JP6024305B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner including a heat pump cycle.
従来、特許文献1に、ヒートポンプサイクルにて車室内へ送風される送風空気を加熱して、車室内の暖房を行う車両用空調装置が開示されている。さらに、この特許文献1のヒートポンプサイクルでは、暖房運転時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器に着霜が生じた際に、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒を室外熱交換器へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えて、室外熱交換器の除霜を行っている。
Conventionally,
ところが、特許文献1の車両用空調装置では、暖房運転中に室外熱交換器の除霜を行うためにヒートポンプサイクルを除霜モードの冷媒回路に切り替えてしまうと、送風空気を加熱することができなくなってしまうので、室外熱交換器の除霜を行っている間は乗員の暖房感を悪化させてしまう。
However, in the vehicle air conditioner disclosed in
上記点に鑑み、本発明では、ヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置において、室外熱交換器の除霜を行う際に乗員の暖房感が悪化してしまうことの抑制を目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to suppress a passenger's feeling of heating from deteriorating when performing defrosting of an outdoor heat exchanger in a vehicle air conditioner including a heat pump cycle.
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器(13)、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(16)、および冷媒が循環する冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段(15a、20)を有するヒートポンプサイクル(10)を備え、冷媒回路切替手段(15a、20)は、車室内の暖房を行う際には、圧縮機(11)から吐出された冷媒を室内凝縮器(13)へ流入させるとともに室外熱交換器(16)にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、室外熱交換器(16)の除霜を行う際には、圧縮機(11)から吐出された冷媒を室外熱交換器(16)へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、さらに、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
室外熱交換器(16)に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段(S62、S65)と、冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御する冷媒回路制御手段(50c)とを備え、
冷媒回路制御手段(50c)は、着霜判定手段(S62、S65)によって着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるように冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御するものであり、
着霜判定手段(S62、S65)は、室外熱交換器(16)の室外器温度(Tout)が予め定めた基準温度(KT1〜KT3)より低くなっている際に、着霜が生じたと判定するとともに、プレ空調の開始時には、前回の車両システム停止時に記憶した値に基づいて着霜が生じているか否かを判定するものであり、基準温度(KT1〜KT3)として、プレ空調の実行中に用いられる基準温度(KT2、KT3)が、前回の車両システム停止時に記憶した値に基づいて判定する際に用いられる基準温度(KT1、KT2)よりも、低い値に定められていることを特徴とする。
The present invention has been devised in order to achieve the above object. In the first aspect of the present invention, the compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, and the blown air that is blown into the refrigerant and the passenger compartment. A heat pump cycle having an indoor condenser (13) for exchanging heat with each other, an outdoor heat exchanger (16) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air, and refrigerant circuit switching means (15a, 20) for switching a refrigerant circuit through which the refrigerant circulates. (10), the refrigerant circuit switching means (15a, 20), when heating the passenger compartment, causes the refrigerant discharged from the compressor (11) to flow into the indoor condenser (13) and the outdoor heat. When switching to a heating mode refrigerant circuit that evaporates the refrigerant in the exchanger (16) and defrosting the outdoor heat exchanger (16), the refrigerant discharged from the compressor (11) is used as the outdoor heat exchanger. (16) Defrost mode to flow into Is configured to switch the refrigerant circuit de further provides a viable constructed vehicular air conditioning system pre-air conditioning to start air-conditioning the cabin before an occupant gets into the vehicle,
Frost determination means (S62, S65) for determining that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16), refrigerant circuit control means (50c) for controlling the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20), With
The refrigerant circuit control means (50c) switches to the refrigerant circuit in the defrosting mode when it is determined by the frost determination means (S62, S65) that frost formation has occurred and pre-air conditioning is being executed. To control the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20),
The frost formation determination means (S62, S65) determines that frost formation has occurred when the outdoor unit temperature (Tout) of the outdoor heat exchanger (16) is lower than a predetermined reference temperature (KT1 to KT3). as well as, at the start of the pre-air conditioning, which determines whether frost is generated on the basis of the value stored at the previous vehicle system stop, as the reference temperature (KT1~KT3), execution of the flop les conditioning The reference temperature (KT2, KT3) used in the vehicle is set to a value lower than the reference temperature (KT1, KT2) used when determining based on the value stored when the vehicle system was stopped last time. Features.
これによれば、冷媒回路制御手段(50c)が、着霜判定手段(S62、S65)によって室外熱交換器(16)に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるので、室外熱交換器(16)の除霜は、乗員が車両に乗り込む前のプレ空調中に実行されることになる。 According to this, the refrigerant circuit control means (50c) determines that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16) by the frost formation determination means (S62, S65), and pre-air conditioning is executed. Since the refrigerant circuit is switched to the defrost mode refrigerant circuit, the defrosting of the outdoor heat exchanger (16) is performed during pre-air conditioning before the occupant gets into the vehicle.
換言すると、この冷媒回路制御手段(50c)は、着霜判定手段(S62、S65)によって室外熱交換器(16)に着霜が生じたことが判定されても、プレ空調が実行されていない際には、除霜モードの冷媒回路に切り替えることを禁止するように構成されている。 In other words, the refrigerant circuit control means (50c) is not performing pre-air conditioning even if frost formation determination means (S62, S65) determines that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16). At this time, switching to the refrigerant circuit in the defrosting mode is prohibited.
従って、乗員が乗車している際に除霜モードの冷媒回路に切り替えられることがなく、室外熱交換器(16)の除霜を行う際の乗員の暖房感の悪化を抑制することができる。
また、請求項2に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器(13)、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(16)、および冷媒が循環する冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段(15a、20)を有するヒートポンプサイクル(10)を備え、冷媒回路切替手段(15a、20)は、車室内の暖房を行う際には、圧縮機(11)から吐出された冷媒を室内凝縮器(13)へ流入させるとともに室外熱交換器(16)にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、室外熱交換器(16)の除霜を行う際には、圧縮機(11)から吐出された冷媒を室外熱交換器(16)へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、さらに、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
室外熱交換器(16)に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段(S62、S65)と、冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御する冷媒回路制御手段(50c)とを備え、
冷媒回路制御手段(50c)は、着霜判定手段(S62、S65)によって着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるように冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御するものであり、
着霜判定手段(S62、S65)は、室外熱交換器(16)の室外器温度(Tout)が予め定めた基準温度(KT1〜KT3)より低くなっている際に、室外熱交換器(16)に着霜が生じたと判定するものであり、基準温度(KT1〜KT3)は、プレ空調の開始からの経過時間に伴って低い温度となるように定められていることを特徴とする。
これによれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
Therefore, it is not switched to the refrigerant circuit in the defrosting mode when the occupant is in the vehicle, and deterioration of the occupant's feeling of heating when defrosting the outdoor heat exchanger (16) can be suppressed.
