JP2023087937A - Vehicle air-conditioning device - Google Patents

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Abstract

To provide a vehicle air-conditioning device capable of appropriately aligning with vehicle behavior while curbing increases in a size of a device configuration and a cost.SOLUTION: A vehicle air-conditioning device is mounted on a vehicle comprising a battery and a motor which generates either driving force or regenerative braking force through supplying or receiving electric power to and from the battery. The vehicle air-conditioning device has a control unit and an air-conditioning unit 19. The control unit controls supply and reception of the electric power between the motor and the battery and the air-conditioning unit 19. The air-conditioning unit 19 has a compressor 52 which compresses a heat medium and a heater 58 which heats the heat medium sucked into the compressor 52. The control unit activates the heater 58 and increases a rotation speed of the compressor 52 when the electric power generated through regenerative operation of the motor is greater than the electric power that can be charged to the battery.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

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

従来、回生制動力を発生させるモータと、モータの回生動作で発生する電力により充電されるバッテリと、を備える車両において、モータの回生による電力がバッテリに充電可能な電力よりも大きい場合に、電気負荷の消費電力を増大させる車両用制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両用制御装置は、モータの回生量がバッテリの充電量によって制限されることを避けることで、回生制動力の変動に起因して車両の乗員が制動挙動に違和感を抱くことを抑制する。 Conventionally, in a vehicle equipped with a motor that generates regenerative braking force and a battery that is charged with electric power generated by the motor's regenerative operation, when the electric power generated by the motor's regeneration is greater than the electric power that can be charged in the battery, the electric power A vehicle control device that increases the power consumption of a load is known (see Patent Document 1, for example). This vehicle control device prevents the vehicle occupant from feeling uncomfortable with braking behavior due to fluctuations in the regenerative braking force by avoiding the amount of regeneration of the motor being limited by the amount of charge in the battery.

特開2015-162947号公報JP 2015-162947 A

ところで、上記した車両用制御装置は、分離された冷房装置及び暖房装置による空調システムを備え、電気負荷の消費電力を増大させる場合に車両の乗員の体感温度が変化しないように冷房装置及び暖房装置の出力を増大させる。しかしながら、分離された冷房装置及び暖房装置を備える場合、空調システムの構成が大型になり、構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。 By the way, the vehicle control device described above includes an air conditioning system with separate cooling and heating devices, and when the power consumption of the electric load is increased, the cooling device and the heating device are arranged so that the sensible temperature of the vehicle occupants does not change. to increase the output of However, when separate cooling and heating devices are provided, the configuration of the air conditioning system becomes large and expensive.

本発明は、装置構成の大型化及び費用が嵩むことを抑制しながら車両挙動と適正に協調することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle air conditioner that can appropriately cooperate with vehicle behavior while suppressing an increase in the size and cost of the device configuration.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
(1)本発明の一態様に係る車両用空調装置(例えば、実施形態での車両用空調装置10)は、蓄電装置(例えば、実施形態でのバッテリ13)並びに前記蓄電装置との電力授受によって駆動力及び回生制動力のいずれかを発生させる回転電機(例えば、実施形態でのモータ11)を備える車両(例えば、実施形態での車両1)に搭載されるとともに、前記蓄電装置からの電力供給によって作動する空調装置(例えば、実施形態での空調装置19)と、前記回転電機と前記蓄電装置との電力授受及び前記空調装置を制御する制御装置(例えば、実施形態での制御装置17)と、を備え、前記空調装置は、熱媒体を循環させる流路(例えば、実施形態での熱媒体流路51)と、前記熱媒体を圧縮するコンプレッサ(例えば、実施形態でのコンプレッサ52)と、前記熱媒体と外気との間で熱交換させる第1熱交換器(例えば、実施形態での室外熱交換器54)と、前記熱媒体と前記車両の室内に送られる空気との間で熱交換させる第2熱交換器(例えば、実施形態でのエバポレータ33、コンデンサ34)と、前記第2熱交換器から前記第1熱交換器に流れる前記熱媒体の減圧及び前記第1熱交換器から前記第2熱交換器に流れる前記熱媒体の減圧のいずれか1つを行う少なくとも1つの減圧器(例えば、実施形態での第1膨張弁53、第2膨張弁56)と、前記コンプレッサに吸い込まれる前記熱媒体を加熱する加熱器(例えば、実施形態での加熱器58)と、を備え、前記制御装置は、前記回転電機の回生動作により発生する電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい場合、前記加熱器を作動させるとともに前記コンプレッサの回転数を増大させる。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention employs the following aspects.
(1) A vehicle air conditioner according to one aspect of the present invention (for example, the vehicle air conditioner 10 in the embodiment) provides a power storage device (for example, the battery 13 in the embodiment) and power exchange with the power storage device. It is mounted on a vehicle (for example, vehicle 1 in the embodiment) equipped with a rotating electric machine (for example, motor 11 in the embodiment) that generates either driving force or regenerative braking force, and power is supplied from the power storage device. an air conditioner (for example, the air conditioner 19 in the embodiment) that operates by a controller (for example, the controller 17 in the embodiment) that transfers power between the rotating electric machine and the power storage device and controls the air conditioner; , wherein the air conditioner includes a flow path for circulating a heat medium (for example, heat medium flow path 51 in the embodiment), a compressor for compressing the heat medium (for example, compressor 52 in the embodiment), A first heat exchanger (for example, the outdoor heat exchanger 54 in the embodiment) that exchanges heat between the heat medium and the outside air, and heat exchange between the heat medium and the air that is sent to the interior of the vehicle. a second heat exchanger (for example, the evaporator 33 and the condenser 34 in the embodiment), the pressure reduction of the heat medium flowing from the second heat exchanger to the first heat exchanger, and the At least one pressure reducer (for example, the first expansion valve 53 and the second expansion valve 56 in the embodiment) that performs any one of decompression of the heat medium flowing to the second heat exchanger, and is sucked into the compressor a heater (for example, the heater 58 in the embodiment) that heats the heat medium, and the control device controls that the electric power generated by the regenerative operation of the rotating electric machine is higher than the electric power that can be charged to the power storage device. If so, the heater is activated and the compressor speed is increased.

(2)上記(1)に記載の車両用空調装置では、前記制御装置は、前記加熱器の作動後の前記コンプレッサの目標回転数(例えば、実施形態での回転数(目標回転数)Nca)を前記加熱器の作動前の前記コンプレッサの回転数(例えば、実施形態での回転数Nc)よりも大きくするように前記加熱器の出力を制御してもよい。 (2) In the vehicle air conditioner described in (1) above, the control device controls the target rotation speed of the compressor after the heater is actuated (for example, the rotation speed (target rotation speed) Nca in the embodiment). may be controlled to be greater than the rotation speed of the compressor before the heater is activated (for example, the rotation speed Nc in the embodiment).

