JP5494312B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
さらに、エンジン(10)は、エンジン(10)自体の温度が予め定めた基準温度(T1)に近づくように、作動が制御されており、基準温度(T1)は、冷却水の流路をラジエータ(15)側の流路とラジエータ(15)のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
加熱能力制御手段(60a)は、加熱手段(13)にて送風空気を加熱した後の冷却水がエンジン(10)に戻った際に、エンジン(10)自体の温度が基準温度(T1)に近づくように、加熱手段(13)の加熱能力を制御し、補助加熱能力制御手段(60b)は、送風空気が所望の温度となるように、補助加熱手段(22)の加熱能力を制御する車両用空調装置を特徴とする。
さらに、エンジン(10)は、エンジン(10)自体の温度が予め定めた基準温度(T1)以上となるように、作動が制御されており、基準温度(T1)は、冷却水の流路をラジエータ(15)側の流路とラジエータ(15)のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
加熱能力制御手段(60a)は、加熱手段(13)にて送風空気を加熱した後の熱媒体が車載機器(10)に戻った際に、車載機器(10)自体の温度が基準温度(T1)以上となるように、加熱手段(13)の加熱能力を制御し、補助加熱能力制御手段(60b)は、送風空気が所望の温度となるように、補助加熱手段(22)の加熱能力を制御することを特徴とする。
図1〜8により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態の車両用空調装置1の全体構成図である。本実施形態では、車両用空調装置1を、内燃機関(エンジン)10および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用している。
従って、エンジン10が作動している際のエンジン冷却水の冷却水温度Twは、図3(a)に示すように、所定の温度帯(本実施形態では、90℃〜100℃)に保たれる。その結果、エンジン10自体の温度も所定の温度帯に維持されて、エンジン10のオーバーヒートが防止される。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Ka×Ta−Ks×Ts+C…(F1)
ここで、Tsetは温度設定スイッチによって設定された設定温度であり、Trは内気センサ61によって検出された車室内温度であり、Taは外気温センサ62によって検出された外気温であり、Tsは日射センサ63によって検出された日射量であり、Kset、Kr、Ka、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
冷房モードでは、第1電気式切替弁27が室内凝縮器22の出口側と室外熱交換器26の入口側とを接続し、第2電気式切替弁28が室外熱交換器26の出口側と電気式膨張弁24の入口側とを接続し、さらに、電気式膨張弁24が絞り状態となる。
暖房モードでは、第1電気式切替弁27が室内凝縮器22の出口側と固定絞り25の入口側とを接続し、第2電気式切替弁28が室外熱交換器26の出口側とアキュムレータ29の入口側とを接続する。
第1実施形態では、加熱能力変更手段として流量調整弁14を採用した例を説明したが、本実施形態では、図10の全体構成図に示すように、流量調整弁14を廃止して、加熱能力変更手段を、エンジン冷却水がヒータコア13を迂回して流れるバイパス通路16、およびバイパス通路16の開度を調整することで、ヒータコア13を流通するエンジン冷却水の流量を変化させる開度調整弁17で構成した例を説明する。
上述の実施形態では、加熱能力変更手段として、ヒータコア13を流通するエンジン冷却水の流量を変化させる手段を採用した例を説明したが、本実施形態では、図11の全体構成図に示すように、ヒータコア13を流通する送風空気の流量を変化させることによって、ヒータコア13の加熱能力を変化させる手段を採用した例を説明する。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図5に示す空調制御装置60の制御態様を変更したものである。具体的には、ステップS11にて、流量調整弁14の弁開度を決定した後、今回決定された流量調整弁14の弁開度が、前回の流量調整弁14の弁開度よりも低下しているか否かを判定する。つまり、今回決定された流量調整弁14の弁開度によって、ヒータコア13の加熱能力が低下するか否かを判定する。
本実施形態では、第1実施形態に対して、冷却水温度センサ51の配置を変更して、冷却水温度センサ51が検出する温度を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態の冷却水温度センサ51は、図13の全体構成図に示すように、エンジン10へ流入する直前のエンジン冷却水の温度を検出するように配置されている。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図15の全体構成図に示すように、冷却水温度センサ51を廃止して、エンジン10の外表面温度を検出するエンジン温度センサ56を設けた例を説明する。さらに、本実施形態では、このエンジン温度センサ56の検出値を第1実施形態における冷却水の冷却水温度Twの代わりに用いて、第1実施形態と同様の制御を行っている。
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。
Qw_cap=Qfuel×Heh+Q(Tw、T1、Kmass)−Q(Vv、Krad、Ta)…(F2)
ここで、Qfuelは、消費された燃料の有しているエネルギであり、消費された燃料によってエンジンが出力可能な仕事量とも表現できる。一般的に、1リットルのガソリンが有するエネルギは3MJ程度である。
11 冷却水回路
13 ヒータコア
14 流量調整弁
16 バイパス通路
17 開度調整弁
20 冷凍サイクル
21 圧縮機
22 室内凝縮器
37 ヒータコアバイパスドア
60a 加熱能力制御手段
60b 補助加熱能力制御手段(吐出能力制御手段)
Claims (15)
- エンジン(10)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、
車両の走行状態に応じて作動が制御される前記エンジン(10)の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路(11)に配置されて、前記冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段(13)と、
前記加熱手段(13)にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段(22)と、
前記加熱手段(13)の加熱能力を制御する加熱能力制御手段(60a)と、
前記補助加熱手段(22)の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段(60b)とを備え、
さらに、前記エンジン(10)は、前記エンジン(10)自体の温度が予め定めた基準温度(T1)に近づくように、作動が制御されており、