In the invention according to
Frost determination means (S62, S65) for determining that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16), refrigerant circuit control means (50c) for controlling the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20), With
The refrigerant circuit control means (50c) switches to the refrigerant circuit in the defrosting mode when it is determined by the frost determination means (S62, S65) that frost formation has occurred and pre-air conditioning is being executed. To control the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20),
When the outdoor unit temperature (Tout) of the outdoor heat exchanger (16) is lower than a predetermined reference temperature (KT1 to KT3), the frost formation determination means (S62, S65) ), And it is determined that the reference temperature (KT1 to KT3) is set to a lower temperature with the elapsed time from the start of the pre-air conditioning.
According to this, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、図1〜図7により、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態の車両用空調装置1は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用されている。この電気自動車では、車両停止時に外部電源(商用電源)から供給される電力を蓄電手段であるバッテリBに充電し、車両走行時にバッテリBに蓄えられた電力を走行用電動モータへ供給することによって走行する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
さらに、本実施形態の電気自動車では、バッテリBに蓄えられた電力(電気エネルギ)を、後述する空調制御装置50を介して車両用空調装置1の各種電動式構成機器へ供給することによって、車両用空調装置1を作動させている。換言すると、本実施形態の車両用空調装置1は、バッテリBに蓄えられた電力を供給されることによって作動する。
Furthermore, in the electric vehicle according to the present embodiment, the electric power (electric energy) stored in the battery B is supplied to various electric components of the
次に、図1、図2を用いて車両用空調装置1の詳細構成を説明する。本実施形態の車両用空調装置1は、車両走行時に車室内の空調を行う通常空調の他に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を行うプレ空調を行うことができる。さらに、この車両用空調装置1では、バッテリBの充電中に、バッテリBに蓄えられた電力だけでなく外部電源から供給される電力によってプレ空調を行うこともできる。
Next, the detailed structure of the
車両用空調装置1は、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整手段としてのヒートポンプサイクル(蒸気圧縮式の冷凍サイクル)10、ヒートポンプサイクル10によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すための室内空調ユニット30、および車両用空調装置1の各種電動式の構成機器の作動を制御する空調制御装置50等を備えている。
The
まず、ヒートポンプサイクル10は、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路、冷却して除湿した送風空気を再加熱して車室内を除湿暖房する除湿暖房モードの冷媒回路、さらに、暖房モード時にヒートポンプサイクル10にて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器16に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜モードの冷媒回路を切替可能に構成されている。
First, the
なお、図1では、暖房モードにおける冷媒の流れを白抜き矢印で示し、冷房モードにおける冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードにおける冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、さらに、除霜モードにおける冷媒の流れを網掛けハッチング付き矢印で示している。 In FIG. 1, the refrigerant flow in the heating mode is indicated by a white arrow, the refrigerant flow in the cooling mode is indicated by a black arrow, the refrigerant flow in the dehumidifying heating mode is indicated by a hatched arrow, The flow of the refrigerant in the frost mode is indicated by a hatched arrow.
ヒートポンプサイクル10は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機11、送風空気を加熱あるいは冷却する室内熱交換器としての室内凝縮器13および室内蒸発器18、冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての暖房用固定絞り14および冷房用固定絞り17、並びに、冷媒回路切替手段としての開閉弁15aおよび三方弁20等を備えている。
The
また、このヒートポンプサイクル10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、HFO系冷媒(例えば、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
The
圧縮機11は、車室外となる車両ボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構11aを電動モータ11bにて駆動する電動圧縮機として構成されている。固定容量型圧縮機構11aとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
The
電動モータ11bは、インバータ61から出力される交流電圧によって、その作動(回転数)が制御される交流モータである。また、インバータ61は、空調制御装置50から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。そして、この周波数(回転数)制御によって、圧縮機11の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータ11bは、圧縮機11の吐出能力変更手段を構成している。
The
圧縮機11の吐出口側には、室内凝縮器13の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器13は、室内空調ユニット30において車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成するケーシング31内に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させることで送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
The refrigerant inlet side of the
室内凝縮器13の冷媒出口側には、暖房モード時に冷媒を減圧させる暖房用固定絞り14を介して室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。この暖房用固定絞り14としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。もちろん、暖房モード時に冷媒を減圧させる機能を発揮できれば、固定絞りに限定されることなく全開機能付き電気式膨張弁等の可変絞り機構を採用してもよい。
The refrigerant outlet side of the
さらに、本実施形態では、室内凝縮器13から流出した冷媒を、暖房用固定絞り14を迂回させて室外熱交換器16の冷媒入口側へ導くバイパス通路15が設けられている。このバイパス通路15には、バイパス通路15を開閉する開閉弁15aが配置されている。
Further, in the present embodiment, a
開閉弁15aは、冷房モードにおける冷媒回路、暖房モードにおける冷媒回路、除湿暖房モードにおける冷媒回路、および除霜モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成するもので、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電磁弁である。具体的には、本実施形態の開閉弁15aは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時および除湿暖房モード時に閉じる。
The on-off
なお、開閉弁15aが開いた状態で冷媒がバイパス通路15を通過する際に生じる圧力損失は、開閉弁15aが閉じた状態で冷媒が暖房用固定絞り14を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、開閉弁15aが開いた状態では、室外熱交換器16から流出した冷媒のほぼ全流量がバイパス通路15を介して室外熱交換器16の冷媒入口側へ流れる。
Note that the pressure loss that occurs when the refrigerant passes through the
室外熱交換器16は、車両ボンネット内に配置されて、内部を流通する室内凝縮器13下流側の冷媒と送風ファン16aから送風された車室外空気(外気)とを熱交換させるものである。送風ファン16aは、空調制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(送風能力)が制御される電動式送風機である。
The
室外熱交換器16の冷媒出口側には、三方弁20が接続されている。この三方弁20は、開閉弁15aとともに上述した各運転モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成しており、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の三方弁である。
A three-
具体的には、本実施形態の三方弁20は、冷房モード時および除湿暖房モード時には室外熱交換器16の冷媒出口側と冷房用固定絞り17とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器16の冷媒出口側と圧縮機11の吸入口側に配置されたアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。
Specifically, the three-
冷房用固定絞り17の基本的構成は暖房用固定絞り14と同様である。冷房用固定絞り17の出口側には、室内蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器18は、室内空調ユニット30のケーシング31内のうち、室内凝縮器13の送風空気流れ上流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
The basic configuration of the cooling fixed
室内蒸発器18の冷媒出口側には、アキュムレータ19の入口側が接続されている。アキュムレータ19は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。さらに、アキュムレータ19の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
The inlet side of the
次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置され、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、前述の室内蒸発器18、室内凝縮器13、エアミックスドア34等を収容して構成されたものである。
Next, the indoor
ケーシング31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されており、その内部に車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成している。このケーシング31の送風空気流れ最上流側には、ケーシング31内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置33が配置されている。
The
内外気切替装置33は、ケーシング31内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ62によって駆動され、この電動アクチュエータ62は、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The inside / outside
内外気切替装置33の空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機(ブロワ)32が配置されている。この送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置50から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
On the downstream side of the air flow of the inside / outside
送風機32の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器18および室内凝縮器13が、送風空気の流れに対して、室内蒸発器18→室内凝縮器13の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器18は、室内凝縮器13に対して、空気流れ上流側に配置されている。
On the downstream side of the air flow of the
