポンプコントローラ32は、この除湿冷房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(再加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、車室内の温度を下げ過ぎること無く、除湿冷房する。
(1−4)冷房モード
次に、図4を参照しながら冷房モードについて説明する。図4は冷房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、電磁弁20、及び、電磁弁35を開き、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁69を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助ヒータ23には通電されない。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので(冷房時のリヒート(再加熱)のみのため)、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。このとき電磁弁20は開放されているので冷媒は電磁弁20を通過し、そのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入り、逆止弁18を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、電磁弁35を経て吸熱器9に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出されて吸熱器9と熱交換する空気は冷却される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に至り、そこから冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却された空気は吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて圧縮機2の回転数を制御する。
(1−5)空調運転の切り換え
ヒートポンプコントローラ32は下記式(I)から前述した目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
TAO=(Tset−Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
・・(I)
ここで、Tsetは空調操作部53で設定された車室内の設定温度、Tinは内気温度センサ37が検出する車室内空気の温度、Kは係数、Tbalは設定温度Tsetや、日射センサ51が検出する日射量SUN、外気温度センサ33が検出する外気温度Tamから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度TAOは外気温度Tamが低い程高く、外気温度Tamが上昇するに伴って低下する。
そして、ヒートポンプコントローラ32は起動時には外気温度センサ33が検出する外気温度Tamと目標吹出温度TAOとに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。また、起動後は外気温度Tamや目標吹出温度TAO、熱媒体温度Twやバッテリ温度Tcell等の運転条件や環境条件、設定条件の変化により、空調運転のモードを切り換える。
(2)除霜モード
次に、室外熱交換器7の除霜モードについて説明する。前述した如く暖房モードでは、室外熱交換器7では冷媒が蒸発し、外気から吸熱して低温となるため、室外熱交換器7には外気中の水分が霜となって付着する。そこで、ヒートポンプコントローラ32は室外熱交換器温度センサ49が検出する室外熱交換器温度TXO(室外熱交換器7における冷媒蒸発温度)と、室外熱交換器7の無着霜時における冷媒蒸発温度TXObaseとの差ΔTXO(=TXObase−TXO)を算出しており、室外熱交換器温度TXOが無着霜時における冷媒蒸発温度TXObaseより低下して、その差ΔTXOが所定値以上に拡大した状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器7に着霜しているものと判定して所定の着霜フラグをセットする。
そして、この着霜フラグがセットされており、空調操作部53の空調スイッチがOFFされた状態で、急速充電器に充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されるとき、ヒートポンプコントローラ32は以下の如く室外熱交換器7の除霜モードを実行する。
ヒートポンプコントローラ32はこの除霜モードでは、冷媒回路Rを前述した暖房モードの状態とした上で、室外膨張弁6の弁開度を全開とする。そして、圧縮機2を運転し、当該圧縮機2から吐出された高温の冷媒を放熱器4、室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入させ、当該室外熱交換器7の着霜を融解させる。そして、ヒートポンプコントローラ32は室外熱交換器温度センサ49が検出する室外熱交換器温度TXOが所定の除霜終了温度(例えば、+3℃等)より高くなった場合、室外熱交換器7の除霜が完了したものとして除霜モードを終了する。
(3)バッテリ冷却運転
次に、バッテリ冷却運転について説明する。実施例のバッテリ冷却運転は、協調モードと、バッテリ冷却単独モードの二つの運転モードがある。先ず、各運転モードの冷媒の流れ方を説明する。
(3−1)協調モード
先ず、図6を参照しながらバッテリ冷却運転の協調モードについて説明する。図6は協調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。協調モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、電磁弁20を開き、電磁弁21、及び、電磁弁22を閉じる。また、電磁弁35と電磁弁69は後述する如く開閉制御する。
そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。尚、この運転モードでは補助ヒータ23には通電されない。また、熱媒体加熱ヒータ63にも通電されない。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので(冷房時のリヒート(再加熱)のみのため)、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。このとき電磁弁20は開放されているので冷媒は電磁弁20を通過し、そのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入る。この冷媒配管13Bに流入した冷媒は、逆止弁18を経た後に分流され、一方はそのまま冷媒配管13Bを流れて室内膨張弁8に至る。この室内膨張弁8に流入した冷媒はそこで減圧された後、電磁弁35を経て吸熱器9に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出されて吸熱器9と熱交換する空気は冷却される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に至り、そこから冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却された空気は吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。
