JP5981355B2 - 冷媒循環装置、車両用空調装置、冷媒循環装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

冷媒循環装置、車両用空調装置、冷媒循環装置の制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は冷媒循環装置、車両用空調装置、冷媒循環装置の制御方法、およびプログラムに関するものである。
エンジンを冷却した冷却水を用いてヒーターコアで空気を加熱する場合に、弁装置を或るデューティー比でオン・オフさせることでヒーターコアに流れる冷却水の流路を切り替え、ヒーターコアの温度を所望の温度付近とする空調装置が特許文献1に開示されている。
特開平5−65018号公報
上記の技術では、弁装置がオンの場合には、冷却水がエンジンを通り加熱されてヒーターコアに流入し、弁装置がオフの場合には、冷却水がエンジンを通らず、エンジンによって加熱されずにヒーターコアに流入するように流路を切り替えている。
このような空調装置では、弁装置によって、冷却水がエンジンを通らずにヒーターコアに流入している状態から、エンジンによって加熱された冷却水がヒーターコアに流入する状態へ切り替える場合に、流路切り替え前後における冷却水の温度差が大きくなることがある。冷却水の温度差が大きい場合に、冷却水の温度差が小さい場合と同じ条件で弁装置を制御すると、温度差が大きい冷却水が大量にヒーターコアに流入することになり、冷却水の温度差が小さい場合よりもヒーターコアの温度の変化量が大きくなり、空調装置から吹き出される空気の温度がハンチングするおそれがある。
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、空調装置から吹き出される空気の温度がハンチングすることを抑制することを目的とする。
本発明のある態様に係る冷媒循環装置は、冷媒が循環する第1流路と、冷媒が循環する第2流路と、第1流路と第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段と、第1流路を流れる冷媒の温度を検出する第1温度検出手段と、第2流路を流れる冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、第1流路を流れる冷媒の温度と第2流路を流れる冷媒の温度との温度差を算出する温度差算出手段と、所定周期、所定周期における第1流路と第2流路との連通時間および遮断時間を設定する流路切替時間設定手段と、流路切替時間設定手段によって設定した連通時間および遮断時間に基づいて流路切替手段を制御する制御手段とを備える冷媒循環装置であって、流路切替時間設定手段は、温度差が大きいほど、所定周期を短くする。
本発明の別の態様に係る冷媒循環装置の制御方法は、冷媒が循環する第1流路と、冷媒が循環する第2流路と、第1流路と第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段とを備える冷媒循環装置を制御する冷媒循環装置の制御方法であって、第1流路を流れる冷媒の温度を検出し、第2流路を流れる冷媒の温度を検出し、第1流路を流れる冷媒の温度と第2流路を流れる冷媒の温度との温度差を算出し、所定周期、所定周期における第1流路と第2流路との連通時間および遮断時間を設定し、温度差が大きいほど、所定周期を短くし、連通時間および遮断時間に基づいて流路切替手段を制御する。
本発明のさらに別の態様に係るプログラムは、冷媒が循環する第1流路と、冷媒が循環する第2流路と、第1流路と第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段とを備える冷媒循環装置において、流路切替手段の切り替えをコンピュータで制御するためのプログラムであって、コンピュータに、第1流路を流れる冷媒の温度を検出する第1温度検出手順と、第2流路を流れる冷媒の温度を検出する第2温度検出手順と、第1流路を流れる冷媒の温度と第2流路を流れる冷媒の温度との温度差を算出する温度差算出手順と、所定周期、所定周期における第1流路と第2流路との連通時間および遮断時間を設定し、温度差が大きいほど、所定周期を短くする周期変更手順と、連通時間および遮断時間に基づいて流路切替手段を制御する制御手順とを実行させる。
本発明のさらに別の態様に係る冷媒循環装置は、冷媒が循環する第1流路及び第2流路と、第1流路と第2流路とを連通する接続通路と、接続通路における冷媒の流通を遮断可能な弁装置と、第1流路に設けられた第1温度センサと、第2流路に設けられた第2温度センサと、を備え、弁装置は、接続通路における冷媒の流通と遮断を所定周期で繰り返し行うことが可能であり、第1流路を流れる冷媒の温度と第2流路を流れる冷媒の温度との温度差が大きいほど、所定周期が短い。
これら態様によると、第1流路を流れる冷媒の温度と第2流路を流れる冷媒の温度との温度差が大きいほど、所定周期を短くすることで、温度差が大きい冷媒が大量に第1流路へ流入することを抑制し、第1流路を流れる冷媒の温度がハンチングすることを抑制することができる。
第1実施形態における電動車両の空調装置のシステム構成図である。 第1実施形態の空調制御を説明するフローチャートである。 偏差と基本周期との関係を示すマップである。 目標吹き出し温度と、ラジエータ出口の冷却水の温度、ヒーターコアに流入する冷却水の温度と、連通時間比率と、遮断時間比率との関係を示す図である。 第2実施形態における電動車両の空調装置のシステム構成図である。 第2実施形態の空調制御を説明するフローチャートである。 最大流量と補正周期との関係を示すマップである。