また、ケーシング31内には、室内蒸発器18通過後の送風空気のうち、室内凝縮器13を通過させる風量と室内凝縮器13を通過させない風量との風量割合を調整するエアミックスドア34が配置されている。エアミックスドア34は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ63によって駆動され、この電動アクチュエータ63は、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
In the
さらに、ケーシング31の空気流れ最下流部には、室内凝縮器13を通過した送風空気あるいは室内凝縮器13を迂回させる冷風バイパス通路を通過した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が設けられている。この開口穴としては、具体的に、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴37a、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴37b、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴37cが設けられている。
Further, in the most downstream part of the air flow of the
これらのデフロスタ開口穴37a、フェイス開口穴37bおよびフット開口穴37cの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)に接続されている。
The air flow downstream sides of the defroster opening hole 37a, the
そして、冷房モード時および除湿暖房モード時には、エアミックスドア34の開度が調整されることによって、室内蒸発器18にて冷却された送風空気のうち室内凝縮器13にて再加熱される温風と室内凝縮器を迂回する冷風との風量割合が調整される。そして、この風量割合の調整によって、温風と冷風とを混合させた混合空気、すなわち車室内へ吹き出される送風空気の温度が調整される。
During the cooling mode and the dehumidifying heating mode, the hot air reheated by the
なお、冷房モード時には、室内蒸発器18通過後の送風空気の全風量を室内凝縮器13を迂回させる位置に、エアミックスドア34を変位させるようにしてもよい。
In the cooling mode, the
また、デフロスタ開口穴37a、フェイス開口穴37bおよびフット開口穴37cの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴37aの開口面積を調整するデフロスタドア38a、フェイス開口穴37bの開口面積を調整するフェイスドア38b、フット開口穴37cの開口面積を調整するフットドア38cが配置されている。
Further, on the upstream side of the air flow of the defroster opening hole 37a, the
これらのデフロスタドア38a、フェイスドア38bおよびフットドア38cは、吹出口モードを切替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ64に連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータ64も、空調制御装置50から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
The
また、吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。 In addition, as the air outlet mode switched by the air outlet mode switching means, the face air outlet is fully opened and air is blown out from the face air outlet toward the passenger's upper body, both the face air outlet and the foot air outlet. A bi-level mode that blows air toward the upper body and feet of passengers in the passenger compartment, a foot that fully opens the foot outlet and opens the defroster outlet by a small opening, and mainly blows air from the foot outlet. There is a mode and a foot defroster mode in which the foot outlet and the defroster outlet are opened to the same extent and air is blown out from both the foot outlet and the defroster outlet.
さらに、乗員が操作パネルに設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。 Furthermore, it can also be set as the defroster mode which fully opens a defroster blower outlet and blows air from a defroster blower outlet to the vehicle front window glass inner surface by a passenger's manual operation of the blowout mode changeover switch provided in the operation panel.
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。図2に示す空調制御装置50は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された圧縮機11用のインバータ、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁15aおよび三方弁20、送風ファン16a、送風機32、前述した各種電動アクチュエータ62〜65といった各種空調用構成機器の作動を制御する。
Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The air
また、空調制御装置50の入力側には、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温検出手段としての内気センサ51、車室外温度(外気温)Tamを検出する外気温検出手段としての外気センサ52、車室内へ照射される日射量Tsを検出する日射量検出手段としての日射センサ53、圧縮機11吐出冷媒の吐出冷媒温度Tdを検出する吐出温度センサ54、圧縮機11吐出冷媒の吐出冷媒圧力Pdを検出する吐出圧力センサ55、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Teを検出する蒸発器温度センサ56、室外熱交換器16の室外器温度Toutを検出する室外熱交換器温度センサ57等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。
Further, on the input side of the air-
なお、本実施形態の吐出冷媒圧力Pdは、冷房モードでは、圧縮機11の冷媒吐出口側から冷房用固定絞り17入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となり、暖房モードでは、圧縮機11の冷媒吐出口側から暖房用固定絞り17入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。
In the cooling mode, the discharge refrigerant pressure Pd of the present embodiment is the high-pressure side refrigerant pressure of the cycle from the refrigerant discharge port side of the
また、本実施形態の蒸発器温度センサ56は、具体的には、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ56として、室内蒸発器18のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室内蒸発器18を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。このことは室外熱交換器温度センサ57についても同様である。
Moreover, the evaporator temperature sensor 56 of this embodiment specifically detects the heat exchange fin temperature of the
さらに、空調制御装置50の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置1の作動スイッチ、車両用空調装置1の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ、運転モードを切り替える運転モード切替スイッチ、吹出口モードを切り替える吹出モード切替スイッチ、送風機32の風量設定スイッチ、車室内の目標温度Tsetを設定する目標温度設定手段としての車室内温度設定スイッチ、空調のために消費されるエネルギの低減を要求する省エネルギ化要求手段であるエコノミースイッチ等がある。
Further, on the input side of the air
また、本実施形態の空調制御装置50は、乗員が携帯する無線端末70(具体的には、リモコン)あるいは移動体通信手段(具体的には、携帯電話、スマートフォン)と制御信号の送受信を行う送受信部50aを有している。
In addition, the air
そして、操作パネル60および無線端末70には、それぞれプレ空調運転を開始させるプレ空調スタートスイッチおよび予め定めた時刻にプレ空調運転を開始させるためのタイマー設定スイッチといったプレ空調運転の実行を要求するプレ空調要求手段が設けられている。
The
なお、空調制御装置50は、その出力側に接続された各種空調用構成機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの空調用構成機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの空調用構成機器の作動を制御する制御手段を構成している。
The air-
例えば、本実施形態では、空調制御装置50のうち、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁15aおよび三方弁20の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が冷媒回路制御手段50cを構成し、車室内へ向けて送風空気を送風する送風機32の作動を制御する構成が送風機制御手段50bを構成している。
For example, in the present embodiment, in the air
次に、図3〜図7のフローチャートを用いて、上記構成における本実施形態の作動を説明する。この制御処理は、車両停止時であっても、バッテリから空調制御装置50に電力が供給されていれば実行される。なお、図3〜図7の各制御ステップは、空調制御装置50が有する各種の機能実現手段を構成している。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described using the flowcharts of FIGS. This control process is executed if power is supplied from the battery to the air
まず、ステップS1では、車両用空調装置1を作動させるか否か、すなわち、操作パネル60の作動スイッチが投入された状態でオートスイッチが投入(ON)されているか否か、あるいは、プレ空調スタートスイッチが投入(ON)されているか否かを判定する。そして、車両用空調装置1を作動させると判定された際にステップS2へ進む。なお、プレ空調スタートスイッチが投入されていることには、前述のタイマー設定によるプレ空調運転の開始も含まれる。
First, in step S1, whether or not the
ステップS2では、フラグ、タイマー等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、このイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置1の作動終了時あるいは車両システムの停止時に記憶された値が維持されるものもある。
In step S2, initialization such as initialization of a flag, a timer, and initial position alignment of the stepping motor constituting the electric actuator described above is performed. In this initialization, some of the flags and calculation values that are stored when the previous operation of the
次に、ステップS3では、操作パネル60の操作信号等を読み込んでステップS4へ進む。ステップS4では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述の空調制御用のセンサ群51〜57等の検出信号を読み込んでステップS5へ進む。
Next, in step S3, an operation signal of the
ステップS5では、車室内吹出空気の目標吹出温度TAOを算出する。目標吹出温度TAOは、内気温Trを速やかに乗員の所望の目標温度Tsetに近づけるために決定される値であって、下記数式F1により算出される。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C…(F1)
ここで、Tsetは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内の目標温度であり、Trは内気センサ51によって検出された車室内温度(内気温)であり、Tamは外気センサ52によって検出された車室外温度(外気温)であり、Tsは日射センサ53によって検出された日射量である。また、Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
In step S5, a target blowing temperature TAO of the vehicle cabin blowing air is calculated. The target blowing temperature TAO is a value that is determined in order to quickly bring the inside air temperature Tr close to the occupant's desired target temperature Tset, and is calculated by the following formula F1.
