JP2023087937A - Vehicle air-conditioning device - Google Patents
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Abstract
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
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
(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.
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
FIG. 1 is a configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, a
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
The
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
For example, when the
For example, when the
The
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
The
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
As shown in FIG. 2, the
The
The
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
The
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
An
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
The
The
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
The heat
A compressor (compressor) 52 is arranged between the
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
During heating operation, the
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
During heating operation, the
The
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-
During heating operation and defrosting operation, the three-
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
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-
The
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
The
A
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
The
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
The
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
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the
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
If the determination result is "YES", the
Next, in step S<b>02 , the
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
Next, in step S04, the
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
During the heating operation, the
During the cooling operation, the
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
If the determination result is "YES", the
The predetermined power consumption request is, for example, when the power generated during the regenerative operation of the
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
Next, in step S08, the
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
During the heating operation, the
During the cooling operation, the
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
Next, in step S11, the
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
If the determination result is "YES", the
Then, in step S<b>13 , the
Then, in step S<b>14 , the
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
As shown in FIG. 3, in the
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
By maintaining the operation target of the
For example, when the heating of the
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
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
Even when the
(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
For example, the
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
For example, the
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
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
Claims (3)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021202502A JP2023087937A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Vehicle air-conditioning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021202502A JP2023087937A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Vehicle air-conditioning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2023087937A true JP2023087937A (en) | 2023-06-26 |
Family
ID=86899562
Family Applications (1)
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JP2021202502A Pending JP2023087937A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Vehicle air-conditioning device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023087937A (en) |
-
2021
- 2021-12-14 JP JP2021202502A patent/JP2023087937A/en active Pending
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