以下において、本発明の第1実施形態における空調装置1について図を参照しながら説明する。図1は電動車両の空調装置1のシステム構成図である。
空調装置1は、第1冷媒が循環する冷媒サイクル2と、第2冷媒が循環する低水温サイクル3と、冷却水が循環する高水温サイクル4と、コントローラ5とから構成される。
冷媒サイクル2は、コンプレッサ10と、コンデンサ11と、エバポレータ12と、チラー13と、第1電磁弁14と、第1膨張弁15と、第2電磁弁16と、第2膨張弁17とから構成される。
コンプレッサ10は、第1冷媒を加圧し、高温、高圧の気体にする。コンプレッサ10は、後述するバッテリ20から電力が供給されて駆動する。
コンデンサ11は、コンプレッサ10によって加圧された第1冷媒と高水温サイクル4を循環する冷却水との間で熱交換を行い、第1冷媒を冷却し、冷却水を加熱する。これにより、第1冷媒は液化する。
エバポレータ12は、コンデンサ11によって冷却された第1冷媒を蒸発させる。第1冷媒が蒸発する時にエバポレータ12の外部の空気が冷却される。エバポレータ12によって気体となった第1冷媒はコンプレッサ10によって再び加圧される。エバポレータ12によって冷却された空気は、冷房(除湿)時の車内空調に使用される。
第1膨張弁15は、温度式膨張弁であり、エバポレータ12の出口側に感温筒部(図示せず)を有し、エバポレータ12の出口側のスーパーヒート(冷媒過熱度)に応じて開度が調整され、開度に応じて第1冷媒をエバポレータ12内に噴射する。
第1電磁弁14は、コントローラ5からの信号に基づいて開閉する。
チラー13は、コンデンサ11によって冷却された第1冷媒を第2冷媒の熱によって蒸発させる。チラー13の外部を第2冷媒が流れており、第1冷媒が蒸発する時に第2冷媒が冷却される。チラー13によって気体となった第1冷媒はコンプレッサ10によって再び加圧される。
第2膨張弁17は、温度式膨張弁であり、チラー13の出口側に感温筒部(図示せず)を有し、チラー13の出口側のスーパーヒートに応じて開度が調整され、開度に応じて第1冷媒をチラー13内に噴射する。
第2電磁弁16は、コントローラ5からの信号に基づいて開閉する。
第2電磁弁16、第2膨張弁17及びチラー13は、第1電磁弁14、第1膨張弁15及びエバポレータ12に対して並列に配置されている。
低水温サイクル3は、バッテリ20と、チラー13と、第1ウォーターポンプ21と、から構成される。
第1ウォーターポンプ21は、第2冷媒をバッテリ20、チラー13の順に循環させる。第1ウォーターポンプ21は、コントローラ5からの信号に基づいて吐出量が決定される。なお、第1ウォーターポンプ21を、複数段による流量切り替え可能とし、段数が大きくなるほど第2冷媒の流量が多くなるようにしてもよい。
バッテリ20は、電動車両のモータ38などに電力を供給する二次電池であり、充放電する際に熱が発生する。バッテリ20は、第1ウォーターポンプ21によって循環する第2冷媒によって冷却される。
バッテリ20を冷却して温度が高くなった第2冷媒は、チラー13の外部を流れ、チラー13によって第1冷媒が蒸発する際に吸熱され、温度が低くなる。
高水温サイクル4は、第1サイクル7と、第2サイクル8と、接続通路32と、三方弁30とによって構成される。第1サイクル7と第2サイクル8とは、接続通路32によって接続しており、三方弁30を切り替えることで、第1サイクル7と第2サイクル8とは、連通し、または遮断される。
第1サイクル7は、コンデンサ11と、メインヒーター33と、ヒーターコア34と、第2ウォーターポンプ35と、第1流路36とから構成される。
第1流路36は、冷却水が第2ウォーターポンプ35、コンデンサ11、メインヒーター33、ヒーターコア34の順に流れるように形成されている。
メインヒーター33は、バッテリ20から供給される電力によって発熱し、冷却水を温める。
ヒーターコア34は、コンデンサ11によって第1冷媒と熱交換を行い、その後、メインヒーター33により加熱されて温度が高くなった冷却水とヒーターコア34周囲の空気との間で熱交換を行い、空気を温める。ヒーターコア34によって温められた空気は、暖房時の車内空調に使用される。暖房がOFFとなっている場合には、エアミックスドア42によってヒーターコア34に空気が当たることを防ぎ、空気が温められることを防止する。なお、ヒーターコア34をバイパスするようにバイパス通路を設けてもよい。
第2ウォーターポンプ35は、バッテリ20から供給される電力によって駆動し、駆動時には回転速度が一定であり、流量が一定となるポンプである。第2ウォーターポンプ35は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが遮断されている場合には、冷却水を、コンデンサ11、メインヒーター33、ヒーターコア34の順に循環させる。また、第2ウォーターポンプ35は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが連通した場合には、冷却水をラジエータ37に流入させて、冷却水を冷却する。
第2サイクル8は、ラジエータ37と、モータ38と、インバータ39と、第3ウォーターポンプ40と、第2流路41とから構成される。