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C (F1)
Here, Tset is the target temperature in the vehicle interior set by the vehicle interior temperature setting switch, Tr is the vehicle interior temperature (inside air temperature) detected by the inside air sensor 51, and Tam is detected by the
なお、目標吹出温度TAOは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置1に要求される空調熱負荷を示す指標であると表現することもできる。また、上記数式F1にて算出された目標吹出温度TAOは、冷房モード時および暖房モード時の双方において用いることのできる制御目標値であるが、暖房モード時には消費電力の抑制のために上記数式F1にて算出された目標吹出温度TAOよりも若干低い値とする補正を行ってもよい。
The target outlet temperature TAO can also be expressed as an index indicating the air conditioning heat load required for the
ステップS6では、ヒートポンプサイクル10の運転モードが決定される。ステップS6の詳細な制御内容については、図4を用いて説明する。ステップS6では、基本的には、乗員が操作パネル60の運転モード切替スイッチにて選択した運転モード(以下、乗員によって選択された運転モードを通常モードという)に決定し、室外熱交換器16に着霜が生じたと判定された際に除霜モードに決定する。
In step S6, the operation mode of the
まず、図4のステップS61では、室外熱交換器温度センサ57によって検出された室外器温度Toutに基づいて、予め空調制御装置50のROM内に記憶された制御マップを参照して、着霜レベルFLを決定する。より具体的には、本実施形態では、室外器温度Toutの低下に伴って、着霜レベルFLを増加させるように決定している。
First, in step S61 of FIG. 4, based on the outdoor unit temperature Tout detected by the outdoor heat exchanger temperature sensor 57, the frosting level is referred to with reference to a control map stored in advance in the ROM of the
この着霜レベルFLは、室外熱交換器16に着霜が生じている可能性が高くなるに伴って増加する変数(パラメータ)であって、着霜レベルFLが1以上となっている場合に実際に着霜が生じている可能性が高いことを示している。
The frost level FL is a variable (parameter) that increases as the possibility of frost formation in the
具体的には、図4のステップS61に記載された制御特性図に示すように、室外器温度Toutが下降過程にあるときは、室外器温度Tout≦第1基準温度KT1であれば着霜レベルFL=3とし、第1基準温度KT1<室外器温度Tout≦第2基準温度KT2であれば着霜レベルFL=2とし、第2基準温度KT2<室外器温度Tout≦第3基準温度KT2であれば着霜レベルFL=1とし、第3基準温度KT3<室外器温度Toutであれば着霜レベルFL=0とする。 Specifically, as shown in the control characteristic diagram described in step S61 of FIG. 4, when the outdoor unit temperature Tout is in the decreasing process, if the outdoor unit temperature Tout ≦ the first reference temperature KT1, the frost level is set. If FL = 3 and the first reference temperature KT1 <outdoor temperature Tout ≦ second reference temperature KT2, the frost level FL = 2 and the second reference temperature KT2 <outdoor temperature Tout ≦ third reference temperature KT2 If the third reference temperature KT3 <the outdoor unit temperature Tout, the frost level FL = 0.
一方、室外器温度Toutが上昇過程にあるときは、第4基準温度KT4≦室外器温度Toutであれば着霜レベルFL=0とし、第3基準温度KT3≦室外器温度Tout<第4基準温度KT4であれば着霜レベルFL=1とし、第2基準温度KT2≦室外器温度Tout<第3基準温度KT3であれば着霜レベルFL=2とし、室外器温度Tout<第2基準温度KT2であれば着霜レベルFL=3とする。 On the other hand, when the outdoor unit temperature Tout is in the process of rising, if the fourth reference temperature KT4 ≦ the outdoor unit temperature Tout, the frost level FL = 0, and the third reference temperature KT3 ≦ the outdoor unit temperature Tout <fourth reference temperature. If KT4, the frost level FL = 1, and if the second reference temperature KT2 ≦ outdoor temperature Tout <the third reference temperature KT3, the frost level FL = 2, and the outdoor temperature Tout <the second reference temperature KT2. If there is frost level FL = 3.
なお、各所定温度には、KT1<KT2<KT3<KT4の関係があり、本実施形態では、具体的に、KT1=−20℃、KT2=−17℃、KT3=−14℃、KT4=−11℃としている。また、各所定温度の温度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。 Each predetermined temperature has a relationship of KT1 <KT2 <KT3 <KT4. In this embodiment, specifically, KT1 = −20 ° C., KT2 = −17 ° C., KT3 = −14 ° C., KT4 = −. 11 ° C. Moreover, the temperature difference of each predetermined temperature is set as a hysteresis width for preventing control hunting.
次に、ステップS62では、前回の車両システム停止時の着霜レベルFLを記憶した値FL_OLDが1以上であるか否かを判定する。ステップS62にて、前回の車両システム停止時の着霜レベルFL_OLDが1以上であると判定された場合は、ステップS63へ進む。一方、前回の車両システム停止時の着霜レベルFLが1より小さい、すなわち0であると判定された場合は、ステップS65へ進む。 Next, in step S62, it is determined whether or not the value FL_OLD storing the frost level FL at the previous stop of the vehicle system is 1 or more. If it is determined in step S62 that the frost level FL_OLD at the previous vehicle system stop is 1 or more, the process proceeds to step S63. On the other hand, if it is determined that the frost level FL at the previous stop of the vehicle system is less than 1, that is, 0, the process proceeds to step S65.
