JP2024043192A - 車両用の温調システムおよび温調方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1熱媒体回路と第2熱媒体回路とが連通されていない非連通モードのとき、電気ヒータおよび凝縮器により加熱された熱媒体をヒータコアに導入することで、車室の暖房が行われる。
この連通モードのとき、熱媒体は、連通流路に設けられたポンプにより、凝縮器とヒータコアとを並列に流れるとともに、蒸発器とラジエーターとを並列に流れる。連通モードのとき、電気ヒータおよび凝縮器により加熱された熱媒体をラジエーターに導入することで、ラジエーターの除霜が行われる。
除霜運転の開始にあたり、ラジエーターに導入される熱媒体の温度が、除霜に必要な温度よりも低い場合には、例えば圧縮機の回転数を増加させることで、高温側の熱媒体の温度を上昇させる。
本開示は、熱媒体回路を備える車両用温調システムの除霜運転の改善を目的とする。
熱媒体回路は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる低圧側熱交換器と、低圧側熱交換器から熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路と、熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、室外熱交換器から熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、熱媒体により加熱または冷却される、または温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、を含む。
温調システムは、運転モードとして、低圧側熱交換器および室外熱交換器を熱媒体が第1ポンプにより循環する第1回路と、高圧側熱交換器および温調機器を熱媒体が第2ポンプにより循環する第2回路とが形成されるヒートポンプモードと、高圧側熱交換器、温調機器、低圧側熱交換器、および室外バイパス経路を熱媒体が第1ポンプおよび第2ポンプの少なくとも一方により循環する第1連続流路が形成される圧縮機熱源モードと、高圧側熱交換器、温調機器、低圧側熱交換器と低圧側バイパス経路との少なくとも一方、および室外熱交換器を熱媒体が第1ポンプおよび第2ポンプの少なくとも一方により循環する第2連続流路が形成される蓄熱利用除霜モードと、を備えるとともに、温調システムが装備される車両の走行または走行停止の状態に関する切替情報が所定の切替条件に該当すると、ヒートポンプモードまたは圧縮機熱源モードから、蓄熱利用除霜モードへと運転モードを切り替えるように構成される制御装置を備える。
また、蓄熱利用除霜モードによれば、圧縮機が停止している場合を除き、室外熱交換器に熱媒体を供給しつつ、圧縮機を熱源として運転することで、必要な加熱能力を担保することができる。
[実施形態]
図1に示す車両用の温調システム1は、例えば、エンジンを備えておらず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備されている。温調システム1は、乗員が搭乗する車室8の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー装置6(電源装置)、走行用モータ、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。
温調システム1、および車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー装置6に蓄えられた電力が供給される。車載のバッテリー装置6は、車両停止時に外部電源から充電される。
温調システム1は、冷媒が循環可能に構成される冷媒回路10と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路20と、温調システム1を所定の運転モードに設定し、運転モードに応じて温調システム1の運転状態を制御する制御装置5とを備えている。
また、温調システム1は、例えば、外気温を検知する外気温センサ61、熱媒体の温度を検知する温度センサ62、冷媒の温度を検知する温度センサ63、および冷媒の圧力を検知する圧力センサ64等のセンサを含む。
冷媒回路10は、図1に構成の一例を示すように、圧縮機11と、凝縮器12と、膨張弁13と、蒸発器14とを備えている。冷媒回路10には、冷凍サイクルに従って冷媒が循環する。
冷媒回路10に封入される冷媒としては、公知の適宜な単一冷媒あるいは混合冷媒を用いることができる。例えば、本実施形態の冷媒として、R410A、R32等のHFC(Hydro Fluoro Carbon)冷媒や、R1234ze、R1234yf等のHFO(Hydro Fluoro Olefin)冷媒、あるいは、プロパン、イソブタン等の炭化水素(HC)系冷媒を用いることが可能である。特に、本実施形態の冷媒としてR1234yfを用いることが好ましい。
冷媒として二酸化炭素(CO2)を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える遷臨界冷凍サイクルが構成される。その場合でも、本実施形態の凝縮器12と同様に高圧側熱交換器により冷媒が放熱し、本実施形態の蒸発器14と同様に低圧側熱交換器により冷媒が吸熱する作用が得られるから、二酸化炭素冷媒のように遷臨界冷凍サイクルを構成する冷媒も冷媒回路10に採用することができる。