他方、逆止弁18を経た冷媒の残りは分流され、分岐配管67に流入して補助膨張弁68に至る。ここで冷媒は減圧された後、電磁弁69を経て冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入し、そこで蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路64Bで蒸発した冷媒は、冷媒配管71、冷媒配管13C及びアキュムレータ12を順次経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す(図6に実線矢印で示す)。
一方、循環ポンプ62が運転されているので、この循環ポンプ62から吐出された熱媒体が熱媒体配管66内を冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに至り、そこで冷媒流路64B内で蒸発する冷媒と熱交換し、吸熱されて熱媒体は冷却される。この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ63に至る。但し、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63は発熱されないので、熱媒体はそのまま通過してバッテリ55に至り、当該バッテリ55と熱交換する。これにより、バッテリ55は冷却されると共に、バッテリ55を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ62に吸い込まれる循環を繰り返す(図6に破線矢印で示す)。
この協調モードでは、実施例では吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づき、電磁弁35を図5に示す如く開閉制御する。
即ち、図5は協調モードにおける電磁弁35の開閉制御のブロック図を示している。ヒートポンプコントローラ32の吸熱器用電磁弁制御部95には吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器温度Teと、当該吸熱器温度Teの目標値としての目標吸熱器温度TEOが入力される。そして、吸熱器用電磁弁制御部95は、目標吸熱器温度TEOの上下に所定の温度差を有して上限値TeULと下限値TeLLを設定する。そして、電磁弁35を閉じている状態から吸熱器温度Teが高くなり、上限値TeULまで上昇した場合(上限値TeULを上回った場合、又は、上限値TeUL以上となった場合。以下、同じ)、電磁弁35を開放する。これにより、冷媒は吸熱器9に流入して蒸発し、空気流通路3を流通する空気を冷却する。
その後、吸熱器温度Teが下限値TeLLまで低下した場合(下限値TeLLを下回った場合、又は、TeLL以下となった場合。以下、同じ)、電磁弁35を閉じる。以後、このような電磁弁35の開閉を繰り返して、吸熱器温度Teを目標吸熱器温度TEOに制御し、車室内の冷房を行う。
また、実施例では熱媒体温度センサ76が検出する熱媒体の温度(熱媒体温度Tw:バッテリコントローラ73から送信される)に基づき、電磁弁69を図7に示す如く開閉制御する。
尚、前述した吸熱器温度Teは、実施例における吸熱器9の温度又はそれにより冷却される対象(空気)の温度である。また、熱媒体温度Twは、実施例における冷媒−熱媒体熱交換器64(被温調対象用熱交換器)により冷却される対象(熱媒体)の温度として採用しているが、被温調対象であるバッテリ55の温度を示す指標でもある(以下、同じ)。
図7はこの協調モードにおける電磁弁69の開閉制御のブロック図を示している。ヒートポンプコントローラ32の被温調対象用電磁弁制御部90には熱媒体温度センサ76が検出する熱媒体温度Twと、当該熱媒体温度Twの目標値としての所定の目標熱媒体温度TWOが入力される。そして、被温調対象用電磁弁制御部90は、目標熱媒体温度TWOの上下に所定の温度差を有して上限値TwULと下限値TwLLを設定し、電磁弁69を閉じている状態からバッテリ55の発熱等により熱媒体温度Twが高くなり、上限値TwULまで上昇した場合(上限値TwULを上回った場合、又は、上限値TwUL以上となった場合。以下、同じ)、電磁弁69を開放する(電磁弁69開指示)。これにより、冷媒は冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入して蒸発し、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体を冷却するので、この冷却された熱媒体によりバッテリ55は冷却される。
その後、熱媒体温度Twが下限値TwLLまで低下した場合(下限値TwLLを下回った場合、又は、下限値TwLL以下となった場合。以下、同じ)、電磁弁69を閉じる(電磁弁69閉指示)。以後、このような電磁弁69の開閉を繰り返して、熱媒体温度Twを目標熱媒体温度TWOに制御し、バッテリ55の冷却を行う。
(3−2)バッテリ冷却単独モード
次に、図8を参照しながらバッテリ冷却運転のバッテリ冷却単独モードについて説明する。図8はバッテリ冷却単独モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。バッテリ冷却単独モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、電磁弁20、及び、電磁弁69を開き、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁35を閉じる。
そして、圧縮機2、及び、室外送風機15を運転する。尚、室内送風機27は運転されず、補助ヒータ23にも通電されない。また、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63も通電されない。
これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気は通風されないので、ここは通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。このとき、電磁弁20は開放されているので冷媒は電磁弁20を通過し、そのまま室外熱交換器7に流入し、そこで室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入る。この冷媒配管13Bに流入した冷媒は、逆止弁18を経た後、全てが分岐配管67に流入して補助膨張弁68に至る。ここで冷媒は減圧された後、電磁弁69を経て冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入し、そこで蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路64Bで蒸発した冷媒は、冷媒配管71、冷媒配管13C及びアキュムレータ12を順次経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す(図8に実線矢印で示す)。