ステップS63では、プレ空調の開始時であるか否かが判定される。ステップS63にて、プレ空調の開始時であると判定された場合は、ステップS64へ進み、ヒートポンプサイクル10の運転モードを除霜モードに決定してステップS65へ進む。一方、プレ空調の開始時ではないと判定された場合は、ステップS65へ進む。
In step S63, it is determined whether or not the pre-air conditioning is started. When it is determined in step S63 that the pre-air conditioning is started, the process proceeds to step S64, the operation mode of the
なお、ステップS63におけるプレ空調の開始時とは、プレ空調スタートスイッチが投入(ON)されて、車両用空調装置1が車室内の空調を開始するタイミング(すなわち、起動時)を意味する。従って、ステップS63にて、プレ空調の開始時であることが判定されることは、車両用空調装置1が起動して停止するまで1回しか生じない。
The start time of pre-air conditioning in step S63 means a timing (that is, when the vehicle air-
ステップS65では、着霜レベルFLが2以上であるか否かを判定する。ステップS65にて、着霜レベルFLが2以上であると判定された場合は、ステップS66へ進む。一方、着霜レベルFLが2以上でないと判定された場合は、ステップS68へ進み、ヒートポンプサイクル10の運転モードが通常モードに決定され、ステップS7へ進む。
In step S65, it is determined whether or not the frost level FL is 2 or more. If it is determined in step S65 that the frost level FL is 2 or more, the process proceeds to step S66. On the other hand, if it is determined that the frost level FL is not 2 or higher, the process proceeds to step S68, the operation mode of the
ステップS66では、プレ空調運転の実行中であるか否かが判定される。ステップS66にて、プレ空調運転の実行中であると判定された場合は、ステップS67へ進み、運転モードを除霜モードに決定してステップS7へ進む。一方、プレ空調運転の実行中ではないと判定された場合は、ステップS68へ進み、運転モードが通常モードに決定される。 In step S66, it is determined whether or not the pre-air conditioning operation is being executed. If it is determined in step S66 that the pre-air conditioning operation is being performed, the process proceeds to step S67, the operation mode is determined as the defrosting mode, and the process proceeds to step S7. On the other hand, if it is determined that the pre-air conditioning operation is not being executed, the process proceeds to step S68, and the operation mode is determined to be the normal mode.
上述の如く、着霜レベルFLあるいはFL_OLDが1以上となっている場合は、室外熱交換器16に着霜が生じている可能性が高い。そこで、本実施形態の制御ステップS62、S65では、着霜レベルFLあるいはFL_OLDが1以上となっている場合に、室外熱交換器16に着霜が生じたと判定するようにしている。つまり、本実施形態の制御ステップS62、S65は特許請求の範囲に記載された着霜判定手段を構成している。
As described above, when the frost level FL or FL_OLD is 1 or more, there is a high possibility that the
続くステップS7〜S12では、空調制御装置50の出力側に接続された各種空調用構成機器の制御状態が決定される。まず、ステップS7では、送風機32により送風される空気の目標送風量、すなわち送風機32の電動モータに印加するブロワモータ電圧を決定する。
In subsequent steps S7 to S12, control states of various air conditioning component devices connected to the output side of the air
ステップS7の詳細な制御内容については、図5を用いて説明する。まず、ステップS71では、操作パネル60のオートスイッチが投入されているか否かが判定される。ステップS71にて、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップS72へ進み、操作パネル60の風量設定スイッチによって設定された乗員の所望の風量となるブロワモータ電圧が決定されて、ステップS8へ進む。
Details of the control in step S7 will be described with reference to FIG. First, in step S71, it is determined whether or not the auto switch of the
具体的には、本実施形態の風量設定スイッチは、Lo→M1→M2→M3→Hiの5段階の風量を設定することができ、それぞれ4V→6V→8V→10V→12Vの順にブロワモータ電圧が高くなるように決定される。
Specifically, the air volume setting switch of the present embodiment can set five levels of air volume of Lo → M1 → M2 → M3 → Hi, and the blower motor voltage is set in the order of 4V → 6V → 8V →
一方、ステップS71にてオートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップS73へ進み、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して、ステップS4で決定された目標吹出温度TAOに基づいて仮のブロワレベルf(TAO)を決定する。
On the other hand, if it is determined in step S71 that the auto switch is turned on, the process proceeds to step S73, and the target air temperature determined in step S4 is referred to with reference to the control map stored in advance in the air
より詳細には、図5のステップS73に記載された制御特性図に示すように、目標吹出温度TAOの極低温域(本実施形態では、−30℃以下)および極高温域(本実施形態では、80℃以上)で仮のブロワレベルf(TAO)を最大値付近として、送風機32の風量を最大値に近づける。
More specifically, as shown in the control characteristic diagram described in step S73 of FIG. 5, the target blowing temperature TAO has an extremely low temperature range (−30 ° C. or lower in this embodiment) and an extremely high temperature range (in this embodiment). The temporary blower level f (TAO) is set near the maximum value at 80 ° C. or higher), and the air volume of the
また、目標吹出温度TAOが極低温域から中間温度域(本実施形態では、10℃〜40℃)に向かって上昇するに伴って、仮のブロワレベルf(TAO)を減少させ、さらに、目標吹出温度TAOが極高温域から中間温度域に向かって低下するに伴って、仮のブロワレベルf(TAO)を減少させて送風機32の風量を減少させる。また、目標吹出温度TAOが中間温度域内に入ると、仮のブロワレベルf(TAO)を最小値付近にして送風機32の風量を最小値に近づける。
Further, as the target blowing temperature TAO increases from the extremely low temperature range toward the intermediate temperature range (10 ° C. to 40 ° C. in the present embodiment), the temporary blower level f (TAO) is decreased, and further, the target As the blowing temperature TAO decreases from the extremely high temperature range toward the intermediate temperature range, the provisional blower level f (TAO) is decreased to decrease the air volume of the
次のステップS74では、プレ空調運転の実行中であるか否かが判定される。ステップS74にて、プレ空調運転の実行中でないと判定された場合は、ステップS75へ進み、ブロワレベルの上限値f(室外熱交換器)を30(最大値)として、ステップS77へ進む。一方、プレ空調運転の実行中であると判定された場合は、ステップS76へ進み、室外器温度Toutに応じた上限値f(室外熱交換器)を決定する。 In the next step S74, it is determined whether or not the pre-air conditioning operation is being executed. If it is determined in step S74 that the pre-air conditioning operation is not being executed, the process proceeds to step S75, and the upper limit value f (outdoor heat exchanger) of the blower level is set to 30 (maximum value), and the process proceeds to step S77. On the other hand, if it is determined that the pre-air conditioning operation is being performed, the process proceeds to step S76, and an upper limit value f (outdoor heat exchanger) corresponding to the outdoor unit temperature Tout is determined.