膨張弁13(減圧部)は、凝縮器12から流出した冷媒を減圧させることで断熱膨張させる。膨張弁13としては、制御装置5からの指令に基づき開度を制御可能な電子膨張弁の他、温度式膨張弁を採用することができる。あるいは、膨張弁13の代わりにキャピラリーチューブを採用することができる。
蒸発器14と圧縮機11との間には、図示しないアキュムレータ(気液分離器)を設けることができる。
図1において、低圧側の冷媒の流れは太い実線により示され、高圧側の冷媒の流れは太い破線により示されている。他の図も同様である。
熱媒体回路20は、凝縮器12および蒸発器14により冷媒と熱を授受可能な熱媒体が循環可能に構成されている。熱媒体は、少なくとも1つの温調対象の冷却または加熱に用いられる。本実施形態における温調対象は、車室8内の空気、およびバッテリー装置6に相当する。
熱媒体回路20に封入される熱媒体は、液相の状態を維持して熱媒体回路20を循環する水やブライン等の液体である。ブラインとしては、例えば、水およびプロピレングリコールの混合液、あるいは、水およびエチレングリコールの混合液を例示することができる。
また、図1および図3に示す例では、蒸発器流量調整弁14Vによる流量調整により、第1切替弁31から蒸発器14に向けて流れる熱媒体の全量が、蒸発器バイパス経路14Aへは流入せずに蒸発器14へと流入する。
室内送風機25Aは、モータにより駆動され、車室8内の空気(内気)または外気、あるいは内気と外気との混合気体を室内熱交換器25に向けて吹き付ける。
除湿暖房モード時、第1室内熱交換器25-1には蒸発器14から流出した相対的に低温の熱媒体が供給され、第2室内熱交換器25-2には凝縮器12から流出した相対的に高温の熱媒体が供給される。
熱媒体回路20は、バッテリー装置6と熱媒体とが直接的にまたは空気等を介して間接的に熱交換可能に構成される熱交換経路414,415と、熱交換経路414,415にそれぞれ対応し、開路/閉路を切り替える四方弁としてのバッテリー用切替弁34,35とを備えている。
温調システム1は、車室8内の空調を行わないとき、室内バイパス経路26を通じて室内熱交換器25から迂回させた熱媒体をバッテリー装置6に供給することができる。
制御装置5は、図2(a)に示すように、メモリ501、演算部502、記憶部503、および入出力部504を含むコンピュータに相当する。「コンピュータ」には、プログラマブルロジックコントローラ(PLC;programmable logic controller)も含まれる。制御装置5は、記憶部503から読み出されて実行されるコンピュータ・プログラムに従って動作する。
制御装置5は、例えばECU(Electronic Control Unit)等、温調システム1が装備される車両の主たる制御系にデータの授受が可能に接続されることが好ましい。
ここで、切替情報Aおよび切替条件Bは、例えば、次の組み合わせA1,B1等の1つ以上であってよい。切替条件Bは、記憶部503に記憶されていてもよい。
切替条件B1:風速vwが所定の風速vw0に対して低いこと
風速vwは、車両の走行速度と、室外送風機23Aによる送風空気の流量とに関する。風速vwは、例えば、風速vwに相関するデータを車両の主制御系から取得し、演算部502により演算することで導くことができる。あるいは、風路に配置される風速センサを用いて風速vwを取得することができる。
切替条件B1としての風速vw0は、例えば、車両が徐行中、あるいは、道路渋滞のため徐行に準じる速度で走行中の風速に設定することができる。
切替条件B2:走行速度vrが所定の風速vr0に対して低いこと
走行速度vrは、例えば、車両の主制御系から取得することができる。走行速度vrは、例えば、徐行中の走行速度(直ちに停車可能な速度)、あるいは徐行に準じる走行速度に設定することができる。
切替条件B3:電源の状態spとして主電源オフが選択されること
ここで、電源の状態spは、いわゆるイグニッション装置の操作による電源オン、電源オフ等に相当する。車両の走行停止に伴い、電源の状態spとして主電源オフが選択されると、圧縮機11の作動は停止する。但し、主電源オフでも、駐車中の外部電源によるバッテリー装置6の充電中は、外部電源が主電源に代わるので、圧縮機11を作動させることが可能である。
電源の状態spは、車両の主制御系から取得することができる。
除霜の要否は、例えば、蒸発器14における冷媒の圧力(低圧pL)と外気温Tとから演算される着霜度合に閾値を適用することで判定することができる。低圧pLは圧力センサ64により検知され、外気温Tは外気温センサ61により検知される。低圧pLと外気温Tとに代えて、圧縮機11に吸入される冷媒の温度TCと、外気温Tとを用いることも可能である。圧縮機11に吸入される冷媒の温度TCは、温度センサ63により検知される。
登録地Drは、例えば、自宅や勤務地の駐車場に相当する。登録地Drは、記憶部503に記憶されていてもよい。
標準回転数Nは、例えば、次のように運転モード毎に決められている。第2回転数N2は、第1回転数N1よりも大きい。
冷房モード :第1回転数N1
ヒートポンプモードHP:第1回転数N1