第2流路41は、冷却水が第3ウォーターポンプ40、インバータ39、モータ38、ラジエータ37の順に流れるように形成されている。
ラジエータ37は、外部を流れる空気と冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。
インバータ39は、直流電力と交流電力とを相互に変換し、バッテリ20からモータ38に供給される電力、またはモータ38からバッテリ20に供給される電力を制御する。インバータ39は、冷却水によって冷却される。
モータ38は、三相交流モータであり、バッテリ20から供給される電力によって電動機として機能し、車両の減速時などには発電機として機能する。モータ38は、冷却水によって冷却される。
第3ウォーターポンプ40は、バッテリ20から供給される電力によって駆動し、駆動時には回転速度が一定であり、流量が一定となるポンプである。第3ウォーターポンプ40は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが遮断されている場合には、冷却水を、インバータ39、モータ38、ラジエータ37の順に循環させる。また、第3ウォーターポンプ40は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とを連通している場合には、冷却水をヒーターコア34に流入させる。
三方弁30は、基本周期、連通時間、遮断時間に基づいて流路を切り替え、第1サイクル7と第2サイクル8とを連通し、または遮断する。
コントローラ5は、CPU、RAM等の主記憶装置、プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から構成されている。そして、CPUが記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、コントローラ5の各機能が発揮される。コンピュータ読取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。
コントローラ5は、外気温を検出するための第1温度センサ50からの信号、ヒーターコア34に流入する冷媒の温度を検出するための第2温度センサ51からの信号に基づいて三方弁30を制御する。
第1温度センサ50は、フロントグリルとラジエータ37との間に設けられる。第2温度センサ51は、メインヒーター33とヒーターコア34との間に設けられる。
次に、第1実施形態における空調制御について図2のフローチャートを用いて説明する。
ステップS100では、コントローラ5は、第1温度センサ50からの信号に基づいて外気温を検出し、外気温からラジエータ37出口の冷却水の温度を推定する。
ステップS101では、コントローラ5は、第2温度センサ51からの信号に基づいてヒーターコア34に流入する冷却水の温度を検出する。
ステップS102では、コントローラ5は、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度と、ラジエータ37出口の冷却水の温度との偏差を算出する。
ステップS103では、コントローラ5は、偏差に基づいて図3のマップから基本周期(所定周期)を算出する。図3は偏差と基本周期との関係を示すマップである。基本周期は偏差が大きくなると短くなり、或る所定の偏差よりも大きくなると下限値となる。下限値は、三方弁30の動作保証に基づいて設定される。なお、この基本周期とは、三方弁30における遮断動作(第1流路36と第2流路41の間の遮断)と連通動作(第1流路36と第2流路41の間の連通)を繰り返すときの周期である。
ステップS104では、コントローラ5は、ラジエータ37出口の冷却水の温度、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度、空調装置1の目標吹き出し温度に基づいて図4のマップから連通時間比率と遮断時間比率とを算出する。図4は、目標吹き出し温度と、ラジエータ37出口の冷却水の温度、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度と、連通時間比率と、遮断時間比率との関係を示す図である。ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度よりも高く、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度に近付く程、連通時間比率が小さくなり、遮断時間比率が大きくなる。なお、目標吹き出し温度がラジエータ37出口の冷却水の温度以下である場合には、遮断時間比率はゼロとなり、目標吹き出し温度がヒーターコア34に流入する冷却水の温度以上である場合には、連通時間比率はゼロとなる。
ステップS105では、コントローラ5は、基本周期と連通時間比率と遮断時間比率とに基づいて連通時間と遮断時間とを算出する。コントローラ5は、連通時間比率、および遮断時間比率に応じて基本周期を振り分けて連通時間と遮断時間とを算出する。或る連通時間比率及び遮断時間比率に対して基本周期が長くなると、連通時間および遮断時間がそれぞれ長くなる。また、或る基本周期に対して連通時間比率が大きくなると連通時間が長くなる。具体的には、或る基本周期に対して、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度よりも高く、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度に近付く程、連通時間が短くなり、遮断時間が長くなる。