一方、循環ポンプ62が運転されているので、この循環ポンプ62から吐出された熱媒体が熱媒体配管66内を冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに至り、そこで冷媒流路64B内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却されるようになる。この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ63に至る。但し、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63は発熱されないので、熱媒体はそのまま通過してバッテリ55に至り、当該バッテリ55と熱交換する。これにより、バッテリ55は冷却されると共に、バッテリ55を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ62に吸い込まれる循環を繰り返す(図8に破線矢印で示す)。
このバッテリ冷却(単独)モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁69を開いた状態に固定して、バッテリ55の冷却を行う。
(3−3)バッテリ冷却運転の協調モードでのヒートポンプコントローラ32による圧縮機2の制御
次に、図9、図10を参照しながら、バッテリ冷却運転の協調モードでのヒートポンプコントローラ32による圧縮機2の制御について説明する。
(3−3−1)圧縮機2の制御ブロック
図9は圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。先ず、図9の下側は吸熱器温度Teに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcを算出する制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F(フィードフォワード)操作量演算部86は外気温度Tamと、空気流通路3内を流通する空気の風量Ga(室内送風機27のブロワ電圧BLVでもよい)と、目標放熱器圧力PCOと、吸熱器温度Teの目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCcffを算出する。
また、F/B(フィードバック)操作量演算部87は目標吸熱器温度TEOと吸熱器温度Teに基づくPID(比例積分微分)演算、若しくは、PI(比例積分)演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCcfbを算出する。そして、F/F操作量演算部86が算出したF/F操作量TGNCcffとF/B操作量演算部87が算出したF/B操作量TGNCcfbは加算器88で加算され、リミット設定部89に入力される。
リミット設定部89では制御上の下限回転数TGNCcLimLoと上限回転数TGNCcLimHiのリミットが付けられてTGNCc0とされた後、圧縮機OFF制御部91を経て圧縮機目標回転数TGNCcとして決定される。尚、運転開始時にはF/B操作量TGNCcfbは得られないため、F/F操作量TGNCcffが圧縮機目標回転数TGNCcとして決定されることになる。決定された圧縮機目標回転数TGNCcは切換器に101の一方の入力に入る。この切換器101の他方の入力には、実施例では「0」が入力される。切換器101は電磁弁35(キャビン弁)が閉じているときは「0」を選択して出力し(TGNCc=0)、開いているときはTGNCcを出力する。このTGNCcが吸熱器温度Teを制御するために必要な圧縮機2の目標回転数(吸熱器9に対応する目標回転数)である。そして、切換器101の出力は、最大値選択部102に入力される。
次に、図9の上側は熱媒体温度Twに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcbを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F操作量演算部92は外気温度Tamと、機器温度調整装置61内の熱媒体の流量Gw(循環ポンプ62の出力から算出される)と、バッテリ55の発熱量(バッテリコントローラ73から送信される)と、バッテリ温度Tcell(バッテリコントローラ73から送信される)と、熱媒体温度Twの目標値である目標熱媒体温度TWOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCcwffを算出する。
また、F/B操作量演算部93は目標熱媒体温度TWOと熱媒体温度Tw(バッテリコントローラ73から送信される)に基づくPID演算若しくはPI演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCcbfbを算出する。そして、F/F操作量演算部92が算出したF/F操作量TGNCcbffとF/B操作量演算部93が算出したF/B操作量TGNCcbfbは加算器94で加算され、リミット設定部96に入力される。
リミット設定部96では制御上の下限回転数TGNCcbLimLoと上限回転数TGNCcbLimHiのリミットが付けられてTGNCcb0とされた後、圧縮機OFF制御部97を経て圧縮機目標回転数TGNCcbとして決定される。尚、運転開始時にはF/B操作量TGNCcbfbは得られないため、F/F操作量TGNCcbffが圧縮機目標回転数TGNCcbとして決定されることになる。決定された圧縮機目標回転数TGNCcbは切換器に103の一方の入力に入る。この切換器103の他方の入力には、実施例では「0」が入力される。切換器103は電磁弁69(チラー弁)が閉じているときは「0」を選択して出力し(TGNCcb=0)、開いているときはTGNCcbを出力する。このTGNCcbが熱媒体を冷却するために必要な圧縮機2の目標回転数(冷媒−熱媒体熱交換器64に対応した目標回転数)である。そして、切換器103の出力も、最大値選択部102に入力される。
この最大値選択部102は、入力された値のうち、最大値を選択し、圧縮機目標回転数TGNCとして出力する。ヒートポンプコントローラ32は、この最大値選択部102で選択された圧縮機目標回転数TGNCにより圧縮機2の運転(回転数)を制御することになる。
(3−3−2)圧縮機目標回転数TGNCの決定
次に、図10のフローチャートを参照しながら、ヒートポンプコントローラ32によるバッテリ冷却運転の協調モードでの圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCの決定制御について説明する。尚、この例では空調要求は出されているものとする。この空調要求とは、例えば空調操作部53の空調スイッチ(エアコンONスイッチ)が押されたことであり、空調コントローラ45からヒートポンプコントローラ32に入力される。
ヒートポンプコントローラ32は図10のステップS1で、バッテリコントローラ73からのバッテリ冷却要求が入力されたか判断する。この場合、バッテリコントローラ73は例えば熱媒体温度Twやバッテリ温度Tcellが所定値以上に上昇した場合にバッテリ冷却要求を出力し、ヒートポンプコントローラ32や空調コントローラ45に送信するものである。ステップS1でバッテリ冷却要求が無い場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS2に進み、前述した空調運転(暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード)を実行する。