具体的には、図5のステップS76に記載された制御特性図に示すように、室外熱交換器16の室外器温度Toutの低下に伴って、ブロワレベルの上限値f(室外熱交換器)を低下させる。さらに、室外器温度Toutが、図4のステップS61で説明した着霜レベルFLが3となる第1基準温度KT1(具体的には、−20℃)よりも低くなった際に、ブロワレベルの上限値f(室外熱交換器)を低下させるようにしている。
Specifically, as shown in the control characteristic diagram described in step S76 of FIG. 5, as the outdoor unit temperature Tout of the
続くステップS77では、ステップS73にて決定された仮のブロワレベルf(TAO)とステップS75あるいはS76にて決定されたブロワレベルの上限値f(室外熱交換器)とを比較して小さい方の値を、ブロワレベルと決定して、ステップS78へ進む。ステップS78では、ブロワレベルに応じて、実際に送風機32の電動モータに印加されるブロワモータ電圧を決定して、ステップS8へ進む。
In subsequent step S77, the temporary blower level f (TAO) determined in step S73 is compared with the upper limit value f (outdoor heat exchanger) of the blower level determined in step S75 or S76. The value is determined as the blower level, and the process proceeds to step S78. In step S78, the blower motor voltage actually applied to the electric motor of the
次に、図3に示すステップS8では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア駆動用の電動アクチュエータ62に出力される制御信号を決定する。この吸込口モードも目標吹出温度TAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、目標吹出温度TAOが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等には内気を導入する内気モードが選択される。
Next, in step S8 shown in FIG. 3, the control signal output to the suction port mode, that is, the
ステップS9では、吹出口モード、すなわち吹出モードドア駆動用の電動アクチュエータ63に出力される制御信号を決定する。この吹出口モードも目標吹出温度TAOに基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、目標吹出温度TAOが低温域から高温域へと上昇するに伴って吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。
In step S9, a control signal output to the
従って、目標吹出温度TAOが低温域となりやすい夏季は主にフェイスモード、目標吹出温度TAOが中温域となりやすい春秋季は主にバイレベルモード、そして、目標吹出温度TAOが高温域となりやすい冬季は主にフットモードが選択される。 Therefore, in summer, when the target air temperature TAO tends to be in the low temperature range, the face mode is mainly used. In spring and autumn, when the target air temperature TAO is likely to be in the middle temperature region, mainly in the bi-level mode. Foot mode is selected.
さらに、車両窓ガラス近傍の相対湿度を検出する湿度検出手段を設け、湿度検出手段の検出値から算出される窓ガラス表面の相対湿度RHWに基づいて、窓ガラスに曇りが発生する可能性が高いと判定された場合には、フットデフロスタモードあるいはデフロスタモードを選択するようにしてもよい。 Furthermore, a humidity detecting means for detecting the relative humidity in the vicinity of the vehicle window glass is provided, and the window glass is highly likely to be fogged based on the relative humidity RHW on the surface of the window glass calculated from the detection value of the humidity detecting means. If it is determined, the foot defroster mode or the defroster mode may be selected.
ステップS10では、エアミックスドア34の開度、すなわちエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ63に出力される制御信号を決定する。本実施形態では、暖房モード時には、室内蒸発器18通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器13へ流入するようにエアミックスドア34を変位させる。
In step S10, the opening degree of the
また、除霜モード時には、室内蒸発器18通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器13を迂回するようにエアミックスドア34を変位させる。さらに、冷房モード時および除湿暖房モード時には、室内へ送風される送風空気の温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくようにエアミックスドア34を変位させる。
In the defrosting mode, the
なお、本実施形態では、送風空気の温度TAVとして、蒸発器温度Teおよび吐出冷媒温度Tdから算出された値を用いている。もちろん、車室内へ吹き出される送風空気の温度を検出する送風空気温度検出手段を設け、これによって検出された値を送風空気温度TAVとしてもよい。 In the present embodiment, a value calculated from the evaporator temperature Te and the discharge refrigerant temperature Td is used as the temperature TAV of the blown air. Of course, a blown air temperature detecting means for detecting the temperature of the blown air blown into the passenger compartment may be provided, and the value detected thereby may be used as the blown air temperature TAV.
ステップS11では、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の回転数を決定する。ここで、圧縮機11の基本的な回転数の決定手法を説明する。例えば、冷房モードでは、ステップS5で決定した目標吹出温度TAO等に基づいて、予め空調制御装置50に記憶されている制御マップを参照して、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Teの目標吹出温度TEOを決定する。
In step S11, the refrigerant discharge capacity of the
そして、この目標吹出温度TEOと吹出空気温度Teの偏差En(TEO−Te)を算出し、今回算出された偏差Enから前回算出された偏差En−1を減算した偏差変化率Edot(En−(En−1))とを用いて、予め空調制御装置50に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数fCn−1に対する回転数変化量Δf_Cを求める。
Then, a deviation En (TEO−Te) between the target blowing temperature TEO and the blowing air temperature Te is calculated, and a deviation change rate Edot (En− (En− ()) obtained by subtracting the previously calculated deviation En−1 from the currently calculated deviation En. En-1)), and based on the fuzzy inference based on the membership function and rules stored in the
また、暖房モードおよび除湿暖房モードでは、ステップS5で決定した目標吹出温度TAO等に基づいて、予め空調制御装置50に記憶されている制御マップを参照して、吐出側冷媒圧力(高圧側冷媒圧力)Pdの目標高圧PDOを決定する。
Further, in the heating mode and the dehumidifying heating mode, the discharge-side refrigerant pressure (high-pressure side refrigerant pressure) is referred to a control map stored in advance in the air-
そして、この目標高圧PDOと吐出側冷媒圧力Pdの偏差Pn(PDO−Pd)を算出し、今回算出された偏差Pnから前回算出された偏差Pn−1を減算した偏差変化率Pdot(Pn−(Pn−1))とを用いて、予め空調制御装置50に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数fHn−1に対する回転数変化量Δf_Hを求める。
Then, a deviation Pn (PDO−Pd) between the target high pressure PDO and the discharge side refrigerant pressure Pd is calculated, and a deviation change rate Pdot (Pn− (Pn− ( Pn-1)) is used to calculate the rotational speed change amount Δf_H with respect to the previous compressor rotational speed fHn-1 based on the fuzzy inference based on the membership function and rules stored in the
このステップS11のより詳細な制御内容については、図6、図7を用いて説明する。まず、ステップS111では、冷房モード時の回転数変化量Δf_Cを求める。図6のステップS111には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Enと偏差変化率Edotに基づいて室内蒸発器26の着霜が防止されるようにΔf_Cが決定される。
Details of the control in step S11 will be described with reference to FIGS. First, in step S111, a rotational speed change amount Δf_C in the cooling mode is obtained. Step S111 in FIG. 6 describes a fuzzy rule table used as a rule. In this rule table, Δf_C is determined based on the above-described deviation En and deviation change rate Edot so that frosting of the
ステップS112では、暖房モード時および除湿モード時の回転数変化量Δf_Hを求める。図6のステップS112には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Pnと偏差変化率Pdotに基づいて高圧側冷媒圧力Pdの異常上昇が防止されるようにΔf_Hが決定される。 In step S112, the rotational speed change amount Δf_H in the heating mode and the dehumidifying mode is obtained. In FIG.6 S112, the fuzzy rule table | surface used as a rule is described. In this rule table, Δf_H is determined so as to prevent an abnormal increase in the high-pressure side refrigerant pressure Pd based on the above-described deviation Pn and deviation change rate Pdot.