(3)上記(2)に記載の車両用空調装置では、前記制御装置は、前記加熱器の作動の前後で前記空調装置の作動目標(例えば、実施形態での目標暖房能力又は目標冷房能力)を維持するように制御してもよい。 (3) In the vehicle air conditioner described in (2) above, the controller controls the operation target of the air conditioner (for example, the target heating capacity or the target cooling capacity in the embodiment) before and after the heater is operated. may be controlled to maintain

上記(1)によれば、制御装置は、加熱器により熱媒体を加熱することによって、コンプレッサに吸い込まれる熱媒体の比体積を増大させる。制御装置は、熱媒体の比体積の増大に伴ってコンプレッサの1回転当たりでの熱媒体の吸い込み流量(質量流量)が低下することを補うようにコンプレッサの回転数を増大させる。コンプレッサの回転数の増大により消費電力が増大するので、回転電機の回生動作時に発生する電力が蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい場合であっても、回転電機の回生動作を規制せずに所望の回生制動力を確保することができる。 According to (1) above, the control device increases the specific volume of the heat medium sucked into the compressor by heating the heat medium with the heater. The control device increases the rotation speed of the compressor so as to compensate for the decrease in the suction flow rate (mass flow rate) of the heat medium per revolution of the compressor as the specific volume of the heat medium increases. Since the power consumption increases as the rotation speed of the compressor increases, even if the power generated during the regenerative operation of the rotating electrical machine is greater than the power that can be charged in the power storage device, the regenerative operation of the rotating electrical machine is not restricted. Desired regenerative braking force can be secured.

上記(2)の場合、制御装置は、コンプレッサの回転数が目標回転数に応じて増大するように加熱器の出力を制御することによって、コンプレッサの消費電力を的確に増大させることができる。 In the case of (2) above, the control device can appropriately increase the power consumption of the compressor by controlling the output of the heater so that the rotational speed of the compressor increases according to the target rotational speed.

上記(3)の場合、制御装置は、加熱器を作動させるとともにコンプレッサの回転数を増大させることによって空調装置の作動状態を変化させる場合であっても、例えば目標暖房能力又は目標冷房能力等の空調装置の作動目標を維持することができる。 In the case of (3) above, even if the operating state of the air conditioner is changed by operating the heater and increasing the rotation speed of the compressor, the control device may set the target heating capacity or the target cooling capacity, for example. Air conditioner operating targets can be maintained.

本発明の実施形態での車両用空調装置を搭載する車両の構成図。1 is a configuration diagram of a vehicle equipped with a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態での空調装置の構成図。The block diagram of the air conditioner in embodiment of this invention. 本発明の実施形態での空調装置の動作を示すフローチャート。4 is a flow chart showing the operation of the air conditioner in the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態での空調装置の動作を示す圧力及び比エンタルピーによるモリエ線図。FIG. 2 is a Mollier diagram with pressure and specific enthalpy showing the operation of an air conditioner in an embodiment of the invention.

以下、本発明の実施形態に係る車両用空調装置10について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態での車両用空調装置10を搭載する車両1の構成図である。
図1に示すように、実施形態の車両用空調装置10は、例えば、電動車両等の車両1に搭載されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両及び燃料電池車両等である。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を動力源として駆動する。
A vehicle air conditioner 10 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle 1 equipped with a vehicle air conditioner 10 according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, a vehicle air conditioner 10 of the embodiment is mounted in a vehicle 1 such as an electric vehicle. Electric vehicles include electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like. An electric vehicle is driven by a battery as a power source. A hybrid vehicle is driven by a battery and an internal combustion engine as power sources. A fuel cell vehicle is driven by a fuel cell as a power source.

車両1は、例えば、モータ11と、バッテリ13と、電力変換装置15と、制御装置17と、空調装置19とを備える。なお、実施形態の車両用空調装置10は、例えば、制御装置17及び空調装置19を備える。
モータ11は、例えば、3相交流のブラシレスDCモータ等である。モータ11は、車両1の走行駆動用であって、バッテリ13から電力変換装置15を介して供給される電力により力行動作することによって回転駆動力を発生させる。モータ11は、車輪側から回転軸に入力される回転動力により回生動作することによって発電電力を発生させる。モータ11の回生動作によって発生する発電電力は電力変換装置15を介してバッテリ13に供給される。モータ11は回生動作によって車輪側に回生制動力を発生させる。
The vehicle 1 includes, for example, a motor 11, a battery 13, a power conversion device 15, a control device 17, and an air conditioner 19. In addition, the vehicle air conditioner 10 of the embodiment includes, for example, a control device 17 and an air conditioner 19 .
The motor 11 is, for example, a three-phase AC brushless DC motor or the like. The motor 11 is for running and driving the vehicle 1, and generates rotational driving force by performing a power running operation with electric power supplied from the battery 13 through the power conversion device 15. FIG. The motor 11 generates electric power by performing regenerative operation with rotational power input to the rotating shaft from the wheel side. Electric power generated by the regenerative operation of the motor 11 is supplied to the battery 13 via the power converter 15 . The motor 11 generates regenerative braking force on the wheel side by regenerative operation.

電力変換装置15は、例えば、直流と交流との電力変換並びに直流電力の昇圧及び降圧等を行う電力変換回路を備える。電力変換装置15は、モータ11の動作を制御する。
電力変換装置15は、例えばモータ11の力行時には、バッテリ13から入力される直流電力を交流電力に変換してモータ11に供給する。電力変換装置15は、モータ11の複数相への通電を順次転流させることによって回転駆動力を発生させる。
電力変換装置15は、例えばモータ11の回生時には、モータ11の回転に同期がとられたスイッチング動作によって、モータ11から入力される交流電力を直流電力に変換する。電力変換装置15は、交流電力から変換された直流電力をバッテリ13に供給する。
バッテリ13は、例えば、車両1の動力源である高圧のバッテリである。バッテリ13は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールとを備える。バッテリモジュールは、直列又は並列に接続される複数のバッテリセルを備える。
The power conversion device 15 includes, for example, a power conversion circuit that converts power between DC and AC, and boosts and steps down DC power. The power converter 15 controls the operation of the motor 11 .
For example, when the motor 11 is powered, the power conversion device 15 converts DC power input from the battery 13 into AC power and supplies the AC power to the motor 11 . The power conversion device 15 generates rotational driving force by sequentially commutating the energization of the multiple phases of the motor 11 .
For example, when the motor 11 is regenerating, the power conversion device 15 converts AC power input from the motor 11 into DC power by a switching operation synchronized with the rotation of the motor 11 . The power conversion device 15 supplies DC power converted from AC power to the battery 13 .
The battery 13 is, for example, a high voltage battery that is the power source of the vehicle 1 . The battery 13 includes a battery case and a plurality of battery modules housed in the battery case. A battery module comprises a plurality of battery cells connected in series or in parallel.

制御装置17は、車両1の動作を統合的に制御する。
制御装置17は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、CPUなどのプロセッサ、プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)及びタイマーなどの電子回路を備えるECU(Electronic Control Unit)である。制御装置17の少なくとも一部は、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路であってもよい。
The control device 17 comprehensively controls the operation of the vehicle 1 .
The control device 17 is, for example, a software functional unit that functions when a predetermined program is executed by a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The software function unit is an ECU (Electronic Control Unit) comprising a processor such as a CPU, a ROM (Read Only Memory) for storing programs, a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing data, and an electronic circuit such as a timer. . At least part of the control device 17 may be an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).

