JP5831322B2 - 車両用空調システム - Google Patents
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Description
冷媒を用いてバッテリ(101)を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段(S1202)と、
判定手段(S1202)が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、空調風の風量を少なくする風量減少手段(S1203)とを備えると共に、
空調装置(1)には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(2)と、内部を流れる冷媒によって空調風を冷却する蒸発器(8)とが設けられており、
バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ(101)の温度が高い程、圧縮機(2)の吐出流量を大きくし、かつ、蒸発器(8)の温度が低い程、圧縮機(2)の吐出流量の上限を低くすることを特徴としている。
冷媒を用いてバッテリ(101)を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段(S12B1)と、
判定手段(S12B1)が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、車両外気あるいは車両内気のうち、車両外気の導入率を少なくする外気導入率低下手段(S12B2)とを備えると共に、
空調装置(1)には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(2)と、内部を流れる冷媒によって空調風を冷却する蒸発器(8)とが設けられており、
バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ(101)の温度が高い程、圧縮機(2)の吐出流量を大きくし、かつ、蒸発器(8)の温度が低い程、圧縮機(2)の吐出流量の上限を低くすることを特徴としている。
本発明の第1実施形態について図1〜図13を用いて詳細に説明する。第1実施形態は、ハイブリッド車両用の空調装置としてのヒートポンプサイクル1と、バッテリ冷却装置1Aとを備える車両用空調システム100に適用したものである。
送風機21は、ブロワケース(図示せず)、ファン、およびブロワモータよりなり、空調ケース20内の上流側に配設されている。ブロワモータへの印加電圧に応じて、ブロワモータの回転速度が決定される。ブロワモータへの印加電圧は、上記エアコンECU50からの制御信号に基づいている。この結果、送風量がエアコンECU50により制御される。
ヒートポンプサイクル1は、電動圧縮機(以下、圧縮機)2、凝縮器3、三方弁4、室外熱交換器5、第1膨張弁10、第2膨張弁7、蒸発器8、アキュムレータ9、各電磁弁11〜14、蒸発器用電磁弁107、および各センサ40、41等を備える。このヒートポンプサイクル1は、冷凍サイクル内を流れる冷媒(例えば、R134a、CO2等)の状態変化を利用することにより、冷房用の蒸発器8と暖房用の凝縮器3とによって冷房、暖房および除湿を行うことができる。また、蒸発器8と凝縮器3とは、室外熱交換器5に対して、室内熱交換器を構成する。
ヒートポンプサイクル1は、COOLサイクル運転、HOTサイクル運転、第1の除湿(DRY EVA)サイクル運転、および第2の除湿(DRY ALL)サイクル運転を可能としている。
バッテリ冷却装置1Aは、バッテリ101、バッテリ用熱交換器102、バッテリ冷却水ポンプ103、およびバッテリ用電磁弁104等を備えている。バッテリ101は、バッテリ用熱交換器102によって冷却されるバッテリ冷却水(ブライン)によって冷却される。バッテリ冷却水は、バッテリ冷却水ポンプ103によってバッテリ101と、チラーとして機能するバッテリ用熱交換器102とを循環する。バッテリ用熱交換器102は、蒸発器8に対して並列に接続されており、バッテリ用熱交換器102への冷媒の流入は、バッテリ用電磁弁104によって制御される。更に、バッテリ用電磁弁104の弁の開閉切替えは、エアコンECU50によって行われる。
エアコンECU50(図6)は、車室内の空調運転を制御する制御手段であり、入力回路、出力回路、およびマイクロコンピュータを備えている。入力回路は、車室内前面に設けられた操作パネル51上の各種スイッチからの信号、内気温度を検出する内気センサ42、外気温度を検出する外気センサ43、日射量を検出する日射センサ44、水温センサ45、バッテリ温度センサ46、冷媒圧力センサ40、冷媒吸入温度センサ41、携帯機52、各種ECU60、70、80等からのセンサ信号等の入力を行う。また、出力回路は、送風機21、エアミックスドア22、インバータ90、室外ファン6、三方弁4、各電磁弁11〜14、104、107、内外気切替ドア25、吹出口切替ドア26、PTCヒータ24等に出力信号を送る。
エアコンECU50は、上記の各種センサからの信号、操作パネル51に設けられた各種操作部材からの信号、または遠隔操作可能な操作手段である携帯機52からの信号等に基づいて、車室内を空調するように構成されている。車両が継続的に停止して、乗員が搭乗していないときには、エアコンECU50は、上記携帯機52からのプレ空調要求の有無、または予め設定されたプレ空調運転指令を監視している。
次に、ステップS2で、図6のエアコンECU50内のRAM等に記憶されている各パラメータ等を初期化(イニシャライズ)する。次に、ステップS3で、操作パネル51等からのスイッチ信号等を読み込む。次に、ステップS4で上記の各種センサからの信号を読み込む。
次に、ステップS5で、ROMに記憶された下記の数式1を用いて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAOを算出する。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C
ここで、Tsetは、温度設定スイッチにて設定された設定温度、Trは内気センサ42にて検出された内気温度、Tamは外気センサ43にて検出された外気温度、Tsは日射センサ44にて検出された日射量である。また、Kset、Kr、KamおよびKsは各ゲインであり、Cは全体にかかる補正用の定数である。