このように、コントローラ5は、偏差に基づいて基本周期を算出し、算出した基本周期における連通時間および遮断時間を算出する。
ステップS106では、コントローラ5は、基本周期と、連通時間と、遮断時間とに基づいて三方弁30を切り替える。これにより、基本周期において、連通時間の間、第1サイクル7と第2サイクル8とが連通してラジエータ37によって冷却された冷却水がヒーターコア34に流入した後に、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが遮断時間の間、遮断される。
本発明の第1実施形態の効果について説明する。
ヒーターコア34に流入する冷却水の温度と、ラジエータ37出口の冷却水の温度との偏差が大きいほど、基本周期を短くする。これにより、ラジエータ37によって冷却された冷却水がヒーターコア34に流入する場合に、ラジエータ37によって冷却された冷却水が大量にヒーターコア34に流入することを抑制し、目標吹き出し温度に対してヒーターコア34によって温められた空気の吹き出し温度がハンチングすることを抑制することができる。また、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度と、ラジエータ37出口の冷却水の温度との偏差が小さいほど、基本周期を長くする。これにより、三方弁30の切り替え回数を少なくし、三方弁30の耐久性を向上することができる。
ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度よりも高く、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度に近付くほど、連通時間が短くなり、遮断時間が長くなる。ヒーターコア34に流入する冷却水の温度が目標吹き出し温度に近付くと、ラジエータ37によって冷却され、ヒーターコア34に流入する冷却水の流量を少なくすることで、ヒーターコア34によって温められた空気の吹き出し温度を目標吹き出し温度に近付けることができる。
外気温を検出可能な第1温度センサ50からの信号に基づいてラジエータ37出口の冷却水の温度を推定することで、新たに温度センサを設けず、従来備わっている温度センサを用いてラジエータ37出口の冷却水の温度を検出することができる。
第2温度センサ51を用いてヒーターコア34に流入する直前の冷却水の温度を検出することで、ヒーターコア34の温度を正確に検出することができる。
次に本発明の第2実施形態について図5を用いて説明する。
図5は、第2実施形態の電動車両の空調装置1のシステム構成図である。ここでは、第1実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
第2実施形態の空調装置1は、流量センサ52を備える。流量センサ52は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とが連通した場合にヒーターコア34に流入する冷却水の流量を検出可能となる箇所に設けられる。具体的には、流量センサ52は、メインヒーター33とコンデンサ11との間に設けられる。
コントローラ5は、第1温度センサ50からの信号、第2温度センサ51からの信号、および流量センサ52からの信号に基づいて三方弁30を制御する。
第3ウォーターポンプ40は、モータ38の負荷などに応じて回転速度を変更することができ、冷却水の流量を変更することができる。
次に、第2実施形態における空調制御について図6のフローチャートを用いて説明する。
ステップS200からステップS203までの制御は、第1実施形態のステップS100からステップS103までの制御と同じなので、ここでの説明は省略する。
ステップS204では、コントローラ5は、記憶している最大流量に基づいて図7のマップから補正周期を算出する。最大流量は、前回の制御時において三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とを連通した場合の最大流量である。図7は、最大流量と補正周期との関係を示すマップである。補正周期は、最大流量が多いほど、長くなる。
ステップS205では、コントローラ5は、基本周期から補正周期を減算し、最終周期(所定周期)を算出する。最終周期は、補正周期が長い程、つまり最大流量が多いほど短くなる。第1サイクル7と第2サイクル8とが連通し、ヒーターコア34に流入する冷却水の流量が多い場合には、ラジエータ37によって冷却された温度の低い冷却水がヒーターコア34に到達するまでの時間が短くなる。そのため、ヒーターコア34の温度変化が大きくなる。従って、最大流量が多い場合には、最終周期を短くする。
ステップS206では、コントローラ5は、ラジエータ37出口の冷却水の温度、ヒーターコア34に流入する冷却水の温度、目標吹き出し温度に基づいて図4のマップから連通時間比率と遮断時間比率とを算出する。
ステップS207では、コントローラ5は、最終周期と連通時間比率と遮断時間比率とに基づいて連通時間と遮断時間とを算出する。
ステップS208では、コントローラ5は、最終周期と、連通時間と、遮断時間とに基づいて三方弁30を切り替える。