前記基準温度(T1)は、前記冷却水の流路をラジエータ(15)側の流路と前記ラジエータ(15)のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
前記加熱能力制御手段(60a)は、前記加熱手段(13)にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン(10)に戻った際に、前記エンジン(10)自体の温度が前記基準温度(T1)に近づくように、前記加熱手段(13)の加熱能力を制御し、
前記補助加熱能力制御手段(60b)は、前記送風空気が所望の温度となるように、前記補助加熱手段(22)の加熱能力を制御することを特徴とする車両用空調装置。 - エンジン(10)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、
車両の走行状態に応じて作動が制御される前記エンジン(10)の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路(11)に配置されて、前記冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段(13)と、
前記加熱手段(13)にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段(22)と、
前記加熱手段(13)の加熱能力を制御する加熱能力制御手段(60a)と、
前記補助加熱手段(22)の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段(60b)とを備え、
さらに、前記エンジン(10)は、前記エンジン(10)自体の温度が予め定めた基準温度(T1)以上となるように、作動が制御されており、
前記基準温度(T1)は、前記冷却水の流路をラジエータ(15)側の流路と前記ラジエータ(15)のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
前記加熱能力制御手段(60a)は、前記加熱手段(13)にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン(10)に戻った際に、前記エンジン(10)自体の温度が前記基準温度(T1)以上となるように、前記加熱手段(13)の加熱能力を制御し、
前記補助加熱能力制御手段(60b)は、前記送風空気が所望の温度となるように、前記補助加熱手段(22)の加熱能力を制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 前記エンジン(10)自体の温度として、前記冷却水の温度が用いられてい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。
- さらに、前記加熱手段(13)の加熱能力を変化させる加熱能力変更手段(14、16、17、37)を備え、
前記加熱能力制御手段(60a)は、前記加熱能力変更手段(14、16、17、37)の作動を制御することによって、前記加熱手段(13)の加熱能力を制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記加熱手段は、前記冷却水と前記送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器(13)であり、
前記加熱能力変更手段(14、16、17)は、前記加熱用熱交換器(13)を流通する前記冷却水の流量を変化させることによって、前記加熱手段(13)の加熱能力を変化させることを特徴とする請求項4に記載の車両用空調装置。 - 前記加熱能力変更手段は、前記加熱用熱交換器(13)を流通する前記冷却水の流量を調整する流量調整弁(14)であることを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。
- 前記加熱能力変更手段は、前記冷却水が前記加熱用熱交換器(13)を迂回して流れるバイパス通路(16)および前記バイパス通路(16)の開度を調整する開度調整弁(17)で構成されていることを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。
- 前記加熱能力制御手段(60a)は、前記加熱用熱交換器(13)にて前記送風空気を加熱する前の前記冷却水の温度の上昇に伴って、前記加熱用熱交換器(13)を流通する前記冷却水の流量を増加させることを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記加熱手段は、前記冷却水と前記送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器(13)であり、
前記加熱能力変更手段(37)は、前記加熱用熱交換器(13)を流通する前記送風空気の流量を変化させることによって、前記加熱手段(13)の加熱能力を変化させることを特徴とする請求項4に記載の車両用空調装置。 - 前記加熱能力変更手段(37)は、前記加熱用熱交換器(13)を流通させる前記送風空気の流量と前記加熱用熱交換器(13)を迂回させる前記送風空気の流量との流量割合を変化させることによって、前記加熱用熱交換器(13)を流通する前記送風空気の流量を変化させることを特徴とする請求項9に記載の車両用空調装置。
- 前記基準温度(T1)は、前記エンジン(10)に暖機が必要とされる温度以上の値に設定されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記加熱能力制御手段(60a)は、前記車両の車速(Vv)が予め定めた基準車速(KVv)より低くなっている場合は、前記車速(Vv)が前記基準車速(KVv)以上となっている場合よりも、前記加熱手段(13)にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン(10)に戻った際の前記エンジン(10)自体の温度が増加するように、前記加熱手段(13)の加熱能力を制御することを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記補助加熱手段は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル(20)において圧縮機(21)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(22)であり、
前記補助加熱能力制御手段(60b)は、前記圧縮機(21)の冷媒吐出能力を変化させることによって、前記放熱器(22)の加熱能力を制御することを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記圧縮機は、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機(21)であることを特徴とする請求項13に記載の車両用空調装置。
- 前記補助加熱能力制御手段(60b)は、前記加熱能力制御手段(60a)が前記加熱手段(13)の加熱能力を低下させる前に、前記補助加熱手段(22)の加熱能力を増加させることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
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