一方、ステップS1でバッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS3に進んで協調モードに移行し、前述した図7の電磁弁69(チラー弁)の開閉制御を実行する。次に、ステップS4で、電磁弁69が閉じているか否か判断する。そして、電磁弁69が開いている場合、ステップS5に進んで図9の制御ブロックで熱媒体温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCcbを算出すると共に、切換器103を、この圧縮機目標回転数TGNCcbを出力するように切り換える。
他方、ステップS4で電磁弁69が閉じている場合は、ステップS6に進んで図9の制御ブロックでの熱媒体温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCcbの演算を停止すると共に、切換器103を、「0」を出力するように切り換える(TGNCcb=0)。
次に、ステップS7に進んで前述した図5の電磁弁35(キャビン弁)の開閉制御を実行する。次に、ステップS8で、電磁弁35が閉じているか否か判断する。そして、電磁弁35が開いている場合、ステップS9に進んで図9の制御ブロックで吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcを算出すると共に、切換器101を、この圧縮機目標回転数TGNCcを出力するように切り換える。
他方、ステップS8で電磁弁35が閉じている場合は、ステップS10に進んで図9の制御ブロックでの吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcの演算を停止すると共に、切換器101を、「0」を出力するように切り換える(TGNCc=0)。
そして、最後にステップS11に進み、ヒートポンプコントローラ32は最大値選択部102により、圧縮機目標回転数TGNCcとTGNCcbのうちの最大値を選択し、圧縮機目標回転数TGNCとして決定する。尚、電磁弁69及び35が閉じている場合、ステップS6とステップS10で圧縮機目標回転数TGNCcとTGNCcbは何れも「0」になるので、圧縮機2は停止することになる。
また、ステップS11の判断で、最大値では無かった圧縮機目標回転数TGNCc、又は、TGNCcbについては、ヒートポンプコントローラ32は図9のF/B操作量演算部87、又は、93における積分演算を停止する。
以上のように、実施例のヒートポンプコントローラ32はバッテリ冷却運転の協調モードにおいて、吸熱器9の温度や冷媒−熱媒体熱交換器64で冷却される熱媒体の温度を制御するために必要な圧縮機2の目標回転数TGNCc、TGNCcbをそれぞれ算出し、それらのうちの最大値を選択して圧縮機2の運転を制御するようにしたので、吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64のような複数の蒸発器を有する車両用空気調和装置1において、それらにおける負荷が変動した場合にも、全てにおいて冷却能力不足が発生する不都合を解消し、吸熱器9による車室内空調と、冷媒−熱媒体熱交換器64によるバッテリ55の冷却制御を適切に実現することができるようになる。
更に、電磁弁35、69を設けて吸熱器温度Teや熱媒体温度Tw、それらによる冷却要求の有無に基づいて電磁弁35、69を制御するようにしたので、吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64による冷却制御を的確に行うことができるようになる。
この場合、ヒートポンプコントローラ32は、電磁弁35や電磁弁69が開いている場合、それが対応する吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64に対応する圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcbを算出するようにしたので、電磁弁35や69が閉じており、冷却作用を発生させる必要の無いものについては、目標回転数の算出を行わないようにし、ヒートポンプコントローラ32による不必要な演算処理を解消することができるようになる。
更に、ヒートポンプコントローラ32は、電磁弁35や電磁弁69が閉じている場合、圧縮機目標回転数TGNCcやTGNCcbを0にするので、冷却作用を発生させる必要の無い吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64に対応する圧縮機目標回転数TGNCcやTGNCcbが選択される不都合を確実に回避することが可能となる。
また、ヒートポンプコントローラ32は、最大値では無い圧縮機目標回転数TGNCcやTGNCcbの算出においては、積分演算を停止するので、制御性の悪化を未然に回避することができるようになる。
また、ヒートポンプコントローラ32は、運転開始時には、F/F操作量TGNCcffとTGNCcbffのうち、最大値を選択して圧縮機2の運転を制御するので、運転開始時から吸熱器9及び冷媒−熱媒体熱交換器64において冷却能力不足が発生する不都合を解消し、それらによる適切な温度制御を実現することができるようになる。
(3−4)バッテリアラーム制御
ここで、ヒートポンプコントローラ32によるバッテリアラーム制御について、図11を参照しながら説明する。例えば、前述した制御において、吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcが最大値として選択されている状態において、何らかの要因によりバッテリ温度Tcellが所定の上限値TcellUL以上になった場合、又は、上限値TcellULより高くなった場合、バッテリコントローラ73からヒートポンプコントローラ32にバッテリアラームが送信される。
ヒートポンプコントローラ32は、図11のステップS12でバッテリ要求があるか否か判断し、バッテリコントローラ73からバッテリ冷却要求が来ていない場合、ステップS13に進んで電磁弁69を閉じ、ステップS16に進む。一方、バッテリコントローラ73からバッテリ要求が来ている場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS12からステップS14に進んで上記バッテリアラームが来ているか否か判断する。そして、バッテリアラームが来ていない場合、ステップS15に進んで前述した電磁弁69(チラー弁)の開閉制御を行い、ステップS16に進む。
ステップS16では前述した空調要求があるか否か判断する。そして、空調要求が無い場合はステップS17に進み、電磁弁35(キャビン弁)を閉じる。一方、空調要求がある場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS16からステップS17aに進み、前述した電磁弁35の開閉制御を行う。他方、ステップS14でバッテリコントローラ73からバッテリアラームが送信されている場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS17bに進み、電磁弁69(チラー弁)を開いた状態に固定すると共に、ステップS17cに進んで電磁弁35(キャビン弁)を閉じた状態に固定する。この状態が前述したバッテリ冷却単独モードである。
即ち、バッテリ55の温度Tcellが所定の上限値TcellUL以上になった場合、又は、当該上限値TcellULより高くなった場合、冷媒−熱媒体熱交換器64には冷媒が常時流通され、吸熱器9には冷媒は流れなくなる。これにより、バッテリ55の温度を迅速に低下させることができるようになり、バッテリ55の温度が過剰に上昇してしまう不都合を未然に回避し、劣化を防止して、寿命を延ばすことが可能となる。