ステップS209では、コントローラ5は、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とを連通した場合に、ヒーターコア34に流入する冷却水の流量を流量センサ52からの信号に基づいて検出し、最大流量を記憶する。記憶した最大流量は、次回の制御時に使用される。なお、新たに最大流量が算出されると、記憶していた最大流量は削除される。
次に第2実施形態の効果について説明する。
第1サイクル7と第2サイクル8とを連通した場合に、ヒーターコア34に流入する冷却水の最大流量が多いほど、最終周期を短くする。これにより、最終周期中にラジエータ37によって冷却され、ヒーターコア34に流入する冷却水の流量を少なくすることができ、目標吹き出し温度に対して空気の吹き出し温度がハンチングすることを抑制することができる。特に、空気の吹き出し温度が目標吹き出し温度に対して下がることを抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
第2実施形態では、前回の制御時において三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とを連通した場合の最大流量を使用して補正周期を算出したが、第3ウォーターポンプ40の流量をモータ38の負荷などから推定し、三方弁30によって第1サイクル7と第2サイクル8とを連通する場合の最大流量を推定し、補正周期を算出してもよい。
第2実施形態では、第3ウォーターポンプ40の流量を可変としたが、第2ウォーターポンプ35の流量を可変、または第2ウォーターポンプ35の流量および第3ウォーターポンプ40の流量を可変としてもよい。
第2実施形態では、最大流量に基づいて補正周期を算出したが、平均流量を算出し、平均流量に基づいて補正周期を算出してもよい。
車両の車種毎に冷却水の流量が異なる場合があるが、基本的な電動車両用の空調装置の基本周期を設定し、冷却水の流量が基本的な空調装置とは異なる場合に、第2実施形態の方法により、空調装置毎に補正周期を設定し、空調装置に応じた最終周期を設定してもよい。
上記実施形態では、電動車両の空調装置1について説明したが、ハイブリッド車両の空調装置に使用してもよい。
上記実施形態では、三方弁30を用いて説明したが、1つの三方弁30の代わりに2つの制御弁を用い、2つの制御弁を制御することで、第1サイクル7と第2サイクル8とを連通、または遮断してもよい。
上記実施形態では、外気温からラジエータ37出口の冷却水の温度を推定したが、ラジエータ37出口の冷却水を温度センサによって検出してもよい。
上記実施形態では1つのコントローラ5によって、冷媒サイクル2、低水温サイクル3、および高水温サイクル4を制御したが異なるコントローラによって制御してもよい。
低水温サイクル3において第2冷媒としては、液体、気体いずれの冷媒を用いてもよい。また、高水温サイクル4において冷却水に限られず、液体、気体の冷媒を用いてもよい。
1 空調装置(車両用空調装置)
2 冷媒サイクル(冷凍サイクル)
5 コントローラ(第1温度検出手段、第2温度検出手段、温度差検出手段、流路切替時間設定手段、制御手段、流量検出手段)
7 高水温サイクル(冷媒循環装置)
11 コンデンサ(凝縮器)
30 三方弁(流路切替手段)
34 ヒーターコア
36 第1流路
41 第2流路

Claims (9)

  1. 冷媒が循環する第1流路と、
    冷媒が循環する第2流路と、
    前記第1流路と前記第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段と、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度を検出する第1温度検出手段と、
    前記第2流路を流れる前記冷媒の温度を検出する第2温度検出手段と、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度と前記第2流路を流れる前記冷媒の温度との温度差を算出する温度差算出手段と、
    所定周期、前記所定周期における前記第1流路と前記第2流路との連通時間および遮断時間を設定する流路切替時間設定手段と、
    前記流路切替時間設定手段によって設定した前記連通時間および前記遮断時間に基づいて前記流路切替手段を制御する制御手段とを備える冷媒循環装置であって、
    前記流路切替時間設定手段は、前記温度差が大きいほど、前記所定周期を短くすることを特徴とする冷媒循環装置。
  2. 請求項1に記載の冷媒循環装置であって、
    前記流路切替時間設定手段は、前記第1流路を流れる前記冷媒の温度が目標温度よりも高く、前記第1流路を流れる前記冷媒の温度が前記目標温度に近付くほど、前記連通時間を短くし、前記遮断時間を長くすることを特徴とする冷媒循環装置。
  3. 請求項1または2に記載の冷媒循環装置であって、
    前記第1流路と前記第2流路とを連通した場合に前記第1流路を流れる前記冷媒の流量を検出する流量検出手段を備え、
    前記流路切替時間設定手段は、前記流量検出手段によって検出した前記流量が多いほど、前記所定周期を短くすることを特徴とする冷媒循環装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一つの冷媒循環装置を備えた車両用空調装置であって、
    前記第1流路を流れる前記冷媒と熱交換を行い、前記冷媒を加熱する凝縮器を有する冷凍サイクルを備え、
    前記冷媒循環装置は、前記凝縮器によって加熱された前記冷媒によって空気を加熱するヒーターコアを備えることを特徴とする車両用空調装置