次に、ステップS113では、現在の車両用空調装置1の作動がプレ空調としての作動であるか否かを判定する。ステップS113にて、プレ空調としての作動であると判定された際には、ステップS114へ進み、ステップS113にて、プレ空調としての作動ではないと判定された際には、後述するステップS125へ進む。
Next, in step S113, it is determined whether or not the current operation of the
ステップS114では、車両用空調装置1の作動が禁止されていることを示す空調停止フラグf(A/C)が1になっているか否かを判定する。なお、この空調停止フラグf(A/C)は、車両用空調装置1の作動が禁止されている際に1となる。
In step S114, it is determined whether or not the air conditioning stop flag f (A / C) indicating that the operation of the
ステップS114にて、空調停止フラグf(A/C)が1になっていると判定された際には、ステップS115へ進み、車両システムのスタートスイッチ(IGスイッチ)が、ユーザの操作によって非投入状態(OFF)から投入状態(ON)へ変更されたか否かが判定される。一方、ステップS114にて、空調停止フラグf(A/C)が1になっていないと判定された際には、ステップS117へ進む。 When it is determined in step S114 that the air conditioning stop flag f (A / C) is 1, the process proceeds to step S115, and the start switch (IG switch) of the vehicle system is not turned on by a user operation. It is determined whether or not the state (OFF) is changed to the input state (ON). On the other hand, when it is determined in step S114 that the air conditioning stop flag f (A / C) is not 1, the process proceeds to step S117.
さらに、ステップS115にて、スタートスイッチがONに変更されたと判定された場合は、ステップS116にて、空調停止フラグf(A/C)を0として、ステップS117へ進む。一方、ステップS115にて、スタートスイッチがONに変更されたと判定されない場合は、空調停止フラグf(A/C)は変更されることなく、ステップS117へ進む。 Further, if it is determined in step S115 that the start switch has been changed to ON, the air conditioning stop flag f (A / C) is set to 0 in step S116, and the process proceeds to step S117. On the other hand, if it is not determined in step S115 that the start switch has been changed to ON, the process proceeds to step S117 without changing the air conditioning stop flag f (A / C).
ステップS117では、バッテリBの蓄電残量SOCが基準蓄電残量KSOC(本実施形態では、KSOC=24%)より高くなっているか否かが判定される。ステップS117にて、バッテリBの蓄電残量SOCが基準蓄電残量KSOCより高くなっていない、すなわちバッテリBの蓄電残量SOCが基準蓄電残量KSOC以下になっていると判定された場合はステップS118にて、外部電源の電源電圧を判定する。 In step S117, it is determined whether or not the remaining charge amount SOC of the battery B is higher than the reference remaining charge amount KSOC (in this embodiment, KSOC = 24%). If it is determined in step S117 that the remaining power SOC of the battery B is not higher than the reference remaining power KSOC, that is, it is determined that the remaining power SOC of the battery B is less than or equal to the reference remaining power KSOC. In S118, the power supply voltage of the external power supply is determined.
ステップS118では、外部電源の電圧(実行値)が100V(誤差範囲±10V程度)であるか、200V(誤差範囲±20V程度)であるかを判定する。ステップS118にて、電源電圧が200Vであると判定された場合にはステップS119へ進み、車両用空調装置1の各種電動式構成機器が空調を行うために消費してもよい電力の上限値としての使用許可電力f(POWER)を1600Wとして、ステップS124へ進む。
In step S118, it is determined whether the voltage (execution value) of the external power source is 100V (error range ± 10V) or 200V (error range ± 20V). When it is determined in step S118 that the power supply voltage is 200 V, the process proceeds to step S119, and the upper limit value of power that can be consumed by the various electric components of the
一方、ステップS118にて、電源電圧が100Vであると判定された場合あるいは充電されていない場合にはステップS120へ進み、空調停止フラグf(A/C)を1として、ステップS121へ進む。ステップS121では、使用許可電力f(POWER)を0Wとして、ステップS124へ進む。すなわち、ステップS121では、車両用空調装置1の作動を停止させることを決定している。
On the other hand, if it is determined in step S118 that the power supply voltage is 100 V or if it is not charged, the process proceeds to step S120, the air conditioning stop flag f (A / C) is set to 1, and the process proceeds to step S121. In step S121, the use permitted power f (POWER) is set to 0 W, and the process proceeds to step S124. That is, in step S121, it is determined to stop the operation of the
また、ステップS117にて、バッテリBの蓄電残量SOCが基準蓄電残量KSOCより高くなっていると判定された場合は、ステップS122へ進む。ステップS122では、空調停止フラグf(A/C)が0になっているか否かが判定される。ステップS122にて、空調停止フラグf(A/C)が0になっていると判定された場合はステップS123へ進み、空調停止フラグf(A/C)が0になっていないと判定された場合はステップS121へ進む。 If it is determined in step S117 that the remaining charge SOC of the battery B is higher than the reference remaining charge KSOC, the process proceeds to step S122. In step S122, it is determined whether or not the air conditioning stop flag f (A / C) is zero. When it is determined in step S122 that the air conditioning stop flag f (A / C) is 0, the process proceeds to step S123, and it is determined that the air conditioning stop flag f (A / C) is not 0. In this case, the process proceeds to step S121.
ステップS123では、図7に示すように、使用許可電力f(POWER)を決定して、ステップS124へ進む。具体的には、ステップS123では、操作パネル60のエコノミースイッチが投入されていない場合は、車両が外部電力から電力の供給を受けているか否かを問わず、使用許可電力f(POWER)を2500Wに決定する。一方、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が外部電力から電力の供給を受けていない場合は、使用許可電力f(POWER)を800Wに決定する。
In step S123, as shown in FIG. 7, the permitted use power f (POWER) is determined, and the process proceeds to step S124. Specifically, in step S123, when the economy switch of the
また、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が100V(実効値)の外部電力から電力の供給を受けている場合は、使用許可電力f(POWER)を900Wに決定し、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が200V(実効値)の外部電力から電力の供給を受けている場合は、使用許可電力f(POWER)を1700Wに決定する。 In addition, when the economy switch is turned on and the vehicle is supplied with power from external power of 100V (effective value), the allowable power f (POWER) is determined to be 900 W, and the economy switch is turned on. Furthermore, when the vehicle is supplied with power from an external power of 200 V (effective value), the use permission power f (POWER) is determined to be 1700 W.