図2は、実施形態での空調装置19の構成図である。空調装置19は、バッテリ13からの電力供給によって作動する。
図2に示すように、空調装置19は、例えば、空調ユニット21と、ヒートポンプユニット23とを備える。
空調ユニット21は、例えば、ダクト31と、ブロワ32と、エバポレータ33と、コンデンサ34と、エアミックスドア35と、補助用ヒーター36と、を備える。
ダクト31は、車両1の外部又は車室内から取り込まれる空気を流通させる。ダクト31には、例えば、内気取込口41a及び外気取込口41bと、第1吹出口42a及び第2吹出口42bとが形成されている。内気取込口41aは、車室内に通じることで内気を取り込む。外気取込口41bは、車両1の外部に通じることで外気を取り込む。第1吹出口42aは、例えば車両1のダッシュボードから乗員に向かって空気を吹き出す。第2吹出口42bは、例えば車両1のダッシュボードの上部からフロントウィンドウに向かって空気を吹き出す。
FIG. 2 is a configuration diagram of the air conditioner 19 in the embodiment. The air conditioner 19 operates by power supply from the battery 13 .
As shown in FIG. 2, the air conditioner 19 includes an air conditioning unit 21 and a heat pump unit 23, for example.
The air conditioning unit 21 includes, for example, a duct 31 , a blower 32 , an evaporator 33 , a condenser 34 , an air mix door 35 and an auxiliary heater 36 .
The duct 31 circulates the air taken in from the outside of the vehicle 1 or the vehicle interior. The duct 31 is formed with, for example, an inside air intake port 41a, an outside air intake port 41b, and a first outlet 42a and a second outlet 42b. The inside air intake port 41a takes in the inside air by communicating with the interior of the vehicle. The outside air intake port 41b takes in the outside air by communicating with the outside of the vehicle 1 . The first air outlet 42a blows air from the dashboard of the vehicle 1 toward the occupant, for example. The second air outlet 42b blows air from, for example, the upper portion of the dashboard of the vehicle 1 toward the front window.

ダクト31は、内気取込口41aを開閉する内気ドア43a及び外気取込口41bを開閉する外気ドア43bを備える。内気ドア43a及び外気ドア43bの各開度は制御装置17によって制御される。制御装置17は、内気ドア43a及び外気ドア43bの各開度に応じて、ダクト31内に取り込まれる内気及び外気の流量割合を制御する。
ダクト31は、第1吹出口42aを開閉する第1ドア44a及び第2吹出口42bを開閉する第2ドア44bを備える。第1ドア44a及び第2ドア44bの各開度は制御装置17によって制御される。制御装置17は、第1ドア44a及び第2ドア44bの各開度に応じて、第1吹出口42a及び第2吹出口42bから車室内に吹き出される空気の流量割合を制御する。
The duct 31 includes an inside air door 43a that opens and closes the inside air intake 41a and an outside air door 43b that opens and closes the outside air intake 41b. The control device 17 controls the degree of opening of the inside air door 43a and the outside air door 43b. The control device 17 controls the flow ratio of the inside air and the outside air taken into the duct 31 according to the respective opening degrees of the inside air door 43a and the outside air door 43b.
The duct 31 includes a first door 44a that opens and closes the first outlet 42a and a second door 44b that opens and closes the second outlet 42b. The degree of opening of each of the first door 44a and the second door 44b is controlled by the controller 17 . The control device 17 controls the flow rate ratio of the air blown into the vehicle interior from the first blower outlet 42a and the second blower outlet 42b according to the respective opening degrees of the first door 44a and the second door 44b.

ブロワ32は、ダクト31内の上流部に配置されている。ブロワ32は、制御装置17による制御に応じて、内気取込口41a及び外気取込口41bから取り込まれる空気を下流側に向かって送出する。
エバポレータ(蒸発器)33は、ダクト31内のブロワ32よりも下流側に配置されている。エバポレータ33は、内部に流入する低圧の熱媒体とダクト31内の空気との熱交換、例えば熱媒体が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ33を通過する空気を冷却する。
The blower 32 is arranged upstream in the duct 31 . The blower 32 blows out the air taken in from the inside air intake port 41a and the outside air intake port 41b toward the downstream side according to the control by the control device 17 .
An evaporator 33 is arranged downstream of the blower 32 in the duct 31 . The evaporator 33 cools the air passing through the evaporator 33 by heat exchange between the low-pressure heat medium flowing inside and the air in the duct 31, for example, heat absorption when the heat medium evaporates.

コンデンサ(凝縮器)34は、ダクト31内のエバポレータ33よりも下流側に配置されている。コンデンサ34は、内部に流入する高温及び高圧の熱媒体とダクト31内の空気との熱交換、例えば熱媒体が凝縮する際の発熱によって、コンデンサ34を通過する空気を加熱する。
エアミックスドア35は、ダクト31内のコンデンサ34よりも上流側に配置されている。エアミックスドア35は、ダクト31内でエバポレータ33からコンデンサ34に向かう通風路を開放する加熱位置と、ダクト31内でエバポレータ33からコンデンサ34を迂回する通風路を開放する冷却位置との間で回転する。エアミックスドア35の回転は制御装置17によって制御される。制御装置17は、エアミックスドア35の回転角度に応じて、エバポレータ33を通過した空気のうちコンデンサ34を通過する空気及びコンデンサ34を迂回する空気の流量割合を制御する。
補助用ヒーター36は、ダクト31内のコンデンサ34よりも下流側に配置されている。補助用ヒーター36は、例えばPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒーター等である。補助用ヒーター36は、コンデンサ34を通過する空気を補助的に加熱する。
A condenser (condenser) 34 is arranged downstream of the evaporator 33 in the duct 31 . The condenser 34 heats the air passing through the condenser 34 by heat exchange between the high-temperature and high-pressure heat medium flowing inside and the air in the duct 31, for example, heat generated when the heat medium condenses.
The air mix door 35 is arranged upstream of the condenser 34 in the duct 31 . The air mix door 35 rotates between a heating position that opens an air passage from the evaporator 33 to the condenser 34 in the duct 31 and a cooling position that opens an air passage that bypasses the condenser 34 from the evaporator 33 in the duct 31. do. Rotation of the air mix door 35 is controlled by the controller 17 . The control device 17 controls the flow ratio of the air that passes through the condenser 34 and the air that bypasses the condenser 34 in the air that has passed through the evaporator 33 according to the rotation angle of the air mix door 35 .
The auxiliary heater 36 is arranged downstream of the condenser 34 in the duct 31 . The auxiliary heater 36 is, for example, a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater or the like. Auxiliary heater 36 auxiliary heats the air passing through condenser 34 .

ヒートポンプユニット23は、例えば、熱媒体流路51と、上述のエバポレータ33及びコンデンサ34と、コンプレッサ(圧縮機)52と、第1膨張弁53と、室外熱交換器54と、三方弁55と、第2膨張弁56と、気液分離器57と、加熱器58と、複数の温度センサ59及び複数の圧力センサ60と、を備える。
熱媒体流路51は、ヒートポンプの作動媒体である熱媒体を循環的に流通させる。
コンプレッサ(圧縮機)52は、熱媒体流路51でのコンデンサ34と気液分離器57との間に配置されている。コンプレッサ52は、例えば電動コンプレッサである。コンプレッサ52は、気液分離器57から気相の熱媒体を吸い込む。コンプレッサ52は熱媒体を圧縮することによって高温及び高圧の状態の熱媒体をコンデンサ34に向かって吐出する。
The heat pump unit 23 includes, for example, a heat medium flow path 51, the above-described evaporator 33 and condenser 34, a compressor (compressor) 52, a first expansion valve 53, an outdoor heat exchanger 54, a three-way valve 55, A second expansion valve 56 , a gas-liquid separator 57 , a heater 58 , a plurality of temperature sensors 59 and a plurality of pressure sensors 60 are provided.
The heat medium flow path 51 circulates the heat medium, which is the working medium of the heat pump.
A compressor (compressor) 52 is arranged between the condenser 34 and the gas-liquid separator 57 in the heat medium flow path 51 . The compressor 52 is, for example, an electric compressor. The compressor 52 sucks the gas-phase heat medium from the gas-liquid separator 57 . The compressor 52 compresses the heat medium to discharge the heat medium at high temperature and high pressure toward the condenser 34 .