  5. 請求項4に記載の車両用空調装置であって、
    前記第1温度検出手段は、前記ヒーターコアに流入する前記冷媒の温度を検出することを特徴とする車両用空調装置。
  6. 請求項4または5に記載の車両用空調装置であって、
    前記第2流路において前記冷媒を外気によって冷却する冷却手段を備え、
    前記第2温度検出手段は、外気温を検出し、前記外気温に基づいて前記第2流路の前記冷媒の温度を検出することを特徴とする車両用空調装置
  7. 冷媒が循環する第1流路と、
    冷媒が循環する第2流路と、
    前記第1流路と前記第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段とを備える冷媒循環装置を制御する冷媒循環装置の制御方法であって、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度を検出し、
    前記第2流路を流れる前記冷媒の温度を検出し、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度と前記第2流路を流れる前記冷媒の温度との温度差を算出し、
    所定周期、前記所定周期における前記第1流路と前記第2流路との連通時間および遮断時間を設定し、前記温度差が大きいほど、前記所定周期を短くし、
    前記連通時間および前記遮断時間に基づいて前記流路切替手段を制御することを特徴とする冷媒循環装置の制御方法。
  8. 冷媒が循環する第1流路と、
    冷媒が循環する第2流路と、
    前記第1流路と前記第2流路とを連通、または遮断する流路切替手段とを備える冷媒循環装置において、前記流路切替手段の切り替えをコンピュータで制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度を検出する第1温度検出手順と、
    前記第2流路を流れる前記冷媒の温度を検出する第2温度検出手順と、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度と前記第2流路を流れる前記冷媒の温度との温度差を算出する温度差算出手順と、
    所定周期、前記所定周期における前記第1流路と前記第2流路との連通時間および遮断時間を設定し、前記温度差が大きいほど、前記所定周期を短くする周期変更手順と、
    前記連通時間および前記遮断時間に基づいて前記流路切替手段を制御する制御手順とを実行させることを特徴とするプログラム。
  9. 冷媒が循環する第1流路及び第2流路と、
    前記第1流路と前記第2流路とを連通する接続通路と、
    前記接続通路における冷媒の流通を遮断可能な弁装置と、
    前記第1流路に設けられた第1温度センサと、
    前記第2流路に設けられた第2温度センサと、を備え、
    前記弁装置は、前記接続通路における冷媒の流通と遮断を所定周期で繰り返し行うことが可能であり、
    前記第1流路を流れる前記冷媒の温度と前記第2流路を流れる前記冷媒の温度との温度差が大きいほど、前記所定周期が短いことを特徴とする冷媒循環装置。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10035404B2 (en) * 2012-10-15 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Thermostatically-controlled multi-mode coolant loops
US9745069B2 (en) * 2013-01-21 2017-08-29 Hamilton Sundstrand Corporation Air-liquid heat exchanger assembly having a bypass valve
JP6015636B2 (ja) * 2013-11-25 2016-10-26 株式会社デンソー ヒートポンプシステム
JP6229630B2 (ja) * 2014-09-30 2017-11-15 ブラザー工業株式会社 温度制御装置、およびレーザ加工装置
JP2016109326A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 リンナイ株式会社 貯湯式給湯装置
US10457111B2 (en) * 2015-02-04 2019-10-29 Ford Global Technologies, Llc Climate control system for a vehicle
US10391835B2 (en) * 2015-05-15 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc System and method for de-icing a heat pump
DE102015220623B4 (de) * 2015-10-22 2022-01-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
JP6551374B2 (ja) * 2016-01-29 2019-07-31 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