次に、図12〜図15を参照しながら、本発明の他の実施例について説明する。図12は本発明を適用可能な他の実施形態の車両用空気調和装置1の構成図を示している。図12は車室内の後部(リアシート)に供給する空気を冷却するための蒸発器であるリアシート用吸熱器としての吸熱器111(図2、図15ではリアエバで示す)を備えた車両用空気調和装置1の一例である。尚、この図において図1と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。但し、この実施例で吸熱器9は、車室内の前部(フロントシート)に供給する空気を冷却するためのフロントシート用吸熱器となる。
そして、114はリアシート用のHVACユニットであり、吸熱器111はこのリアシート用のHVACユニット114の空気流通路113に設けられる。リアシート用のHVACユニット114の空気流通路113にも吸熱器111の空気上流側に外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されている(図12では吸込口116で代表して示す)。
更に、この吸込切換ダンパ117の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路113に送給するためのリアシート用の室内送風機(ブロワファン。図2ではリア室内送風機で示す)118が設けられている。尚、119は吸熱器111を経た空気流通路113内の空気を車室内の後部(リアシート)に吹き出すためのリアシート用の複数の吹出口である(図12では119で代表して示す)。この吹出口119にも各吹出口からの空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ117(図2ではリア吹出口切換ダンパで示す)が設けられている。
冷媒回路Rの冷媒配管13Fと冷媒配管13Bとの接続部の冷媒下流側であって、室内膨張弁8の冷媒上流側に位置する冷媒配管13Bには、分岐配管106の一端が接続されている。この分岐配管106には実施例では機械式の膨張弁から構成されたリアシート用の室内膨張弁107と、弁装置としての開閉弁である電磁弁(後述するフローチャートや制御ブロック図ではリアエバ弁で示す。以下、同じ)108が順次設けられている。この電磁弁108が吸熱器111への冷媒の流通を制御するための弁装置である。室内膨張弁107は吸熱器111に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器111における冷媒の過熱度を調整する。尚、実施例では室内膨張弁107と電磁弁108も電磁弁付き膨張弁にて構成している。
そして、分岐配管106の他端は吸熱器111に接続されており、この吸熱器111の出口には冷媒配管109の一端が接続され、冷媒配管109の他端は冷媒配管13Dとの合流点より冷媒上流側(アキュムレータ12の冷媒上流側)の冷媒配管13Cに接続されている。そして、これら室内膨張弁107や電磁弁108、吸熱器111も冷媒回路Rの一部を構成することになる。
電磁弁108が開いている場合、室外熱交換器7から出た冷媒(一部又は全ての冷媒)は分岐配管106に流入し、室内膨張弁107で減圧された後、電磁弁108を経て吸熱器111に流入して、そこで蒸発する。冷媒は吸熱器111を流れる過程で空気流通路113内を流通する空気から吸熱し、それを冷却した後、冷媒配管109、冷媒配管13C、アキュムレータ12を経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれることになる。
また、112は吸熱器111の温度(吸熱器111の冷媒温度:吸熱器温度TeRr)を検出するリアシート用の吸熱器温度センサであり(図2ではリア吸熱器温度センサで示す)、ヒートポンプコントローラ32の入力に接続されている。更に、前述した電磁弁108はヒートポンプコントローラ32の出力に接続され、吹出口切換ダンパ117及び室内送風機118は空調コントローラ45の出力に接続されてそれらに制御される(図2に破線で示す)。
(4)リアシート用の吸熱器111がある場合の空調運転とバッテリ冷却運転
この実施例においても前述した実施例1と同様に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードの各空調運転が行われる。この冷房モードのなかで、例えば空調操作部53に設けられたリアシート用の空調スイッチ(エアコンONスイッチ)が押され、リアシート用の吸熱器111による冷却要求(リアエバ冷却要求)がヒートポンプコントローラ32に送信された場合、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁108を開いて吸熱器111に冷媒を流す(図12に実線矢印で示す)。
また、この実施例においても前述した実施例1と同様にバッテリ冷却運転が行われる。但し、この実施例では、前述した実施例のバッテリ冷却運転のバッテリ冷却単独モードにおいて、電磁弁108も閉固定とされる。また、前述した実施例のバッテリ冷却運転の協調モードのなかで、電磁弁108が開き、吸熱器111に冷媒を流す状態と、電磁弁108を閉じて吸熱器111には冷媒を流さない状態が存在するかたちとなる。即ち、図12は協調モードで電磁弁108が開いている状態の冷媒の流れ方を実線矢印で示している。
(4−1)リアシート用の電磁弁108の制御
次に、図13を参照しながらこの実施例における電磁弁108の開閉制御について説明する。電磁弁108は吸熱器温度センサ112が検出する吸熱器111の温度(吸熱器温度TeRr)に基づいて図13に示す如く開閉制御される。即ち、図13は電磁弁108の開閉制御のブロック図を示している。
ヒートポンプコントローラ32の吸熱器用電磁弁制御部121には吸熱器温度センサ112が検出する吸熱器111の温度(吸熱器温度TeRr)と、当該吸熱器温度TeRrの目標値としての目標吸熱器温度TEORrが入力される。そして、吸熱器用電磁弁制御部121は、目標吸熱器温度TEORrの上下に所定の温度差を有して上限値TeRrULと下限値TeRrLLを設定する。そして、電磁弁108を閉じている状態から吸熱器温度TeRrが高くなり、上限値TeRrULまで上昇した場合(上限値TeRrULを上回った場合、又は、上限値TeRrUL以上となった場合。以下、同じ)、電磁弁108を開放する。これにより、冷媒は吸熱器111に流入して蒸発し、空気流通路113を流通する空気を冷却する。
その後、吸熱器温度TeRrが下限値TeRrLLまで低下した場合(下限値TeRrLLを下回った場合、又は、TeRrLL以下となった場合。以下、同じ)、電磁弁108を閉じる。以後、このような電磁弁108の開閉を繰り返して、吸熱器温度TeRrを目標吸熱器温度TEORrに制御し、車室内後部の冷房を行う。
(4−2)リアシート用の吸熱器111の吸熱器温度TeRrによる圧縮機2の制御
次に、図14は吸熱器温度TeRrに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcrを算出する制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F(フィードフォワード)操作量演算部123は内気温度Tinと、空気流通路113内を流通する空気の風量GaRr(室内送風機118のブロワ電圧BLVRrでもよい)と、吸熱器温度TeRrの目標値である目標吸熱器温度TEORrに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCcrffを算出する。