ヒータモードHT :第2回転数N2
蓄熱利用除霜モードHS:第2回転数N2
終了情報aおよび終了条件bは、例えば、次の組み合わせa1,b1等の1つ以上であってよい。終了条件bは、記憶部503に記憶されていてもよい。
終了条件b1:熱媒体の温度TMが所定温度T0に対して低いこと
熱媒体の温度TMは、例えば、蒸発器14の熱媒体の出口付近で熱媒体の温度を検知する温度センサ62により取得することができる。所定温度T0は、例えば、0℃である。
終了条件b2: 時間tが所定時間t0を経過すること
時間tは、図示しないタイマー等により取得することができる。
次に、温調システム1の各運転モードの作用とともに、運転モードの切り替えの作用を説明する。
ヒートポンプモードHPは、熱源としての外気から、外気温よりも温度が高い熱媒体に熱を汲み上げて車室8まで搬送することで、車室8内を暖房する。
ヒートポンプモードHPのとき、蒸発器14および室外熱交換器23を熱媒体が第1ポンプ21により循環する第1回路C1と、凝縮器12および第2室内熱交換器25-2を熱媒体が第2ポンプ22により循環する第2回路C2とが形成される。
一方、凝縮器12により冷媒から吸熱した熱媒体は、第2室内熱交換器25-2により車室8内の暖房に供された後、第1切替弁31を経由して凝縮器12へと戻る。
ヒータモードHTは、外気温が氷点よりも大幅に低い場合(例えば、外気温が-20℃以下)の暖房運転に適する。ヒータモードHTは圧縮機11を熱源として運転される。
蓄熱利用除霜モードHSは、ヒートポンプモードHPまたはヒータモードHTが行われることで熱媒体に蓄えられる熱を室外熱交換器23の除霜に利用する。
蓄熱利用除霜モードHSのとき、単一の連続した第2連続流路CC2が形成される。このとき、熱媒体は第1ポンプ21および第2ポンプ22により、凝縮器12、室内熱交換器25、蒸発器14と蒸発器バイパス経路14Aとの少なくとも一方、および室外熱交換器23をこの順に循環する。熱媒体の流れに関して、蒸発器14と凝縮器12とは直列に配置されている。
図4に示す例では、室外送風機23Aおよび室内送風機25Aを作動させているが、その限りではない。室外送風機23Aおよび室内送風機25Aの一方または両方を停止させてもよい。
外気温が氷点以下で、ヒートポンプモードHPによる運転時には、室外熱交換器23に着霜が発生する。着霜の進行により暖房能力が低下するのを避けるため、ヒートポンプモードHPのときに第2回路C2に存在する高温熱媒体を用いて室外熱交換器23を除霜することができる。
但し、車両が通常の速度で走行中に高温熱媒体を室外熱交換器23に供給しても、外気と高温熱媒体とが熱交換されてしまい、高温熱媒体の熱エネルギーは室外熱交換器23に付着した霜の融解には殆ど使用されない。
例えば、室外熱交換器23の風路を通過する外気の風速vwが所定の風速vw0に対して低い場合である(切替情報A1および切替条件B1)。車両の走行速度が減少すると、また、室外熱交換器23の着霜が進行すると、風速vwは減少する。
車両の走行速度vrが所定の走行速度r0に対して低い場合(切替情報A2および切替条件B2)。
車両の主制御系の電源状態spとして主電源オフが選択される場合(切替情報A3および切替条件B3)。この場合は、バッテリー装置6が充電のために外部電源に接続されていなければ、圧縮機11が停止している。
停車時に必ずしも車室8内の暖房は必要ないが、バッテリー装置6が外部電源に接続される場合は、圧縮機11を作動させて車室8内の暖房を行うことができる。暖房を行わない場合は、室内送風機25Aの作動を停止させることで、熱媒体の蓄熱量を維持することが好ましい。
除霜終了処理部56は、熱媒体の循環停止に伴い、室外送風機23Aの回転数を増加させることが好ましい。そうすることで、霜の融解により室外熱交換器23に付着している水が室外熱交換器23から吹き飛ばされるので、室外熱交換器23への再着霜を防ぐことができる。
併せて、ポンプ回転数設定部55により、ポンプ21,22の回転数NをヒートポンプモードHP時の第1回転数N1に対して第2回転数N2に増加させると良い。そうすることで、ポンプ21,22の動力の損失としてポンプ21,22から熱媒体に伝わる熱量が増加するので、室外熱交換器23に供給される熱媒体の温度を高く維持することができる。
モード切替部51は、ヒータモードHTの運転中、切替情報A(A1等)が切替条件B(B1等)に該当する場合は、ヒータモードHTから蓄熱利用除霜モードHSに切り替える。
ヒータモードHTは、ヒートポンプモードHPとは異なり、室外バイパス経路24を通じて室外熱交換器23から熱媒体を迂回させているので、室外熱交換器23の着霜は進行しない。そのため、モード切替部51は、外気温が低いためヒートポンプモードHPからヒータモードHTに移行したことの履歴情報Dhが履歴情報処理部54により取得される場合であって、切替情報Aが切替条件Bに該当する場合には、蓄熱利用除霜モードHSを実施するとよい。
あるいは、除霜要否判定部52による除霜要否の判定結果が「要」であって、かつ、切替情報Aが切替条件Bに該当する場合には蓄熱利用除霜モードHSを実施するとよい。
また、蓄熱利用除霜モードHSによれば、圧縮機11が停止している場合を除き、室外熱交換器23に熱媒体を供給しつつ、圧縮機11を熱源として運転することで、必要な暖房能力を担保することができる。