第1膨張弁53は、熱媒体流路51でのコンデンサ34と室外熱交換器54との間に配置されている。第1膨張弁53は、いわゆる絞り弁であるとともに、制御装置17によって開度が制御される電子膨張弁である。第1膨張弁53の開度は、空調装置19の暖房運転時には所定開度に設定され、空調装置19の冷房運転及び除霜運転時には全開状態に設定される。
暖房運転時の第1膨張弁53は、コンデンサ34から流出した熱媒体を減圧及び膨張させることによって、外気温よりも低温及び低圧の気液2相状態の熱媒体を室外熱交換器54に向かって送り出す。冷房運転及び除霜運転時の第1膨張弁53は、コンデンサ34から流出した熱媒体を状態変化させずに通過させることによって、高温状態の熱媒体を室外熱交換器54に向かって送り出す。
The first expansion valve 53 is arranged between the condenser 34 and the outdoor heat exchanger 54 in the heat medium flow path 51 . The first expansion valve 53 is a so-called throttle valve and an electronic expansion valve whose opening is controlled by the control device 17 . The opening degree of the first expansion valve 53 is set to a predetermined opening degree during the heating operation of the air conditioner 19, and is set to a fully open state during the cooling operation and the defrosting operation of the air conditioner 19.
During heating operation, the first expansion valve 53 decompresses and expands the heat medium that has flowed out of the condenser 34 , thereby directing the heat medium in a gas-liquid two-phase state at a lower temperature and pressure than the outside air temperature toward the outdoor heat exchanger 54 . and send it out. During cooling operation and defrosting operation, the first expansion valve 53 passes the heat medium flowing out of the condenser 34 without changing its state, thereby sending the heat medium in a high temperature state toward the outdoor heat exchanger 54 .

室外熱交換器54は、熱媒体流路51での第1膨張弁53と三方弁55との間に配置されている。室外熱交換器54は、例えば車両1のフロントグリルの後方等の車室外にて、内部の熱媒体と車室外雰囲気とを熱交換させる。
室外熱交換器54は、暖房運転時には、外気温よりも低温及び低圧の熱媒体を車室外雰囲気からの吸熱によって昇温させる。室外熱交換器54は、除霜運転時には、外気温よりも高温の熱媒体によって室外熱交換器54の外表面に付着している霜を解凍除去する。室外熱交換器54は、冷房運転時には、外気温よりも高温の熱媒体を車室外雰囲気への放熱によって冷却する。
室外熱交換器54は、例えば、外部からの送風によって内部の熱媒体を冷却するコンデンサファン54aを備える。
The outdoor heat exchanger 54 is arranged between the first expansion valve 53 and the three-way valve 55 in the heat medium flow path 51 . The outdoor heat exchanger 54 exchanges heat between the internal heat medium and the atmosphere outside the vehicle outside the vehicle such as behind the front grill of the vehicle 1 .
During heating operation, the outdoor heat exchanger 54 raises the temperature of a heat medium having a lower temperature and a lower pressure than the outside air temperature by absorbing heat from the outside atmosphere of the vehicle. During the defrosting operation, the outdoor heat exchanger 54 defrosts and removes frost adhering to the outer surface of the outdoor heat exchanger 54 with a heat medium having a temperature higher than the outside air temperature. The outdoor heat exchanger 54 cools the heat medium having a higher temperature than the outside air temperature by radiating heat to the atmosphere outside the vehicle compartment during cooling operation.
The outdoor heat exchanger 54 includes, for example, a condenser fan 54a that cools the internal heat medium by blowing air from the outside.

三方弁55は、熱媒体流路51での室外熱交換器54と第2膨張弁56との間の分岐部に配置されている。熱媒体流路51での分岐部は、分岐流路61を介して、熱媒体流路51でのエバポレータ33と気液分離器57との間に設けられる合流部63に通じている。三方弁55は、熱媒体流路51での室外熱交換器54側を、第2膨張弁56側又は分岐流路61を介した気液分離器57側に切り換えて通じさせる。
三方弁55は、暖房運転時及び除霜運転時には、室外熱交換器54から流出した熱媒体を、分岐流路61を介して気液分離器57側の合流部63に向かって送り出す。三方弁55は、冷房運転時には、室外熱交換器54から流出した熱媒体を、第2膨張弁56に向かって送り出す。
The three-way valve 55 is arranged at a branch portion between the outdoor heat exchanger 54 and the second expansion valve 56 in the heat medium flow path 51 . The branched portion of the heat medium flow path 51 communicates via the branched flow path 61 with a confluence portion 63 provided between the evaporator 33 and the gas-liquid separator 57 in the heat medium flow path 51 . The three-way valve 55 switches the outdoor heat exchanger 54 side in the heat medium flow path 51 to the second expansion valve 56 side or the gas-liquid separator 57 side via the branch flow path 61 to communicate.
During heating operation and defrosting operation, the three-way valve 55 sends the heat medium flowing out of the outdoor heat exchanger 54 toward the confluence portion 63 on the gas-liquid separator 57 side through the branch flow path 61 . The three-way valve 55 sends out the heat medium that has flowed out of the outdoor heat exchanger 54 toward the second expansion valve 56 during cooling operation.

第2膨張弁56は、熱媒体流路51での三方弁55とエバポレータ33との間に配置されている。第2膨張弁56は、いわゆる絞り弁であるとともに、制御装置17によって開度が制御される電子膨張弁である。第2膨張弁56は、制御装置17によって制御される開度に応じて、室外熱交換器54から流出した熱媒体を減圧及び膨張させることによって、低温及び低圧の気液2相状態の熱媒体をエバポレータ33に向かって送り出す。 The second expansion valve 56 is arranged between the three-way valve 55 and the evaporator 33 in the heat medium flow path 51 . The second expansion valve 56 is a so-called throttle valve and an electronic expansion valve whose opening is controlled by the control device 17 . The second expansion valve 56 decompresses and expands the heat medium flowing out of the outdoor heat exchanger 54 in accordance with the degree of opening controlled by the control device 17, thereby producing a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase heat medium. toward the evaporator 33.

気液分離器57は、熱媒体流路51での合流部63とコンプレッサ52との間に配置されている。気液分離器57は、合流部63から流出する熱媒体の気体成分と液体成分とを分離する。気液分離器57は、コンプレッサ52の作動に伴い、気相の熱媒体を加熱器58に向かって送り出す。
加熱器58は、熱媒体流路51での気液分離器57とコンプレッサ52との間に配置されている。加熱器58は、制御装置17の制御に応じて、気液分離器57からコンプレッサ52に向かって流れる気相の熱媒体を加熱する。加熱器58は、気相の熱媒体を加熱することによって、コンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の比体積を増大させる。
The gas-liquid separator 57 is arranged between the confluence portion 63 in the heat medium flow path 51 and the compressor 52 . The gas-liquid separator 57 separates the gas component and the liquid component of the heat medium flowing out from the confluence portion 63 . The gas-liquid separator 57 sends out the gas-phase heat medium toward the heater 58 as the compressor 52 operates.
The heater 58 is arranged between the gas-liquid separator 57 and the compressor 52 in the heat medium flow path 51 . The heater 58 heats the gas-phase heat medium flowing from the gas-liquid separator 57 toward the compressor 52 under the control of the control device 17 . The heater 58 increases the specific volume of the heat medium sucked into the compressor 52 by heating the gaseous heat medium.