また、F/B(フィードバック)操作量演算部124は目標吸熱器温度TEORrと吸熱器温度TeRrに基づくPID(比例積分微分)演算、若しくは、PI(比例積分)演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCcrfbを算出する。そして、F/F操作量演算部123が算出したF/F操作量TGNCcrffとF/B操作量演算部124が算出したF/B操作量TGNCcrfbは加算器126で加算され、リミット設定部127に入力される。
リミット設定部127では制御上の下限回転数TGNCcrLimLoと上限回転数TGNCcrLimHiのリミットが付けられてTGNCcr0とされた後、圧縮機OFF制御部128を経て圧縮機目標回転数TGNCcrとして決定される。尚、運転開始時にはF/B操作量TGNCcrfbは得られないため、F/F操作量TGNCcrffが圧縮機目標回転数TGNCcrとして決定されることになる。決定された圧縮機目標回転数TGNCcrは切換器に129の一方の入力に入る。
この切換器129の他方の入力には、実施例では「0」が入力される。切換器129は電磁弁108(リアエバ弁)が閉じているときは「0」を選択して出力し(TGNCcr=0)、開いているときはTGNCcrを出力する。このTGNCcrが吸熱器温度TeRrを制御するために必要な圧縮機2の目標回転数(吸熱器111に対応する目標回転数)である。そして、切換器129の出力も、図9の最大値選択部102に入力される(図9に破線で示す)。
この実施例の場合、最大値選択部102は入力された圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcb、TGNCcrの各値のうち、最大値を選択し、圧縮機目標回転数TGNCとして出力することになる。そして同様に、ヒートポンプコントローラ32は、この最大値選択部102で選択された圧縮機目標回転数TGNCにより圧縮機2の運転(回転数)を制御することになる。
(4−3)リアシート用の吸熱器111がある場合の圧縮機目標回転数TGNCの決定
次に、図15のフローチャートを参照しながら、この実施例におけるヒートポンプコントローラ32による熱媒体温度Twと、吸熱器温度Te、吸熱器温度TeRrに基づく圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCの決定制御について説明する。
ヒートポンプコントローラ32は図15のステップS18で、バッテリコントローラ73から前述したバッテリ冷却要求が入力されたか判断する。ステップS18でバッテリ冷却要求が無い場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS19に進み、圧縮機目標回転数TGNCcbを「0」とし、ステップS20で電磁弁69(チラー弁)を閉じ、ステップS21に進む。
一方、ステップS18でバッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS28に進んで協調モードとなり、前述した図7の電磁弁69(チラー弁)の開閉制御を実行する。次に、ステップS29で、電磁弁69が閉じているか否か判断する。そして、電磁弁69が開いている場合、ステップS30に進んで図9の制御ブロックで熱媒体温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCcbを算出すると共に、切換器103を、この圧縮機目標回転数TGNCcbを出力するように切り換える。
他方、ステップS29で電磁弁69が閉じている場合は、ステップS31に進んで図9の制御ブロックでの熱媒体温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCcbの演算を停止すると共に、切換器103を、「0」を出力するように切り換え(TGNCcb=0)、ステップS21に進む。
尚、この実施例では、バッテリ冷却要求が無く、ステップS18からステップS19、ステップS20を経てステップS21に進んだ場合、以降は空調運転の冷房モードが実行されることになる。
そして、ヒートポンプコントローラ32は図15のステップS21で、空調コントローラ45からエバ冷却要求が入力されたか判断する。この実施例でのエバ冷却要求は、前述した空調要求と同様であるが、例えば空調操作部53に設けられたフロントシート用の空調スイッチ(エアコンONスイッチ)が押され、且つ、冷房モードが選択されて、フロントシート用の吸熱器9による冷却(冷房)が要求されたことを意味するものとする。
ステップS21でエバ冷却要求がヒートポンプコントローラ32に送信されていない場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS22に進み、圧縮機目標回転数TGNCcを「0」とし、ステップS23で電磁弁35(キャビン弁)を閉じ、ステップS24に進む。
一方、ステップS21でエバ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS32に進み、前述した図5の電磁弁35(キャビン弁)の開閉制御を実行する。次に、ステップS33で、電磁弁35が閉じているか否か判断する。そして、電磁弁35が開いている場合、ステップS34に進んで図9の制御ブロックで吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcを算出すると共に、切換器101を、この圧縮機目標回転数TGNCcを出力するように切り換える。
他方、ステップS33で電磁弁35が閉じている場合は、ステップS35に進んで図9の制御ブロックでの吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcの演算を停止すると共に、切換器101を、「0」を出力するように切り換え(TGNCc=0)、ステップS24に進む。
次に、ヒートポンプコントローラ32は図15のステップS24で、空調コントローラ45からリアエバ冷却要求が入力されたか判断する。この実施例でのリアエバ冷却要求は、前述した空調操作部53に設けられたリアシート用の空調スイッチ(エアコンONスイッチ)が押され、且つ、冷房モードが選択されて、リアシート用の吸熱器111による冷却(冷房)が要求されたことを意味するものとする。
ステップS24でリアエバ冷却要求がヒートポンプコントローラ32に送信されていない場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS25に進み、圧縮機目標回転数TGNCcrを「0」とし、ステップS26で電磁弁108(リアエバ弁)を閉じ、ステップS27に進む。
一方、ステップS24でリアエバ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS36に進み、前述した図13の電磁弁108(リアエバ弁)の開閉制御を実行する。次に、ステップS37で、電磁弁108が閉じているか否か判断する。そして、電磁弁108が開いている場合、ステップS38に進んで図14の制御ブロックで吸熱器温度TeRrに基づく圧縮機目標回転数TGNCcrを算出すると共に、切換器129を、この圧縮機目標回転数TGNCcrを出力するように切り換える。
