JP2021175618A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本開示における第1実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。第1実施形態では、本開示に係る車両用空調装置1を、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車の車両用空調装置に適用している。車両用空調装置1は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調や、発熱機器としてのバッテリBの温度調整を行う。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×As+C…(F1)
尚、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内の目標温度(車室内設定温度)、Trは内気温センサ52aによって検出された内気温、Tamは外気温センサ52bによって検出された外気温、Asは日射センサ52cによって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
冷房モードは、冷凍サイクル10を利用したバッテリBの冷却を行うことなく、空調用蒸発器15により送風空気Wを冷却して車室内に送風する運転モードである。冷房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14aを予め定められた絞り開度で開き、第2膨張弁14bを全閉する。
暖房モードは、冷凍サイクル10を用いたバッテリBの冷却を行うことなく、ヒータコア23により送風空気Wを加熱して車室内に送風する運転モードである。暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14aを全閉状態にし、第2膨張弁14bを所定の絞り開度で開く。従って、暖房モードの冷凍サイクル10では、圧縮機11、熱媒体冷媒熱交換器12、第2膨張弁14b、チラー16、圧縮機11の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
除湿暖房モードは、冷凍サイクル10を利用したバッテリBの冷却を行うことなく、空調用蒸発器15で冷却された送風空気Wをヒータコア23で加熱して車室内に送風する運転モードである。除湿暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14a及び第2膨張弁14bをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
単独冷却モードは、車室内の空調運転を行うことなく、冷凍サイクル10を用いたバッテリBの冷却を行う運転モードである。この単独冷却モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14aを全閉状態にし、第2膨張弁14bを所定の絞り開度で開く。従って、単独冷却モードの冷凍サイクル10では、圧縮機11、熱媒体冷媒熱交換器12、第2膨張弁14b、チラー16、圧縮機11の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
冷却冷房モードは、冷凍サイクル10を利用したバッテリBの冷却と並行して、空調用蒸発器15により送風空気Wを冷却して車室内に送風する運転モードである。この冷却冷房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14a及び第2膨張弁14bをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
冷却暖房モードは、冷凍サイクル10を利用したバッテリBの冷却と並行して、ヒータコア23により送風空気Wを加熱して車室内に送風する運転モードである。この冷却暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14aを全閉状態にし、第2膨張弁14bを所定の絞り開度で開く。従って、冷却暖房モードの冷凍サイクル10では、圧縮機11、熱媒体冷媒熱交換器12、第2膨張弁14b、チラー16、圧縮機11の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
冷却除湿暖房モードは、冷凍サイクル10を利用したバッテリBの冷却と並行して、空調用蒸発器15で冷却された送風空気Wをヒータコア23で加熱して車室内に送風する運転モードである。この冷却除湿暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁14a及び第2膨張弁14bをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
次に、第1実施形態と異なる第2実施形態について、図8を参照して説明する。第2実施形態では、ステップS4における凝縮発生条件に係る判定処理の内容が、第1実施形態と相違している。車両用空調装置1の基本構成等の構成については、第1実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
続いて、上述した第1実施形態とは異なる第3実施形態について、図9を参照して説明する。第3実施形態では、ステップS4における凝縮発生条件に係る判定処理の内容が、上述した実施形態と相違している。車両用空調装置1の基本構成等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
続いて、上述した第1実施形態とは異なる第3実施形態について、図10を参照して説明する。第4実施形態では、上述した実施形態と異なる凝縮抑制動作によって、冷却暖房モードの空調用蒸発器15内部における冷媒の凝縮を抑制している。第4実施形態に係る車両用空調装置1の基本構成等の構成については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
10 冷凍サイクル
14a 第1膨張弁
15 空調用蒸発器
16 チラー
17b 経由流路
17c 迂回流路
20 加熱部
50 制御装置
50a 条件判定部
Claims (9)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器(12)と、空調対象空間に対して送風される送風空気との熱交換によって、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させる空調用蒸発器(15)と、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させる冷却用蒸発器(16)と、冷媒が前記空調用蒸発器を経由するように形成された空調側流路(17b)と、冷媒が前記空調用蒸発器を迂回するように形成された迂回流路(17c)と、前記空調側流路に配置され、前記空調用蒸発器へ流入する冷媒を減圧させると共に、前記空調用蒸発器へ流入する冷媒の流量を調整する空調用流量調整部(14a)と、を備える冷凍サイクル(10)と、
前記送風空気の流れに関して前記空調用蒸発器よりも下流側に配置され、前記空調用蒸発器を通過した前記送風空気の少なくとも一部を加熱する加熱部(20)と、