複数の温度センサ59は、例えば、第1温度センサ59a、第2温度センサ59b、第3温度センサ59c、第4温度センサ59d及び第5温度センサ59eである。
複数の圧力センサ60は、例えば、第1圧力センサ60a、第2圧力センサ60b、第3圧力センサ60c、第4圧力センサ60d及び第5圧力センサ60eである。
第1温度センサ59a及び第1圧力センサ60aは、熱媒体流路51での加熱器58とコンプレッサ52との間に配置されている。第1温度センサ59a及び第1圧力センサ60aは、コンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の温度及び圧力を検出し、温度及び圧力の検出値の信号を出力する。
The multiple temperature sensors 59 are, for example, a first temperature sensor 59a, a second temperature sensor 59b, a third temperature sensor 59c, a fourth temperature sensor 59d and a fifth temperature sensor 59e.
The multiple pressure sensors 60 are, for example, a first pressure sensor 60a, a second pressure sensor 60b, a third pressure sensor 60c, a fourth pressure sensor 60d and a fifth pressure sensor 60e.
A first temperature sensor 59 a and a first pressure sensor 60 a are arranged between the heater 58 and the compressor 52 in the heat medium flow path 51 . The first temperature sensor 59a and the first pressure sensor 60a detect the temperature and pressure of the heat medium sucked into the compressor 52 and output signals representing the detected values of the temperature and pressure.

第2温度センサ59b及び第2圧力センサ60bは、熱媒体流路51でのコンプレッサ52とコンデンサ34との間に配置されている。第2温度センサ59b及び第2圧力センサ60bは、コンプレッサ52から吐出されてコンデンサ34に流れ込む熱媒体の温度及び圧力を検出し、温度及び圧力の検出値の信号を出力する。
第3温度センサ59c及び第3圧力センサ60cは、熱媒体流路51でのコンデンサ34と第1膨張弁53との間に配置されている。第3温度センサ59c及び第3圧力センサ60cは、第1膨張弁53に向かってコンデンサ34から流れ出る熱媒体の温度及び圧力を検出し、温度及び圧力の検出値の信号を出力する。
A second temperature sensor 59 b and a second pressure sensor 60 b are arranged between the compressor 52 and the condenser 34 in the heat medium flow path 51 . The second temperature sensor 59b and the second pressure sensor 60b detect the temperature and pressure of the heat medium discharged from the compressor 52 and flowing into the condenser 34, and output signals representing the detected values of the temperature and pressure.
The third temperature sensor 59 c and the third pressure sensor 60 c are arranged between the condenser 34 and the first expansion valve 53 in the heat medium flow path 51 . The third temperature sensor 59c and the third pressure sensor 60c detect the temperature and pressure of the heat medium flowing out from the condenser 34 toward the first expansion valve 53, and output signals of detected values of temperature and pressure.

第4温度センサ59d及び第4圧力センサ60dは、熱媒体流路51での第2膨張弁56とエバポレータ33との間に配置されている。第4温度センサ59d及び第4圧力センサ60dは、第2膨張弁56からエバポレータ33に流れ込む熱媒体の温度及び圧力を検出し、温度及び圧力の検出値の信号を出力する。
第5温度センサ59e及び第5圧力センサ60eは、熱媒体流路51でのエバポレータ33と合流部63との間に配置されている。第5温度センサ59e及び第5圧力センサ60eは、合流部63に向かってエバポレータ33から流れ出る熱媒体の温度及び圧力を検出し、温度及び圧力の検出値の信号を出力する。
A fourth temperature sensor 59 d and a fourth pressure sensor 60 d are arranged between the second expansion valve 56 and the evaporator 33 in the heat medium flow path 51 . A fourth temperature sensor 59d and a fourth pressure sensor 60d detect the temperature and pressure of the heat medium flowing into the evaporator 33 from the second expansion valve 56, and output signals representing the detected values of the temperature and pressure.
The fifth temperature sensor 59 e and the fifth pressure sensor 60 e are arranged between the evaporator 33 and the confluence portion 63 in the heat medium flow path 51 . A fifth temperature sensor 59e and a fifth pressure sensor 60e detect the temperature and pressure of the heat medium flowing out from the evaporator 33 toward the confluence portion 63, and output signals representing the detected values of the temperature and pressure.

以下に、実施形態での車両用空調装置10の制御装置17が実行する制御動作について説明する。
図3は、実施形態での空調装置19の動作を示すフローチャートである。
Control operations performed by the control device 17 of the vehicle air conditioner 10 according to the embodiment will be described below.
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the air conditioner 19 in the embodiment.

先ず、図3に示すステップS01にて、制御装置17は、空調装置19が作動中であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合、制御装置17は処理をステップS02に進める。一方、この判定結果が「NO」の場合、制御装置17は処理をエンドに進める。
次に、ステップS02にて、制御装置17は、空調装置19の作動目標に応じたコンプレッサ(圧縮機)52の回転数Ncを取得する。空調装置19の作動目標は、例えば、目標暖房能力又は目標冷房能力等である。制御装置17は、例えば、外気温、日射量及び設定温度等に応じた作動目標と、コンプレッサ52の回転数Ncとの所定の対応関係のマップデータを検索すること等によって、回転数Ncを取得する。
First, in step S01 shown in FIG. 3, the control device 17 determines whether or not the air conditioner 19 is in operation.
If the determination result is "YES", the control device 17 advances the process to step S02. On the other hand, if the determination result is "NO", the control device 17 advances the process to END.
Next, in step S<b>02 , the control device 17 acquires the rotational speed Nc of the compressor 52 corresponding to the operation target of the air conditioner 19 . The operation target of the air conditioner 19 is, for example, a target heating capacity or a target cooling capacity. The control device 17 obtains the rotational speed Nc by, for example, searching map data of a predetermined correspondence relationship between the operating target according to the outside air temperature, the amount of solar radiation, the set temperature, etc., and the rotational speed Nc of the compressor 52. do.

次に、ステップS03にて、制御装置17は、コンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の温度及び圧力の検出値を第1温度センサ59a及び第1圧力センサ60aから取得して、温度及び圧力の検出値に応じた熱媒体の比体積Vを所定演算等によって取得する。
次に、ステップS04にて、制御装置17は、予め規定されているコンプレッサ52の1回転当たりの熱媒体の吸い込み容量Sと、回転数Hcと、比体積Vとに基づき、熱媒体の重量流量Gf(=Nc×S/V)を取得する。
Next, in step S03, the control device 17 acquires the temperature and pressure detection values of the heat medium sucked into the compressor 52 from the first temperature sensor 59a and the first pressure sensor 60a, and obtains the temperature and pressure detection values. A specific volume V of the heat medium corresponding to is acquired by a predetermined calculation or the like.
Next, in step S04, the control device 17 controls the weight flow rate of the heat medium based on the predetermined suction capacity S of the heat medium per revolution of the compressor 52, the rotation speed Hc, and the specific volume V. Obtain Gf (=Nc×S/V).