他方、ステップS37で電磁弁108が閉じている場合は、ステップS39に進んで図14の制御ブロックでの吸熱器温度TeRrに基づく圧縮機目標回転数TGNCcrの演算を停止すると共に、切換器129を、「0」を出力するように切り換え(TGNCcr=0)、ステップS27に進む。
そして、ステップS27では、ヒートポンプコントローラ32は最大値選択部102により、圧縮機目標回転数TGNCcと、TGNCcbと、TGNCcrのうちの最大値を選択し、圧縮機目標回転数TGNCとして決定する。尚、全ての電磁弁69、35、108が閉じている場合、ステップS31、ステップS35、ステップS39で圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcb、TGNCcrは何れも「0」になるので、空調運転が冷房モードである場合には、圧縮機2は停止することになる。
また、ステップS27の判断で、最大値では無かった圧縮機目標回転数TGNCc、又は、TGNCcb、又は、TGNCcrについては、ヒートポンプコントローラ32は図9、図14のF/B操作量演算部87、又は、93、又は、124における積分演算を停止する。
以上のようにこの実施例では、ヒートポンプコントローラ32は、吸熱器9の温度や冷媒−熱媒体熱交換器64で冷却される熱媒体の温度、吸熱器111の温度を制御するために必要な圧縮機2の目標回転数TGNCc、TGNCcb、TGNCcrをそれぞれ算出し、それらのうちの最大値を選択して圧縮機2の運転を制御するので、フロントシート用の吸熱器9、冷媒−熱媒体熱交換器64、リアシート用の吸熱器111のように三つの蒸発器を有する車両用空気調和装置1において、それらにおける負荷が変動した場合にも、全てにおいて冷却能力不足が発生する不都合を解消し、吸熱器9や吸熱器111による車室内空調と、冷媒−熱媒体熱交換器64によるバッテリ55の冷却制御を適切に実現することができるようになる。
この場合も、電磁弁35、69、108を設けて吸熱器温度Teや熱媒体温度Tw、吸熱器温度TrRr、それらによる冷却要求の有無に基づいて電磁弁35、69、108を制御するので、吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64、吸熱器111による冷却制御を的確に行うことができるようになる。
また、この実施例においてもヒートポンプコントローラ32は、電磁弁35や電磁弁69、電磁弁108が開いている場合、それが対応する吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64、吸熱器111に対応する圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcb、TGNCcrを算出するので、電磁弁35、電磁弁69、或いは、電磁弁108が閉じており、冷却作用を発生させる必要の無いものについては、目標回転数の算出を行わないようにし、ヒートポンプコントローラ32による不必要な演算処理を解消することができるようになる。
また、ヒートポンプコントローラ32は、電磁弁35、電磁弁69、或いは、電磁弁108が閉じている場合、圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcb、或いは、TGNCcrを0にするので、冷却作用を発生させる必要の無い吸熱器9や冷媒−熱媒体熱交換器64、吸熱器111に対応する圧縮機目標回転数TGNCcやTGNCcb、TGNCcrが選択される不都合を確実に回避することが可能となる。
更に、ヒートポンプコントローラ32は、最大値では無い圧縮機目標回転数TGNCc、TGNCcb、TGNCcrの算出においては、積分演算を停止するので、同様に制御性の悪化を未然に回避することができるようになる。
また、この場合もヒートポンプコントローラ32は、運転開始時には、F/F操作量TGNCcff、TGNCcbff、TGNCcrffのうち、最大値を選択して圧縮機2の運転を制御するので、運転開始時から吸熱器9、冷媒−熱媒体熱交換器64及び吸熱器111において冷却能力不足が発生する不都合を解消し、それらによる適切な温度制御を実現することができるようになる。
尚、この実施例においてもヒートポンプコントローラ32は、前述した実施例のバッテリアラーム制御を行うものとする。即ち、バッテリアラームが入力された場合、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁35と電磁弁108を閉固定とし、電磁弁69を開固定とする。
また、前述した各実施例では熱媒体温度Twを冷媒−熱媒体熱交換器64(被温調対象用熱交換器)により冷却される対象(熱媒体)の温度として採用したが、バッテリ温度Tcellを冷媒−熱媒体熱交換器64(被温調対象用熱交換器)により冷却される対象の温度として採用してもよく、冷媒−熱媒体熱交換器64の温度(冷媒−熱媒体熱交換器64自体の温度、冷媒流路64Bを出た冷媒の温度等)を冷媒−熱媒体熱交換器64(被温調対象用熱交換器)の温度として採用してもよい。
また、実施例では熱媒体を循環させてバッテリ55の温調を行うようにしたが、それに限らず、冷媒とバッテリ55(被温調対象)を直接熱交換させる被温調対象用熱交換器を設けてもよい。その場合には、バッテリ温度Tcellが被温調対象用熱交換器により冷却される対象の温度となる。
更に、実施例では電磁弁35、電磁弁69、電磁弁108を本発明における弁装置としたが、室内膨張弁8や補助膨張弁68、室内膨張弁107を全閉可能な流量調整弁(電動弁)にて構成した場合には、各電磁弁35や69、108は不要となり、室内膨張弁8や補助膨張弁68、室内膨張弁107が本発明における弁装置となる。
また、各実施例では電磁弁69が閉じている場合は圧縮機目標回転数TGNCcbを「0」にすると共に(ステップS6、S31)、電磁弁35が閉じている場合は圧縮機目標回転数TGNCcを「0」とし(ステップS10、S35)、電磁弁108が閉じている場合は圧縮機目標回転数TGNCcrを「0」とするようにしたが(ステップS39)、それに限らず、それぞれを制御上の下限回転数(制御下限値)としてもよく、或いは、現在の値を維持するようにしてもよい。
また、実施例1ではフロントシート用の吸熱器9と冷媒−熱媒体熱交換器64を本発明における蒸発器として採用し、実施例2ではそれに加えてリアシート用の吸熱器111を蒸発器として取り上げたが、それに限らず、実施例1では吸熱器9と吸熱器111の組み合わせ、或いは、冷媒−熱媒体熱交換器64と吸熱器111の組み合わせであってもよい。即ち、係る組み合わせの蒸発器を有する車両用空気調和装置にも本発明は有効である。
更に、実施例で説明した冷媒回路Rの構成や数値はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。更にまた、実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、協調モード、バッテリ冷却単独モード等の各運転モードを有する車両用空気調和装置1で本発明を説明したが、それに限らず、例えば冷房モードと協調モード、バッテリ冷却単独モードを実行可能とされた車両用空気調和装置にも本発明は有効である。
1 車両用空気調和装置
2 圧縮機
3、113 空気流通路
4 放熱器
6 室外膨張弁
7 室外熱交換器
8、107 室内膨張弁