除霜終了処理部56は、熱媒体の循環停止に伴い、室外送風機23Aの回転数を増加させることが好ましい。そうすることで、室外熱交換器23に付着している水が室外熱交換器23から吹き飛ばされるので、再着霜を防ぐことができる。
蓄熱利用除霜モードHSは、駐車時間が長いと想定される場合に、駐車直後から実施されることが好ましい。
かかる制御によれば、停車地情報Dsが登録地Drに該当しない場合は、切替情報Aが切替条件Bに該当するとしても、蓄熱利用除霜モードHSが実施されないので、短時間の駐車時にヒートポンプモードHPまたはヒータモードHTから蓄熱利用除霜モードHSに移行することを避けることができる。かかる制御を行わないで、一旦蓄熱利用除霜モードHSに移行すると、熱媒体の温度が低下するので、熱媒体の温度を上昇させてヒートポンプモードHPまたはヒータモードHTの定常状態に復帰するまでに時間を要する。
また、制御装置5は、必ずしも登録地Drや除霜実行時間帯Dtの登録を前提としないで、車両の位置と時間に関する車両使用履歴のデータに基づいて蓄熱利用除霜モードHSを実施することができる。つまり、制御装置5は、車両使用履歴のデータから、現在の停車位置への駐車時間が長いと推定した場合には、蓄熱利用除霜モードHSを自動的に実施することができる。
図5に示すように、蓄熱利用除霜モードHSのとき、蒸発器14に熱媒体を流入させてもよい。この場合、ヒートポンプモードHPから蓄熱利用除霜モードHSへの切り替え時を想定すると、蒸発器14における熱媒体の冷媒への放熱により、蒸発器14から流出した熱媒体の温度が、上記実施形態の蓄熱利用除霜モードHS(図4)で蒸発器14から流出した熱媒体の温度よりも低くなる。その熱媒体の熱が除霜に使われると、室外熱交換器23から流出した熱媒体(太い実線で示す)の温度も上記実施形態と比べて低い。そのため、除霜の効率としては、蒸発器バイパス経路14Aを通じて凝縮器12から熱媒体を迂回させている上記実施形態が有利である。
一方、ヒータモードHTから蓄熱利用除霜モードHSへの切り替え時を想定すると、蒸発器温度が0℃を上回るため、上記実施形態の蓄熱利用除霜モードHS(図4)にて一定時間運転後の熱媒体温度低下時には、蒸発器14に熱媒体を流入させるとよい。そうすることで熱媒体の温度を上昇させ、除霜を継続することができる。
〔1〕車両用の温調システムであって、
圧縮機(11)、高圧側熱交換器(12)、減圧部(13)、および低圧側熱交換器(14)を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路(10)と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路(20)と、を備え、
前記熱媒体回路(20)は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器(12)と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器(14)と、
前記低圧側熱交換器(14)から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路(14A)と、
前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプ(21)および第2ポンプ(22)と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器(23)と、
前記室外熱交換器(23)から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路(24)と、
前記熱媒体により加熱または冷却される、または温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器(6,25-2)と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器(14)および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)により循環する第1回路(C1)と、前記高圧側熱交換器(12)および前記温調機器(6,25-2)を前記熱媒体が前記第2ポンプ(22)により循環する第2回路(C2)とが形成されるヒートポンプモード(HP)と、
前記高圧側熱交換器(12)、前記温調機器(6,25-2)、前記低圧側熱交換器(14)、および前記室外バイパス経路(24)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)および前記第2ポンプ(22)の少なくとも一方により循環する第1連続流路(CC1)が形成される圧縮機熱源モード(HT)と、
前記高圧側熱交換器(12)、前記温調機器(6,25-2)、前記低圧側熱交換器(14)と前記低圧側バイパス経路(14A)との少なくとも一方、および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)および前記第2ポンプ(22)の少なくとも一方により循環する第2連続流路(CC2)が形成される蓄熱利用除霜モード(HS)と、を備えるとともに、