次に、ステップS05にて、制御装置17は、ダクト31での熱媒体のエンタルピー変化量Δiを取得する。
制御装置17は、暖房運転時には、コンデンサ34に流れ込む熱媒体の温度及び圧力の検出値と、コンデンサ34から流れ出る熱媒体の温度及び圧力の検出値とを、各センサ59b,60b,59c,60cから取得して、温度及び圧力の検出値に応じたエンタルピー変化量Δiを所定演算等によって取得する。
制御装置17は、冷房運転時には、エバポレータ33に流れ込む熱媒体の温度及び圧力の検出値と、エバポレータ33から流れ出る熱媒体の温度及び圧力の検出値とを、各センサ59d,60d,59e,60eから取得して、温度及び圧力の検出値に応じたエンタルピー変化量Δiを所定演算等によって取得する。
Next, in step S<b>05 , the control device 17 acquires the enthalpy change amount Δi of the heat medium in the duct 31 .
During the heating operation, the control device 17 outputs the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing into the condenser 34 and the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing out of the condenser 34 from the respective sensors 59b, 60b, 59c, 60c. Then, the enthalpy change amount Δi corresponding to the detected temperature and pressure values is obtained by a predetermined calculation or the like.
During the cooling operation, the control device 17 outputs the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing into the evaporator 33 and the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing out of the evaporator 33 from the respective sensors 59d, 60d, 59e and 60e. Then, the enthalpy change amount Δi corresponding to the detected temperature and pressure values is obtained by a predetermined calculation or the like.

次に、ステップS06にて、制御装置17は、所定の電力消費要求があるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合、制御装置17は処理をステップS07に進める。一方、この判定結果が「NO」の場合、制御装置17は処理をエンドに進める。
所定の電力消費要求は、例えば、モータ11の回生動作時に発生する電力がバッテリ13に充電可能な電力よりも大きい場合等にて、モータ11の回生動作を規制しないように電力消費量の増大を要求することである。
Next, in step S06, the control device 17 determines whether or not there is a predetermined power consumption request.
If the determination result is "YES", the control device 17 advances the process to step S07. On the other hand, if the determination result is "NO", the control device 17 advances the process to END.
The predetermined power consumption request is, for example, when the power generated during the regenerative operation of the motor 11 is greater than the power that can be charged to the battery 13, and the like, so as not to restrict the regenerative operation of the motor 11. is to demand.

次に、ステップS07にて、制御装置17は、加熱器58の作動を開始することによって、気液分離器57からコンプレッサ52に向かって流れる気相の熱媒体を加熱する。制御装置17は、加熱器58により気相の熱媒体を加熱することによって、コンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の比体積を増大させる。
次に、ステップS08にて、制御装置17は、加熱器58により加熱されてからコンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の温度及び圧力の検出値を第1温度センサ59a及び第1圧力センサ60aから取得して、温度及び圧力の検出値に応じた熱媒体の比体積Vaを所定演算等によって取得する。
Next, in step S<b>07 , the control device 17 heats the gas-phase heat medium flowing from the gas-liquid separator 57 toward the compressor 52 by starting the operation of the heater 58 . The control device 17 increases the specific volume of the heat medium sucked into the compressor 52 by heating the vapor-phase heat medium with the heater 58 .
Next, in step S08, the control device 17 acquires the detected values of the temperature and pressure of the heat medium that is heated by the heater 58 and sucked into the compressor 52 from the first temperature sensor 59a and the first pressure sensor 60a. Then, the specific volume Va of the heat medium corresponding to the detected values of temperature and pressure is acquired by a predetermined calculation or the like.

次に、ステップS09にて、制御装置17は、加熱器58の作動時のダクト31での熱媒体のエンタルピー変化量Δiaを取得する。
制御装置17は、暖房運転時には、コンデンサ34に流れ込む熱媒体の温度及び圧力の検出値と、コンデンサ34から流れ出る熱媒体の温度及び圧力の検出値とを、各センサ59b,60b,59c,60cから取得して、温度及び圧力の検出値に応じたエンタルピー変化量Δiaを所定演算等によって取得する。
制御装置17は、冷房運転時には、エバポレータ33に流れ込む熱媒体の温度及び圧力の検出値と、エバポレータ33から流れ出る熱媒体の温度及び圧力の検出値とを、各センサ59d,60d,59e,60eから取得して、温度及び圧力の検出値に応じたエンタルピー変化量Δiaを所定演算等によって取得する。
Next, in step S09, the controller 17 acquires the enthalpy change amount Δia of the heat medium in the duct 31 when the heater 58 is in operation.
During the heating operation, the control device 17 outputs the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing into the condenser 34 and the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing out of the condenser 34 from the respective sensors 59b, 60b, 59c, 60c. Then, an enthalpy change amount Δia corresponding to the detected values of temperature and pressure is obtained by a predetermined calculation or the like.
During the cooling operation, the control device 17 outputs the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing into the evaporator 33 and the detected values of the temperature and pressure of the heat medium flowing out of the evaporator 33 from the respective sensors 59d, 60d, 59e and 60e. Then, an enthalpy change amount Δia corresponding to the detected values of temperature and pressure is obtained by a predetermined calculation or the like.

次に、ステップS10にて、制御装置17は、加熱器58の作動開始の前後で空調装置19の作動目標を変化させずに維持するように設定する。制御装置17は、例えば、加熱器58の作動前での熱媒体の重量流量Gfとエンタルピー変化Δiとの積と、加熱器58の作動後での熱媒体の重量流量Gfaとエンタルピー変化Δiaとの積とが同一であると設定する(Gf×Δi=Gfa×Δia)。
次に、ステップS11にて、制御装置17は、ステップS10に基づいて得られる熱媒体の重量流量Gfaと、予め規定されているコンプレッサ52の1回転当たりの熱媒体の吸い込み容量Sと、熱媒体の比体積Vaとに基づき、加熱器58の作動後でのコンプレッサ52の回転数(目標回転数)Nca(=Gfa×Va/S)を取得する。
Next, in step S10, the controller 17 sets the operation target of the air conditioner 19 before and after the heater 58 starts to operate without changing. For example, the controller 17 calculates the product of the weight flow rate Gf of the heat medium and the enthalpy change Δi before the heater 58 is activated, and the weight flow rate Gfa of the heat medium and the enthalpy change Δia after the heater 58 is activated. (Gf x Δi = Gfa x Δia).
Next, in step S11, the control device 17 controls the weight flow rate Gfa of the heat medium obtained based on step S10, the predetermined suction capacity S of the heat medium per revolution of the compressor 52, the heat medium and the specific volume Va of the compressor 52, the rotation speed (target rotation speed) Nca (=Gfa×Va/S) of the compressor 52 after the operation of the heater 58 is obtained.