9 吸熱器(蒸発器、フロントシート用吸熱器)
11 制御装置
32 ヒートポンプコントローラ(制御装置の一部を構成)
35、69、108 電磁弁(弁装置)
45 空調コントローラ(制御装置の一部を構成)
55 バッテリ(被温調対象)
61 機器温度調整装置
64 冷媒−熱媒体熱交換器(蒸発器、被温調対象用熱交換器)
68 補助膨張弁
72 車両コントローラ
73 バッテリコントローラ
77 バッテリ温度センサ
76 熱媒体温度センサ
111 吸熱器(蒸発器、リアシート用吸熱器)
R 冷媒回路

Claims (9)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    冷媒を蒸発させるための複数の蒸発器と、
    制御装置を少なくとも備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、
    前記制御装置は、
    前記各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度を制御するために必要な前記圧縮機の目標回転数をそれぞれ算出し、前記各蒸発器に対応して算出された複数の前記目標回転数のうち、最大値を選択して前記圧縮機の運転を制御することを特徴とする車両用空気調和装置。
  2. 前記各蒸発器への冷媒の流通を制御するための複数の弁装置を備え、
    前記制御装置は、
    前記各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度、若しくは、前記各蒸発器による冷却要求の有無に基づき、前記弁装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
  3. 前記弁装置は、開閉弁、若しくは、全閉可能な流量調整弁であり、
    前記制御装置は、
    前記弁装置が開いている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する前記蒸発器に対応する前記目標回転数を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両用空気調和装置。
  4. 前記制御装置は、
    前記弁装置が閉じている場合、当該弁装置が冷媒の流通を制御する前記蒸発器に対応する前記目標回転数を0、若しくは、制御下限値、或いは、現在の値に維持することを特徴とする請求項3に記載の車両用空気調和装置。
  5. 前記制御装置は、
    前記目標回転数の算出において、前記各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の温度に基づくフィードバック演算を行うと共に、該フィードバック演算には積分演算を含み、前記最大値では無い目標回転数の算出においては、前記積分演算を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  6. 前記制御装置は、
    前記目標回転数の算出において、前記各蒸発器、又は、それにより冷却される対象の目標温度に基づくフィードフォワード演算を行うと共に、
    運転開始時には、前記フィードフォワード演算により算出された前記各蒸発器に対応した前記圧縮機の目標回転数のうち、最大値を選択して前記圧縮機の運転を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  7. 前記複数の蒸発器は、
    冷媒を蒸発させて前記車室内の前部に供給する空気を冷却するためのフロントシート用吸熱器と、
    冷媒を蒸発させて前記車室内の後部に供給する空気を冷却するためのリアシート用吸熱器と、
    冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器、
    のうちの何れか二つ、又は、全てであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  8. 前記複数の蒸発器は、冷媒を蒸発させて車両に搭載された被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器を含み、
    前記制御装置は、
    前記被温調対象の温度が所定の上限値以上になった場合、又は、当該上限値より高くなった場合、前記被温調対象用熱交換器への冷媒の流通を制御するための前記弁装置を開いた状態に固定し、それ以外の前記弁装置は閉じた状態に固定することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の車両用空気調和装置。
  9. 前記被温調対象は、バッテリであることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の車両用空気調和装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000296715A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Denso Corp モータ駆動制御装置
JP2003220815A (ja) * 2002-01-31 2003-08-05 Denso Corp 車両用空調装置
JP2003279180A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Denso Corp 車両用冷凍サイクル装置
JP2012171581A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Suzuki Motor Corp 車両用空調制御装置
JP2018177083A (ja) * 2017-04-18 2018-11-15 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 車両用空気調和装置
JP2019137208A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000296715A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Denso Corp モータ駆動制御装置
JP2003220815A (ja) * 2002-01-31 2003-08-05 Denso Corp 車両用空調装置
JP2003279180A (ja) * 2002-03-22 2003-10-02 Denso Corp 車両用冷凍サイクル装置
JP2012171581A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Suzuki Motor Corp 車両用空調制御装置
JP2018177083A (ja) * 2017-04-18 2018-11-15 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 車両用空気調和装置
JP2019137208A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 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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