次に、ステップS6で、サイクルとPTCヒータ24の選択処理を行う。図9は、図7のサイクル・PTC選択処理を示すフローチャート(ステップS601〜ステップS611)である。図9において、ステップS601にて、プレ空調の要求が有るか否かを判定する。プレ空調要求有りの場合は、ステップS602にて外気温が−3℃より低いか否かを判定する。
次に、図7のステップS7で、ROMに記憶されたマップから、目標吹出温度TAOに対応する吸込口モードを決定する。具体的には、周知のように、目標吹出温度TAOが低きときには内気循環モードを選択し、目標吹出温度TAOの増加に伴って内外気導入モード、更には外気導入モードの順に選択する。
次に、ステップS8で、ROMに記憶されたマップから、目標吹出温度TAOに対応する吹出口モードを周知のように決定する。目標吹出温度TAOが低いときには、フェイスモード(FACE)を選択し、目標吹出温度TAOの増加に伴ってバイレベルモード(B/L)、更にはフットモード(FOOT)を選択する。
次に、ステップS9で圧縮機回転数等の決定処理を実行する。ステップS9は、具体的には図10、図11に基づいて圧縮機回転数を決定する。図10のステップS9は、図11のステップS901、S902となっている。まず、ステップS901で、特開2000−318435号公報等に開示されたファジィ制御により、クーラ運転時にフロストを防止するための圧縮機回転数変化量を演算する。次に、ステップS902で、ヒートポンプ時に異常高圧を防止するための圧縮機回転数変化量を演算する。
En=TEO−TE
更に、以下の数式3を用いて偏差変化量EDOTを演算する。
EDOT=En−En−1
ここで、Enは、1秒に1回更新されるため、En−1は、Enに対して1秒前の値となる。
Pn=PDO−Pre
また、偏差変化量PDOTを以下の数式5によって算出する。
PDOT=Pn−Pn−1
尚、Pn−1は、偏差Pnの先回の値である。また、nは自然数である。
次に、ステップS10で、PTCヒータ24(通電発熱素子部)の作動本数の決定処理を実施する。このPTC作動本数決定処理は、図12に示すフローチャート(ステップS1001〜ステップS1003)に基づいて実施されるようにしている。
次に、図7のステップS11において、サイクル中の三方弁4および電磁弁11〜14等のオンまたはオフ作動について決定する。この制御では、図5に示した各サイクルに対応する各弁の動作状態となるように、各弁の作動をオン、オフする出力信号を決定する。
次に、ステップS12で、送風機作動決定処理を行う。この送風機作動決定処理は、具体的には、図13に示すフローチャート(ステップS1201〜ステップS1203)に基づいて送風機21に印加する電圧を設定する。
次に、図7のステップS13において、上記各ステップS1〜S12で算出または決定した各制御状態が得られるように、エンジンECU60、ハイブリッドECU70、ナビゲーションECU80、送風機21、インバータ90、室外ファン6、PTCヒータ24、各種ドア22、25、26のアクチュエータ、三方弁4および電磁弁11〜14、104、107等に対して制御信号を出力する。
第2実施形態の制御フローチャートを図14、図15に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、車両用空調システム100の構成は同一としつつも、バッテリ冷却負荷が高くなったときの制御内容を変更したものとしている。
本発明は、上記第1、第2実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
1A バッテリ冷却装置
101 バッテリ
S1202 判定手段
S1203 風量減少手段
S12B1 判定手段
S12B2 外気導入率低下手段
Claims (2)
- 車室内に吹出す空調風を冷媒により冷却する空調装置(1)と、前記冷媒によってバッテリ(101)を冷却するバッテリ冷却装置(1A)とを有する車両用空調システムにおいて、
前記冷媒を用いて前記バッテリ(101)を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段(S1202)と、
前記判定手段(S1202)が、前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、前記空調風の風量を少なくする風量減少手段(S1203)とを備えると共に、
前記空調装置(1)には、前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(2)と、内部を流れる前記冷媒によって前記空調風を冷却する蒸発器(8)とが設けられており、
前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ(101)の温度が高い程、前記圧縮機(2)の吐出流量を大きくし、かつ、前記蒸発器(8)の温度が低い程、前記圧縮機(2)の吐出流量の上限を低くすることを特徴とする車両用空調システム。 - 車室内に吹出す空調風を冷媒により冷却する空調装置(1)と、前記冷媒によってバッテリ(101)を冷却するバッテリ冷却装置(1A)とを有する車両用空調システムにおいて、
前記冷媒を用いて前記バッテリ(101)を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段(S12B1)と、
前記判定手段(S12B1)が、前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、車両外気あるいは車両内気のうち、前記車両外気の導入率を少なくする外気導入率低下手段(S12B2)とを備えると共に、
前記空調装置(1)には、前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(2)と、内部を流れる前記冷媒によって前記空調風を冷却する蒸発器(8)とが設けられており、
前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ(101)の温度が高い程、前記圧縮機(2)の吐出流量を大きくし、かつ、前記蒸発器(8)の温度が低い程、前記圧縮機(2)の吐出流量の上限を低くすることを特徴とする車両用空調システム。
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