前記温調システムが装備される車両の走行または走行停止の状態に関する切替情報が所定の切替条件に該当すると、前記ヒートポンプモード(HP)または前記圧縮機熱源モード(HT)から、前記蓄熱利用除霜モード(HS)へと前記運転モードを切り替えるように構成される制御装置(5)を備える、
車両用温調システム。
〔1〕項に記載の車両用温調システム。
前記切替条件は、前記風速が所定の風速に対して低いことに相当する、
〔1〕または〔2〕項に記載の車両用温調システム。
前記切替条件は、前記走行速度が所定の走行速度に対して低いことに相当する、
〔1〕または〔2〕項に記載の車両用温調システム。
前記切替条件は、前記電源の状態として主電源オフが選択されることに相当する、
〔1〕または〔2〕項に記載の車両用温調システム。
停車時の前記車両の現在位置に関する停車地情報が所定の登録地に該当し、かつ、前記電源の状態が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モード(HS)を実施するように構成される、
〔1〕から〔5〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記車両の電源が投入されて以降、前記ヒートポンプモード(HP)から前記圧縮機熱源モード(HT)に移行したことの履歴情報が存在し、かつ、前記切替情報が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モード(HS)を実施するように構成される、
〔1〕項に記載の車両用温調システム。
前記室外熱交換器(23)の除霜の要否を判定した結果が要であって、かつ、前記切替情報が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モード(HS)を実施するように構成される、
〔1〕から〔7〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記蓄熱利用除霜モード(HS)時には、前記ヒートポンプモード(HP)時に設定される第1回転数よりも大きい第2回転数を前記第1ポンプ(21)および前記第2ポンプ(22)の少なくとも一方に与えるように構成される、
〔1〕から〔8〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記低圧側熱交換器(14)、前記室外熱交換器(23)、前記高圧側熱交換器(12)、および前記温調機器(25-2)の順に前記熱媒体が前記第2連続流路(CC2)を循環する、
〔1〕から〔9〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記蓄熱利用除霜モード(HS)時に、前記室外熱交換器(23)の除霜の可否に関する終了情報が所定の終了条件に該当すると、前記熱媒体の循環を停止させるように構成される、
〔1〕から〔10〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記終了条件は、前記熱媒体の温度が所定温度に対して低いことに相当する、
〔11〕項に記載の車両用温調システム。
前記終了条件は、前記時間が所定時間を経過することに相当する、
〔11〕項に記載の車両用温調システム。
前記蓄熱利用除霜モード(HS)時に、前記熱媒体の循環を停止させると、前記室外熱交換器(23)に送風する室外送風機の回転数を増加させるように構成される、
〔11〕項に記載の車両用温調システム。
前記温調システムは、
圧縮機(11)、高圧側熱交換器(12)、減圧部(13)、および低圧側熱交換器(14)を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路(10)と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路(20)と、を備え、
前記熱媒体回路(20)は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器(12)と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器(14)と、
前記低圧側熱交換器(14)から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路(14A)と、
前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプ(21)および第2ポンプ(22)と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器(23)と、
前記室外熱交換器(23)から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路(24)と、
前記熱媒体により加熱または冷却される、または温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器(6,25-2)と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器(14)および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)により循環する第1回路(C1)と、前記高圧側熱交換器(12)および前記温調機器(6,25-2)を前記熱媒体が前記第2ポンプ(22)により循環する第2回路(C2)とが形成されるヒートポンプモード(HP)と、