少なくとも前記空調用流量調整部の作動を制御する制御部(50)と、を有し、
前記制御部は、前記空調用流量調整部によって前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入が禁止された状態で、前記迂回流路を介して冷媒が前記冷却用蒸発器を流通している場合に、前記空調用蒸発器の内部における冷媒の凝縮が発生すると想定される凝縮発生条件を満たすか否かを判定する判定部(50a)を有し、
前記判定部によって前記凝縮発生条件を満たすと判定された場合に、前記空調用蒸発器の内部における冷媒の凝縮を抑制する為の凝縮抑制動作として、前記空調用流量調整部の作動を制御して、前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入を許容する車両用空調装置。 - 前記空調用蒸発器における前記送風空気の冷却の有無を切り替える為の切替操作に用いられる操作部(51)を有し、
前記制御部は、前記操作部による切替操作によって、前記空調用蒸発器において前記送風空気の冷却をしないように定められている場合に、前記判定部による前記凝縮発生条件に関する判定を行う請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記冷却用蒸発器は、熱媒体回路(30)を循環する熱媒体との熱交換によって、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させ、
前記熱媒体回路は、発熱機器(B)と熱媒体と熱交換させる機器用熱交換部(32)と、熱媒体と外気とを熱交換させる外気熱交換器(33)と、熱媒体の循環流路を、前記機器用熱交換部を経由する循環流路と、前記外気熱交換器を経由する循環流路とに切り替える切替部(34)と、を有し、
前記制御部は、前記凝縮抑制動作として、前記空調用流量調整部により前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入を許容している状態において、前記切替部により前記外気熱交換器を経由する循環径路に切り替えられた場合、前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入を許容し続けるように、前記空調用流量調整部の作動を制御する請求項1又は2に記載の車両用空調装置。 - 前記空調用蒸発器における前記送風空気の冷却の有無を切り替える為の切替操作に用いられる操作部(51)を有し、
前記制御部は、前記凝縮抑制動作として、前記空調用流量調整部によって前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入を許容している状態において、前記操作部を用いた特殊操作が行われた場合に、前記操作部の操作に連動する前記空調用流量調整部の作動を許容する請求項3に記載の車両用空調装置。 - 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器(12)と、空調対象空間に対して送風される送風空気との熱交換によって、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させる空調用蒸発器(15)と、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させる冷却用蒸発器(16)と、冷媒が前記空調用蒸発器を経由するように形成された空調側流路(17b)と、冷媒が前記空調用蒸発器を迂回するように形成された迂回流路(17c)と、前記空調側流路に配置され、前記空調用蒸発器へ流入する冷媒を減圧させると共に、前記空調用蒸発器へ流入する冷媒の流量を調整する空調用流量調整部(14a)と、前記冷却用蒸発器へ流入する冷媒を減圧させると共に、前記冷却用蒸発器へ流入する冷媒の流量を調整する冷却用流量調整部(14b)と、を備える冷凍サイクル(10)と、
前記送風空気の流れに関して前記空調用蒸発器よりも下流側に配置され、前記空調用蒸発器を通過した前記送風空気の少なくとも一部を加熱する加熱部(20)と、
前記空調用蒸発器に対して流入する前記送風空気の温度である吸込空気温度を取得する吸込空気温度取得部(53c)と、
前記空調用蒸発器の内部における冷媒の冷媒飽和温度を取得する冷媒飽和温度取得部(52f)と、
少なくとも前記空調用流量調整部及び前記冷却用流量調整部の作動を制御する制御部(50)と、を有し、
前記制御部は、前記空調用流量調整部によって前記空調用蒸発器に対する冷媒の流入が禁止された状態で、前記迂回流路を介して冷媒が前記冷却用蒸発器を流通している場合に、前記空調用蒸発器の内部における冷媒の凝縮が発生すると想定される凝縮発生条件を満たすか否かを判定する判定部(50a)を有し、
前記判定部によって前記凝縮発生条件を満たすと判定された場合に、前記空調用蒸発器の内部における冷媒の凝縮を抑制する為の凝縮抑制動作として、前記冷媒飽和温度が前記吸込空気温度よりも低くなるように、前記冷却用流量調整部における減圧量を調整する車両用空調装置。 - 前記空調用蒸発器に対して流入する前記送風空気の温度である吸込空気温度を取得する吸込空気温度取得部(53c)と、
前記空調用蒸発器の内部における冷媒の冷媒飽和温度を取得する冷媒飽和温度取得部(52f)と、を有し、
前記判定部は、前記冷媒飽和温度が前記吸込空気温度よりも高い場合に、前記凝縮発生条件を満たすと判定する請求項1ないし5の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記冷却用蒸発器は、熱媒体回路(30)を循環する熱媒体との熱交換によって、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させ、
前記熱媒体回路を循環する前記熱媒体の温度である熱媒体温度を取得する熱媒体温度取得部(54d)と、
前記空調用蒸発器に対して流入する前記送風空気の温度である吸込空気温度を取得する吸込空気温度取得部(53c)と、を有し、
前記判定部は、前記熱媒体温度が前記吸込空気温度よりも高い場合に、前記凝縮発生条件を満たすと判定する請求項1ないし5の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記冷却用蒸発器は、熱媒体回路(30)を循環する熱媒体との熱交換によって、前記凝縮器から流出した冷媒を蒸発させ、
前記空調用蒸発器に対して流入する前記送風空気の温度である吸込空気温度を取得する吸込空気温度取得部(53c)と、を有し、
前記判定部は、前記熱媒体回路を循環する前記熱媒体の温度である熱媒体温度の目標値として定められた目標熱媒体温度が前記吸込空気温度よりも高い場合に、前記凝縮発生条件を満たすと判定する請求項1ないし5の何れか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記加熱部(20)は、前記冷凍サイクルの前記凝縮器(12)を含んでおり、前記凝縮器にて凝縮される高圧冷媒の有する熱を熱源として用いて、前記送風空気を加熱する請求項1ないし8の何れか1つに記載の車両用空調装置。
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