WO2017130846A1 (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社デンソー 車両用熱管理装置
JP6565744B2 (ja) * 2016-03-10 2019-08-28 株式会社デンソー 空調装置
DE102019109796A1 (de) * 2018-05-31 2019-12-05 Hanon Systems Wärmestrommanagementvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Wärmestrommanagementvorrichtung
JP7095420B2 (ja) * 2018-06-08 2022-07-05 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
FR3085624B1 (fr) * 2018-09-12 2020-12-25 Valeo Systemes Thermiques Circuit de liquide caloporteur
JP7185469B2 (ja) * 2018-09-28 2022-12-07 株式会社Subaru 車両の熱管理システム
JP7185468B2 (ja) * 2018-09-28 2022-12-07 株式会社Subaru 車両の熱管理システム
KR102249052B1 (ko) * 2019-05-23 2021-05-10 주식회사 한국쓰리축 냉각수를 이용한 전기차용 배터리팩유닛의 온도관리 시스템
DE102020201349A1 (de) * 2020-02-04 2021-08-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Kältemittelkreislaufanordnung und Verfahren zum Betrieb einer Kältemittelkreislaufanordnung

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2693939A (en) * 1949-05-06 1954-11-09 Marchant Lewis Heating and cooling system
US3137278A (en) * 1961-01-10 1964-06-16 Diamond Power Speciality Blower type cleaning for heat exchanging apparatus
US3322938A (en) * 1963-02-15 1967-05-30 Sun Oil Co Automatic control systems for optimizing heat transfer to a fluid flowing through parallel connected heat exchangers
US3360032A (en) * 1965-09-20 1967-12-26 Globe Union Inc Temperature controlling system
US3996998A (en) * 1974-11-27 1976-12-14 Lennox Industries Inc. Combination furnace--heat pump unit
US4210957A (en) * 1978-05-08 1980-07-01 Honeywell Inc. Operating optimization for plural parallel connected chillers
US4211089A (en) * 1978-11-27 1980-07-08 Honeywell Inc. Heat pump wrong operational mode detector and control system
US4341345A (en) * 1980-02-19 1982-07-27 Honeywell Inc. Method and apparatus for power load shedding
US4420033A (en) * 1980-09-24 1983-12-13 Eaton Corporation System for automatically controlling vehicle compartment temperature and transducer therefor
US4374506A (en) * 1981-09-18 1983-02-22 Whalen Daniel A Automatic flue gas heat recovery system
US5361215A (en) * 1987-05-27 1994-11-01 Siege Industries, Inc. Spa control system
US4881375A (en) * 1987-10-20 1989-11-21 Air Products And Chemicals, Inc. Automated cylinder transfill system and method
US4945942A (en) * 1989-09-29 1990-08-07 Metlund Enterprises Accelerated hot water delivery system
