JP5370402B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
車載機器(10)の廃熱によって加熱された熱媒体を循環させる循環回路(11)に配置されて、熱媒体を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する第1加熱手段(13)と、車載機器(10)から出力された加熱用エネルギを用いて、送風空気を加熱する第2加熱手段(20)と、第1加熱手段(13)によって送風空気が加熱される第1加熱量(hm1)に対する第2加熱手段(20)によって送風空気が加熱される第2加熱量(hm2)の加熱量比(hm2/hm1)の目標値である目標加熱量比(TP)を決定する加熱量比決定手段(S3)と、実際の加熱量比(hm2/hm1)が、目標加熱量比(TP)となるように、第1加熱量(hm1)および第2加熱量(hm2)の少なくとも一方を調整する加熱量比調整手段(14)を備え、
前記加熱量比決定手段(S3)は、前記作動効率(ηe)の上昇に伴って、前記目標加熱量比(TP)を上昇させるようになっており、
前記加熱量比調整手段(14)は、前記作動効率(ηe)および前記目標加熱量比(TP)の上昇に伴って、前記第2加熱量(hm2)を増加させ、前記第1加熱量(hm1)を減少させることを特徴とする。
第1熱費f1を、
f1=(egy1/ηe)/hw
と定義し、
車載機器(10)が加熱用エネルギを出力するために消費した燃料の量をFul2(単位:kW)とし、第2加熱手段(20)にて送風空気が加熱された第2加熱量をhm2(単位:kW)とし、第2熱費(f2)を、
f2=Ful2/hm2
と定義したときに、加熱量比決定手段(S3)は、第1熱費(f1)と第1加熱量(hm1)との積および第2熱費(f2)と第2加熱量(hm2)との積の合計値が極小値に近づくように目標加熱量比(TP)を決定することを特徴とする。
f1=Ful1/hw=(egy1/ηe)/hw…(F1)
さらに、エンジン10が加熱用エネルギを出力するために消費した燃料の量、すなわち、ヒートポンプサイクル20を稼働させるために必要な電力を発電する発電用の駆動力を出力するために消費した燃料の量をFul2(単位:kW)とし、ヒートポンプサイクル20によって送風空気が加熱される第2加熱量をhm2(単位:kW)としたときに、ヒートポンプサイクル20における単位加熱量に対する加熱用エネルギを出力するためのエンジン10の燃料消費量を示す指標として、第2熱費f2を以下数式F2に示すように算出する。
f2=Ful2/hm2…(F2)
そして、制御ステップS3では、第1熱費f1と第1加熱量hm1との積および第2熱費f2と第2加熱量hm2との積の合計値が極小値に近づくように目標加熱量比TPを決定する。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
11 冷却水回路
13 ヒータコア
14 流量調整弁
20 ヒートポンプサイクル
50 エンジン制御装置
50a 加熱量比記憶手段
60 空調制御装置
60a 加熱量比制御手段
S3 加熱量比決定手段
Claims (8)
- 燃料を消費して、車室内へ送風される送風空気を加熱するための加熱用エネルギを出力する車載機器(10)を有する車両に適用され、
さらに、前記車載機器(10)自体の温度が、予め定めた基準温度範囲内となるように調整され、前記車載機器(10)の作動時には、消費する燃料の量が最小に近づくように前記車載機器(10)の作動効率(ηe)が制御される車両に適用される車両用空調装置であって、
前記車載機器(10)の廃熱によって加熱された熱媒体を循環させる循環回路(11)に配置されて、前記熱媒体を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する第1加熱手段(13)と、
前記車載機器(10)から出力された前記加熱用エネルギを用いて、前記送風空気を加熱する第2加熱手段(20)と、
前記第1加熱手段(13)によって前記送風空気が加熱される第1加熱量(hm1)に対する前記第2加熱手段(20)によって前記送風空気が加熱される第2加熱量(hm2)の加熱量比(hm2/hm1)の目標値である目標加熱量比(TP)を決定する加熱量比決定手段(S3)と、
実際の加熱量比(hm2/hm1)が、前記目標加熱量比(TP)となるように、前記第1加熱量(hm1)および前記第2加熱量(hm2)の少なくとも一方を調整する加熱量比調整手段(14)を備え、
前記加熱量比決定手段(S3)は、前記作動効率(ηe)の上昇に伴って、前記目標加熱量比(TP)を上昇させるようになっており、
前記加熱量比調整手段(14)は、前記作動効率(ηe)および前記目標加熱量比(TP)の上昇に伴って、前記第2加熱量(hm2)を増加させ、前記第1加熱量(hm1)を減少させることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記車載機器(10)自体の温度として、前記車載機器(10)から流出した熱媒体の温度(Tw)が用いられており、
前記加熱量比決定手段(S3)は、前記車載機器(10)から流出した熱媒体の温度(Tw)が低下するに伴って、前記目標加熱量比(TP)を上昇させる上昇度合を増加させることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記車載機器(10)が消費した総燃料の量をFul1(単位:kW)とし、
前記車載機器(10)が出力可能なエネルギの量をegy1(単位:kW)とし、
前記車載機器(10)の作動効率をηeとし、
前記第1加熱手段(13)によって前記送風空気が加熱される第1加熱量をhm1(単位:kW)とし、
前記車載機器から前記熱媒体へ移動した廃熱の熱量をhw(単位:kW)とし、
第1熱費f1を、
f1=(egy1/ηe)/hw
と定義し、
前記車載機器(10)が前記加熱用エネルギを出力するために消費した燃料の量をFul2(単位:kW)とし、(ヒートポンプを動かすための電力を発電するための駆動力を出力するために消費した燃料ということ)
前記第2加熱手段(20)によって前記送風空気が加熱される第2加熱量をhm2(単位:kW)とし、
第2熱費f2を、
f2=Ful2/hm2
と定義したときに、
前記加熱量比決定手段(S3)は、前記第1熱費(f1)と前記第1加熱量(hm1)との積および前記第2熱費(f2)と前記第2加熱量(hm2)との積の合計値が極小値に近づくように前記目標加熱量比(TP)を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。 - 前記車載機器(10)から流出した熱媒体の温度(Tw)に応じた、前記第1熱費(f1)を記憶する加熱量比記憶手段(50a)を備え、
前記加熱量比決定手段(S3)は、前記加熱量比記憶手段(50a)の記憶された前記車載機器(10)から流出した熱媒体の温度(Tw)に対応する前記第1熱費(f1)および前記第2熱費(f2)を用いて、前記目標加熱量比(TP)を決定することを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。 - 前記第2加熱手段は、前記車載機器(10)の出力した機械的エネルギから変換された電気エネルギを用いて、前記送風空気を加熱することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記第2加熱手段は、前記車載機器(10)の出力した機械的エネルギを用いて、前記送風空気を加熱することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記車載機器は、燃料を消費して機械的エネルギを出力する内燃機関(10)であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記車載機器は、燃料を消費して電気エネルギを出力する燃料電池であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
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