次に、ステップS12にて、制御装置17は、加熱器58の作動後での回転数Ncaは加熱器58の作動前での回転数Ncよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合、制御装置17は処理をステップS13に進める。一方、この判定結果が「NO」の場合、制御装置17は処理をステップS14に進める。
そして、ステップS13にて、制御装置17は、加熱器58の出力を増大させる。そして、制御装置17は、処理をエンドに進める。
そして、ステップS14にて、制御装置17は、加熱器58の出力を維持する。そして、制御装置17は、処理をエンドに進める。
Next, in step S12, the controller 17 determines whether or not the rotational speed Nca after the heater 58 is activated is greater than the rotational speed Nc before the heater 58 is activated.
If the determination result is "YES", the control device 17 advances the process to step S13. On the other hand, if the determination result is "NO", the control device 17 advances the process to step S14.
Then, in step S<b>13 , the control device 17 increases the output of the heater 58 . Then, the control device 17 advances the processing to the end.
Then, in step S<b>14 , the control device 17 maintains the output of the heater 58 . Then, the control device 17 advances the processing to the end.

図3は、実施形態での空調装置19の動作を示す圧力及び比エンタルピーによるモリエ線図である。
図3に示すように、空調装置19は、加熱器58の非作動状態では、先ず、コンプレッサ52による圧縮工程で気相VPの第1フェーズph1aから気相VPの第2フェーズph2aに遷移する。次に、暖房運転時のコンデンサ34又は冷房運転時の室外熱交換器54による凝縮工程で気相VPの第2フェーズph2aから液相LPの第3フェーズph3に遷移する。次に、暖房運転時の第1膨張弁53又は冷房運転時の第2膨張弁56による膨張行程で液相LPの第3フェーズph3から気液2相LVの第4フェーズph4に遷移する。次に、暖房運転時の室外熱交換器54又は冷房運転時のエバポレータ33による蒸発工程で気液2相LVの第4フェーズph4から気相VPの第1フェーズpha1に遷移する。
FIG. 3 is a Mollier diagram by pressure and specific enthalpy showing the operation of the air conditioner 19 in an embodiment.
As shown in FIG. 3, in the air conditioner 19, when the heater 58 is in a non-operating state, the compressor 52 first transitions from the first phase ph1a of the gas phase VP to the second phase ph2a of the gas phase VP in the compression process. Next, the second phase ph2a of the gas phase VP transitions to the third phase ph3 of the liquid phase LP in the condensation process by the condenser 34 during heating operation or the outdoor heat exchanger 54 during cooling operation. Next, in the expansion stroke by the first expansion valve 53 during heating operation or the second expansion valve 56 during cooling operation, the third phase ph3 of the liquid phase LP transitions to the fourth phase ph4 of the gas-liquid two-phase LV. Next, in the evaporation process by the outdoor heat exchanger 54 during heating operation or the evaporator 33 during cooling operation, the gas-liquid two-phase LV fourth phase ph4 transitions to the gas-phase VP first phase pha1.

加熱器58の作動開始に伴ってコンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体が加熱されると、第1フェーズph1aは加熱によるエンタルピーの増大によって加熱後第1フェーズph1bに変化する。これに伴い、熱媒体の比体積は、第1フェーズph1aでの比体積sv1から加熱後第1フェーズph1bでの比体積sv2に増大する。
制御装置17は、加熱器58の作動開始の前後で空調装置19の作動目標を維持することにより、加熱器58の作動後の圧縮工程ではコンプレッサ52の回転数を増大させつつ、加熱後第1フェーズph1bから加熱後第2フェーズph2bに遷移させる。これに伴い、加熱器58の作動前の凝縮工程でのエンタルピー変化Δiに比べて、加熱器58の作動後の凝縮工程でのエンタルピー変化Δiaは増大する。
例えば、加熱器58の加熱によって熱媒体の比体積が2倍(=sv2/sv1)に増大するとともに、エンタルピー変化の増大分が30%(=(Δia-Δi)/Δi)である場合、コンプレッサ52の回転数の増大分は54%(=(2-1.3)/1.3)である。
When the heating medium sucked into the compressor 52 is heated with the start of operation of the heater 58, the first phase ph1a changes to the post-heating first phase ph1b due to the increase in enthalpy due to the heating. Along with this, the specific volume of the heat medium increases from the specific volume sv1 in the first phase ph1a to the specific volume sv2 in the first phase ph1b after heating.
By maintaining the operation target of the air conditioner 19 before and after the start of operation of the heater 58, the control device 17 increases the rotation speed of the compressor 52 in the compression step after the operation of the heater 58, A transition is made from the phase ph1b to the post-heating second phase ph2b. Along with this, the enthalpy change Δia in the condensation process after the heater 58 is activated is greater than the enthalpy change Δi in the condensation process before the heater 58 is activated.
For example, when the heating of the heater 58 doubles the specific volume of the heat medium (=sv2/sv1) and the increase in enthalpy change is 30% (=(Δia−Δi)/Δi), the compressor The increase in the rotation speed of 52 is 54% (=(2-1.3)/1.3).

上述したように、実施形態の車両用空調装置10によれば、制御装置17は、加熱器58により熱媒体を加熱することによって、コンプレッサ52に吸い込まれる熱媒体の比体積を増大させる。制御装置17は、熱媒体の比体積の増大に伴ってコンプレッサ52の1回転当たりでの熱媒体の吸い込み流量(質量流量)が低下することを補うようにコンプレッサ52の回転数を増大させる。コンプレッサ52の回転数の増大により消費電力が増大するので、モータ11の回生動作時に発生する電力がバッテリ13に充電可能な電力よりも大きい場合であっても、モータ11の回生動作を規制せずに所望の回生制動力を確保することができる。 As described above, according to the vehicle air conditioner 10 of the embodiment, the control device 17 increases the specific volume of the heat medium sucked into the compressor 52 by heating the heat medium with the heater 58 . The control device 17 increases the rotation speed of the compressor 52 so as to compensate for the decrease in the suction flow rate (mass flow rate) of the heat medium per revolution of the compressor 52 as the specific volume of the heat medium increases. Since the power consumption increases as the rotation speed of the compressor 52 increases, even if the power generated during the regenerative operation of the motor 11 is greater than the power that can be charged in the battery 13, the regenerative operation of the motor 11 is not restricted. desired regenerative braking force can be ensured.

制御装置17は、コンプレッサ52の回転数が目標回転数Ncaに応じて増大するように加熱器58の出力を制御することによって、コンプレッサ52の消費電力を的確に増大させることができる。
制御装置17は、加熱器58を作動させるとともにコンプレッサ52の回転数を増大させることによって空調装置19の作動状態を変化させる場合であっても、例えば目標暖房能力又は目標冷房能力等の空調装置19の作動目標を維持することができる。
The controller 17 can appropriately increase the power consumption of the compressor 52 by controlling the output of the heater 58 so that the rotational speed of the compressor 52 increases according to the target rotational speed Nca.
Even when the control device 17 changes the operating state of the air conditioner 19 by operating the heater 58 and increasing the rotation speed of the compressor 52, for example, the target heating capacity or the target cooling capacity of the air conditioner 19 can be maintained.

(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
(Modification)
Modifications of the embodiment will be described below. It should be noted that the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted or simplified.