JP2531043B2 (ja) * 1991-03-26 1996-09-04 日本電装株式会社 車両用空調装置
JP3077301B2 (ja) * 1991-09-06 2000-08-14 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP3265611B2 (ja) * 1992-01-31 2002-03-11 株式会社デンソー 車両用空調装置
US5964279A (en) * 1997-02-10 1999-10-12 Fujikura Ltd. Cooler for electronic devices
US7875173B1 (en) * 1997-11-21 2011-01-25 Barnes Ronald L Ozone generator retrofit apparatus for jetted tubs, spas, and other water circulation facilities
JP2002248927A (ja) * 2001-02-26 2002-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用空調装置
US6779735B1 (en) * 2003-09-24 2004-08-24 Onstott Richard S Air ventilation control system
US7270174B2 (en) * 2003-12-16 2007-09-18 International Business Machines Corporation Method, system and program product for automatically checking coolant loops of a cooling system for a computing environment
JP4327823B2 (ja) * 2006-06-15 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 冷却システムおよびこれを搭載する自動車並びに冷却システムの制御方法
US8419512B2 (en) * 2006-10-10 2013-04-16 Hdt Tactical Systems, Inc. Vehicle cabin heating cooling and ventilation system
JP4483920B2 (ja) * 2007-09-24 2010-06-16 株式会社デンソー 車載組電池の温度調節装置
JP5476800B2 (ja) * 2009-06-04 2014-04-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
DE102009043316A1 (de) * 2009-09-28 2011-03-31 Valeo Klimasysteme Gmbh Verfahren zur Steuerung der Innenraumtemperatur eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs und Klimaanlagensystem
JP2011126491A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Calsonic Kansei Corp 車両用空調装置
JP2011178321A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Toyota Industries Corp 車両用空調システム
US8844304B2 (en) * 2010-05-11 2014-09-30 David Peretz Pool heating system and method
JP5545089B2 (ja) * 2010-07-12 2014-07-09 トヨタ自動車株式会社 冷却システム及び冷却システムの制御方法
JP5920178B2 (ja) * 2011-12-05 2016-05-18 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル
US9091496B2 (en) * 2012-03-08 2015-07-28 Google Inc. Controlling data center cooling
JP5867305B2 (ja) * 2012-06-20 2016-02-24 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
US9476657B1 (en) * 2013-03-13 2016-10-25 Google Inc. Controlling data center cooling systems
JP6064753B2 (ja) * 2013-04-05 2017-01-25 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6197671B2 (ja) * 2014-01-29 2017-09-20 株式会社デンソー 空調装置
JP6428414B2 (ja) * 2015-03-19 2018-11-28 株式会社島津製作所 オートサンプラ

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