前記高圧側熱交換器(12)、前記温調機器(6,25-2)、前記低圧側熱交換器(14)、および前記室外バイパス経路(24)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)および前記第2ポンプ(22)の少なくとも一方により循環する第1連続流路(CC1)が形成される圧縮機熱源モード(HT)と、
前記高圧側熱交換器(12)、前記温調機器(6,25-2)、前記低圧側熱交換器(14)と前記低圧側バイパス経路(14A)との少なくとも一方、および前記室外熱交換器(23)を前記熱媒体が前記第1ポンプ(21)および前記第2ポンプ(22)の少なくとも一方により循環する第2連続流路(CC2)が形成される蓄熱利用除霜モード(HS)と、を備え、
前記温調方法は、
前記温調システムが装備される車両の走行または走行停止の状態に関する切替情報が所定の切替条件に該当すると、前記ヒートポンプモード(HP)または前記圧縮機熱源モード(HT)から、前記蓄熱利用除霜モード(HS)へと前記運転モードを切り替えることで、
前記蓄熱利用除霜モードへの切替前に前記熱媒体に蓄えられた熱を前記室外熱交換器の除霜に利用する、
車両用温調方法。
5 制御装置
6 バッテリー装置(温調機器)
8 車室
10 冷媒回路
11 圧縮機
12 凝縮器(高圧側熱交換器)
12A 凝縮器バイパス経路
12V 凝縮器流量調整弁
13 膨張弁(減圧部)
14 蒸発器(低圧側熱交換器)
14A 蒸発器バイパス経路(低圧側バイパス経路)
14V 蒸発器流量調整弁
20 熱媒体回路
21 第1ポンプ
22 第2ポンプ
23 室外熱交換器
23A 室外送風機
24 室外バイパス経路
25-1 第1室内熱交換器
25-2 第2室内熱交換器(温調機器)
25A 室内送風機
26 室内バイパス経路
31 第1切替弁
32 第2切替弁
33 第3切替弁
34 第1バッテリー用切替換弁
35 第2バッテリー用切替弁
51 モード切替部
52 除霜要否判定部
53 停車地情報処理部
54 履歴情報処理部
55 ポンプ回転数設定部
56 除霜終了処理部
61 外気温センサ
62,63 温度センサ
64 圧力センサ
414 第1熱交換経路
415 第2熱交換経路
501 メモリ
502 演算部
503 記憶部
504 入出力部
C1 第1回路
C2 第2回路
CC1 第1連続流路
CC2 第2連続流路
HP ヒートポンプモード
HS 蓄熱利用除霜モード
HT ヒータモード(圧縮機熱源モード)
U HVACユニット
Claims (15)
- 車両用の温調システムであって、
圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
前記低圧側熱交換器から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路と、
前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、
前記熱媒体により加熱または冷却される、または温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプにより循環する第1回路と、前記高圧側熱交換器および前記温調機器を前記熱媒体が前記第2ポンプにより循環する第2回路とが形成されるヒートポンプモードと、
前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器、および前記室外バイパス経路を前記熱媒体が前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも一方により循環する第1連続流路が形成される圧縮機熱源モードと、
前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器と前記低圧側バイパス経路との少なくとも一方、および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも一方により循環する第2連続流路が形成される蓄熱利用除霜モードと、を備えるとともに、
前記温調システムが装備される車両の走行または走行停止の状態に関する切替情報が所定の切替条件に該当すると、前記ヒートポンプモードまたは前記圧縮機熱源モードから、前記蓄熱利用除霜モードへと前記運転モードを切り替えるように構成される制御装置を備える、
車両用温調システム。 - 前記蓄熱利用除霜モードでは、前記蓄熱利用除霜モードへの切替前に前記熱媒体に蓄えられた熱が前記室外熱交換器の除霜に利用される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記切替情報は、前記室外熱交換器を通過する空気の風速に相当し、
前記切替条件は、前記風速が所定の風速に対して低いことに相当する、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記切替情報は、前記車両の走行速度に相当し、