上述した実施形態では、ヒートポンプユニット23は、コンプレッサ52からコンデンサ34及び第1膨張弁53を介して室外熱交換器54に接続される熱媒体流路51を備えるとしたが、これに限定されない。
例えば、ヒートポンプユニット23は、コンプレッサ52からコンデンサ34及び第1膨張弁53を迂回又はコンデンサ34から第1膨張弁53を迂回して室外熱交換器54に接続される迂回流路を備えてもよい。これらの場合、制御装置17は、暖房運転時には、熱媒体を熱媒体流路51にてコンプレッサ52からコンデンサ34及び第1膨張弁53を介して室外熱交換器54に流通させ、冷房運転時には、熱媒体を迂回流路に流通させてもよい。これらの場合、第1膨張弁53の開度は所定開度に固定されてもよく、第1膨張弁53は電子膨張弁以外の減圧器であってもよい。
In the above-described embodiment, the heat pump unit 23 includes the heat medium flow path 51 that connects the compressor 52 to the outdoor heat exchanger 54 via the condenser 34 and the first expansion valve 53, but the heat pump unit 23 is not limited to this.
For example, the heat pump unit 23 may include a bypass channel that bypasses the condenser 34 and the first expansion valve 53 from the compressor 52 or bypasses the first expansion valve 53 from the condenser 34 and is connected to the outdoor heat exchanger 54 . . In these cases, the control device 17 circulates the heat medium from the compressor 52 through the heat medium flow path 51 to the outdoor heat exchanger 54 via the condenser 34 and the first expansion valve 53 in the heating operation, and in the cooling operation, A heat medium may be circulated through the bypass channel. In these cases, the degree of opening of the first expansion valve 53 may be fixed at a predetermined degree of opening, and the first expansion valve 53 may be a pressure reducer other than an electronic expansion valve.

上述した実施形態では、ヒートポンプユニット23は、室外熱交換器54と気液分離器57との間の熱媒体流路51に三方弁55、分岐流路61及び合流部63を備えるとしたが、これに限定されない。
例えば、ヒートポンプユニット23は、少なくとも三方弁55及び分岐流路61の代わりに、室外熱交換器54から第2膨張弁56及びエバポレータ33を迂回して気液分離器57に接続される迂回流路を備えてもよい。この場合、制御装置17は、暖房運転時には、熱媒体を迂回流路に流通させ、冷房運転時には、熱媒体を熱媒体流路51にて室外熱交換器54から第2膨張弁56及びエバポレータ33を介して気液分離器57に流通させてもよい。
In the above-described embodiment, the heat pump unit 23 includes the three-way valve 55, the branch flow path 61, and the confluence portion 63 in the heat medium flow path 51 between the outdoor heat exchanger 54 and the gas-liquid separator 57. It is not limited to this.
For example, the heat pump unit 23 has a detour flow path that bypasses the second expansion valve 56 and the evaporator 33 from the outdoor heat exchanger 54 and is connected to the gas-liquid separator 57 instead of at least the three-way valve 55 and the branch flow path 61. may be provided. In this case, the control device 17 circulates the heat medium through the bypass passage during heating operation, and circulates the heat medium through the heat medium passage 51 from the outdoor heat exchanger 54 to the second expansion valve 56 and the evaporator 33 during cooling operation. to the gas-liquid separator 57.

上述した実施形態では、ヒートポンプユニット23は、第1膨張弁53及び第2膨張弁56を備えるとしたが、これに限定されず、例えば、暖房運転時及び冷房運転時の各々で切り替えられる熱媒体の流路に対して共通に配置されて熱媒体を減圧する1つの膨張弁を備えてもよい。 In the above-described embodiment, the heat pump unit 23 includes the first expansion valve 53 and the second expansion valve 56, but is not limited to this. There may be one expansion valve arranged in common to the flow paths of the to depressurize the heat medium.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Embodiments of the invention are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…車両、10…車両用空調装置、11…モータ(回転電機)、13…バッテリ(蓄電装置)、15…電力変換装置、17…制御装置、19…空調装置、31…ダクト31…ブロワ、33…エバポレータ(第2熱交換器)、34…コンデンサ(第2熱交換器)、51…熱媒体流路(流路)、52…コンプレッサ(圧縮機)、53…第1膨張弁(減圧器)、54…室外熱交換器(第1熱交換器)、55…三方弁、56…第2膨張弁(減圧器)、57…気液分離器、58…加熱器、59…温度センサ、60…圧力センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vehicle 10... Vehicle air conditioner 11... Motor (rotating electric machine) 13... Battery (storage device) 15... Power converter 17... Control apparatus 19... Air conditioner 31... Duct 31... Blower, 33... Evaporator (second heat exchanger), 34... Condenser (second heat exchanger), 51... Heat medium channel (channel), 52... Compressor, 53... First expansion valve (reducer ), 54... Outdoor heat exchanger (first heat exchanger), 55... Three-way valve, 56... Second expansion valve (reducer), 57... Gas-liquid separator, 58... Heater, 59... Temperature sensor, 60 … pressure sensor.

Claims (3)

蓄電装置並びに前記蓄電装置との電力授受によって駆動力及び回生制動力のいずれかを発生させる回転電機を備える車両に搭載されるとともに、前記蓄電装置からの電力供給によって作動する空調装置と、
前記回転電機と前記蓄電装置との電力授受及び前記空調装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記空調装置は、
熱媒体を循環させる流路と、
前記熱媒体を圧縮するコンプレッサと、
前記熱媒体と外気との間で熱交換させる第1熱交換器と、
前記熱媒体と前記車両の室内に送られる空気との間で熱交換させる第2熱交換器と、
前記第2熱交換器から前記第1熱交換器に流れる前記熱媒体の減圧及び前記第1熱交換器から前記第2熱交換器に流れる前記熱媒体の減圧のいずれか1つを行う少なくとも1つの減圧器と、
前記コンプレッサに吸い込まれる前記熱媒体を加熱する加熱器と、
を備え、
前記制御装置は、前記回転電機の回生動作により発生する電力が前記蓄電装置に充電可能な電力よりも大きい場合、前記加熱器を作動させるとともに前記コンプレッサの回転数を増大させる
ことを特徴とする車両用空調装置。
an air conditioner mounted in a vehicle equipped with a power storage device and a rotating electric machine that generates either driving force or regenerative braking force by transferring power to and from the power storage device, and operated by power supply from the power storage device;
a control device for exchanging electric power between the rotating electric machine and the power storage device and for controlling the air conditioning device;
with
The air conditioner is
a channel for circulating the heat medium;
a compressor for compressing the heat medium;
a first heat exchanger for exchanging heat between the heat medium and the outside air;
a second heat exchanger for exchanging heat between the heat medium and the air sent into the interior of the vehicle;
at least one of depressurizing the heat medium flowing from the second heat exchanger to the first heat exchanger and depressurizing the heat medium flowing from the first heat exchanger to the second heat exchanger two pressure reducers;
a heater that heats the heat medium sucked into the compressor;
with
The control device operates the heater and increases the rotation speed of the compressor when the power generated by the regenerative operation of the rotating electric machine is larger than the power that can be charged in the power storage device. air conditioner.
前記制御装置は、
前記加熱器の作動後の前記コンプレッサの目標回転数を前記加熱器の作動前の前記コンプレッサの回転数よりも大きくするように前記加熱器の出力を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
The control device is
2. The output of the heater is controlled so that the target rotation speed of the compressor after activation of the heater is higher than the rotation speed of the compressor before activation of the heater. air conditioner for vehicles.
前記制御装置は、
前記加熱器の作動の前後で前記空調装置の作動目標を維持するように制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
The control device is
3. The vehicle air conditioner according to claim 2, wherein control is performed so as to maintain an operation target of the air conditioner before and after operation of the heater.
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