前記切替条件は、前記走行速度が所定の走行速度に対して低いことに相当する、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記切替情報は、前記車両の電源の状態に相当し、
前記切替条件は、前記電源の状態として主電源オフが選択されることに相当する、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
停車時の前記車両の現在位置に関する停車地情報が所定の登録地に該当し、かつ、前記車両の電源の状態が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モードを実施するように構成される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
前記車両の電源が投入されて以降、前記ヒートポンプモードから前記圧縮機熱源モードに移行したことの履歴情報が存在し、かつ、前記切替情報が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モードを実施するように構成される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
前記室外熱交換器の除霜の要否を判定した結果が要であって、かつ、前記切替情報が前記切替条件に該当すると、前記蓄熱利用除霜モードを実施するように構成される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
前記蓄熱利用除霜モード時には、前記ヒートポンプモード時に設定される第1回転数よりも大きい第2回転数を前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも一方に与えるように構成される、
請求項1に記載の車両用温調システム。 - 前記蓄熱利用除霜モードでは、
前記低圧側熱交換器、前記室外熱交換器、前記高圧側熱交換器、および前記温調機器の順に前記熱媒体が前記第2連続流路を循環する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
前記蓄熱利用除霜モード時に、前記室外熱交換器の除霜の可否に関する終了情報が所定の終了条件に該当すると、前記熱媒体の循環を停止させるように構成される、
請求項1から9のいずれか一項に記載の車両用温調システム。 - 前記終了情報は、前記熱媒体の温度に相当し、
前記終了条件は、前記熱媒体の温度が所定温度に対して低いことに相当する、
請求項11に記載の車両用温調システム。 - 前記終了情報は、前記蓄熱利用除霜モードの開始時からの時間に相当し、
前記終了条件は、前記時間が所定時間を経過することに相当する、
請求項11に記載の車両用温調システム。 - 前記制御装置は、
前記蓄熱利用除霜モード時に、前記熱媒体の循環を停止させると、前記室外熱交換器に送風する室外送風機の回転数を増加させるように構成される、
請求項11に記載の車両用温調システム。 - 車両用の温調システムを用いる温調方法であって、
前記温調システムは、
圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
前記低圧側熱交換器から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路と、
前記熱媒体を圧送可能に構成される第1ポンプおよび第2ポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、
前記熱媒体により加熱または冷却される、または温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、を含み、
前記温調システムは、運転モードとして、
前記低圧側熱交換器および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプにより循環する第1回路と、前記高圧側熱交換器および前記温調機器を前記熱媒体が前記第2ポンプにより循環する第2回路とが形成されるヒートポンプモードと、
前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器、および前記室外バイパス経路を前記熱媒体が前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも一方により循環する第1連続流路が形成される圧縮機熱源モードと、
前記高圧側熱交換器、前記温調機器、前記低圧側熱交換器と前記低圧側バイパス経路との少なくとも一方、および前記室外熱交換器を前記熱媒体が前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも一方により循環する第2連続流路が形成される蓄熱利用除霜モードと、を備え、
前記温調方法は、
前記温調システムが装備される車両の走行または走行停止の状態に関する切替情報が所定の切替条件に該当すると、前記ヒートポンプモードまたは前記圧縮機熱源モードから、前記蓄熱利用除霜モードへと前記運転モードを切り替えることで、
前記蓄熱利用除霜モードへの切替前に前記熱媒体に蓄えられた熱を前記室外熱交換器の除霜に利用する、
車両用温調方法。
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