ステップS124では、使用許可電力f(POWER)から各種電動式構成機器の実際の消費電力を減算した消費電力差に基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して、圧縮機11の回転数変化量の上限値Δf_PREを決定して、ステップS125へ進む。具体的には、図7のステップS124に示すように、消費電力差の増加に伴って上限値Δf_PREが増加するように決定する。
In step S124, based on the power consumption difference obtained by subtracting the actual power consumption of various electric components from the use permitted power f (POWER), the compressor is referred to by referring to a control map stored in the air
ステップS125では、ステップS6で決定された運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。ステップS125にて、ステップS6で決定された運転モードが冷房モードであると判定された場合は、ステップS126へ進み、Δf_CとΔf_PREとを比較して小さい方の値を圧縮機11の回転数変化量Δfに決定して、ステップS128へ進む。
In step S125, it is determined whether or not the operation mode determined in step S6 is the cooling mode. If it is determined in step S125 that the operation mode determined in step S6 is the cooling mode, the process proceeds to step S126, where Δf_C and Δf_PRE are compared, and the smaller value is changed in the rotation speed of the
一方、ステップS125にてステップS6で決定された運転モードが冷房モードでないと判定された場合は、ステップS127へ進み、Δf_HとΔf_PREとを比較して小さい方の値を圧縮機11の回転数変化量Δfに決定して、ステップS128へ進む。
On the other hand, if it is determined in step S125 that the operation mode determined in step S6 is not the cooling mode, the process proceeds to step S127, where Δf_H and Δf_PRE are compared and the smaller value is changed in the rotational speed of the
ステップS128では、操作パネル60のエコノミースイッチが投入されているか否かが判定される。ステップS128にて、エコノミースイッチが投入されていない場合は、ステップS129へ進み、圧縮機11の回転数の上限値IVOmaxを10000rpmとし、エコノミースイッチが投入されている場合は、ステップS130へ進み、圧縮機11の回転数の上限値IVOmaxを7000rpmとする。
In step S128, it is determined whether or not the economy switch of
次のステップS131では、前回の圧縮機回転数fn−1に回転数変化量Δfを加えた値と圧縮機11の回転数の上限値IVOmaxとを比較して、小さい方の値を、今回の圧縮機回転数fnと決定して、ステップS12へ進む。なお、ステップS11における圧縮機回転数fnの決定は、図7のメインルーチンが繰り返される制御周期τ毎に行われるものではなく、所定の制御間隔(本実施形態では1秒)毎に行われる。
In the next step S131, the value obtained by adding the rotational speed change amount Δf to the previous compressor rotational speed fn−1 is compared with the upper limit value IVOmax of the rotational speed of the
次に、図3に示すステップS12では、冷媒回路切替手段の作動状態、すなわち開閉弁15aおよび三方弁20の作動状態が決定される。具体的には、前述の如く、本実施形態の開閉弁15aは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時および除湿暖房モード時に閉じる。
Next, in step S12 shown in FIG. 3, the operating state of the refrigerant circuit switching means, that is, the operating states of the on-off
また、三方弁20は、冷房モード時および除湿暖房モード時には室外熱交換器16の冷媒出口側と冷房用固定絞り17とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器16の冷媒出口側と圧縮機11の吸入口側に配置されたアキュムレータ19の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。
The three-
ステップS13では、上述のステップS7〜S12で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置50より各種空調用構成機器11(61)、15a、20、16a、32、62〜64に対して制御信号および制御電圧が出力される。続くステップS14では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップS3へ戻る。
In step S13, the air-
本実施形態の車両用空調装置1は、以上の如く制御処理が実行されるので、運転モードに応じて以下のように作動する。
Since the
(a)暖房モード
暖房モードでは、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路が、図1の白抜き矢印で示すように、圧縮機11→室内凝縮器13→暖房用固定絞り14→室外熱交換器16(→三方弁20)→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器13を放熱器として機能させ、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
(A) Heating mode In the heating mode, the refrigerant circuit of the
従って、暖房モード時のヒートポンプサイクル10では、圧縮機11にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器13にて送風機32から送風された送風空気に放熱する。これにより、室内凝縮器13を通過する送風空気が加熱され、車室内の暖房が実現される。また、室内凝縮器13から流出した冷媒は、暖房用固定絞り14にて減圧されて室外熱交換器16へ流入する。
Therefore, in the
室外熱交換器16へ流入した冷媒は、送風ファン16aから送風された車室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介してアキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed into the
(b)冷房モード
冷房モードでは、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路が、図1の黒塗り矢印で示すように、圧縮機11→室内凝縮器13(→バイパス通路15)→室外熱交換器16(→三方弁20)→冷房用固定絞り17→室内蒸発器18→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器13および室外熱交換器16を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、室内蒸発器18を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
(B) Cooling mode In the cooling mode, the refrigerant circuit of the
従って、冷房モード時のヒートポンプサイクル10では、圧縮機11にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器13にて室内蒸発器18通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器18から流出した冷媒は、バイパス通路15を介して室外熱交換器16へ流入し、室外熱交換器16にて送風ファン16aから送風された外気と熱交換して放熱する。
Therefore, in the
室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介して冷房用固定絞り17へ流入し、冷房用固定絞り17にて減圧膨張される。冷房用固定絞り17にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器18へ流入し、送風機32から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器18を通過する送風空気が冷却される。
The refrigerant that has flowed out of the
そして、前述の如く、室内蒸発器18にて冷却された送風空気の一部が室内凝縮器13にて加熱されることによって、車室内へ送風される送風空気が目標吹出温度TAOに近づくように調整され、車室内の冷房が実現される。また、室内蒸発器18から流出した冷媒は、アキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
As described above, a part of the blown air cooled by the
(c)除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路が、図1の斜線ハッチング付き矢印で示すように、圧縮機11→室内凝縮器13→暖房用固定絞り14→室外熱交換器16(→三方弁20)→冷房用固定絞り17→室内蒸発器18→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器13および室外熱交換器16を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、室内蒸発器18を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
(C) Dehumidifying Heating Mode In the dehumidifying heating mode, the refrigerant circuit of the
従って、除湿暖房モード時のヒートポンプサイクル10では、圧縮機11にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器13にて室内蒸発器18通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器18から流出した冷媒は、暖房用固定絞り14にて減圧されて室外熱交換器16へ流入する。室外熱交換器16へ流入した冷媒は送風ファン16aから送風された外気と熱交換して放熱する。
Therefore, in the
室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介して冷房用固定絞り17へ流入し、冷房用固定絞り17にて減圧膨張される。冷房用固定絞り17にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器18へ流入し、送風機32から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器18を通過する送風空気が冷却されて除湿される。以降の作動は冷房モードと同様である。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、室内蒸発器18にて冷却された送風空気を室内凝縮器13にて加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の除湿暖房を行うことができる。この際、除湿暖房モードでは、開閉弁15aを閉じるので、冷房モードよりも室外熱交換器16へ流入する冷媒の圧力および温度を低下させることができる。
As described above, in the dehumidifying and heating mode, as in the cooling mode, the blown air cooled by the
従って、室外熱交換器16における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器16における冷媒の放熱量を低減できる。これにより、除湿暖房モードでは、室内凝縮器12における冷媒の放熱量を増加させて、冷房モードよりも室内凝縮器12における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
Therefore, the temperature difference between the refrigerant temperature and the outside air temperature in the
(d)除霜モード
除霜モードは、着霜判定手段を構成する制御ステップS62、S65にて、室外熱交換器16に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調の開始時あるいはプレ空調中に実行される。なお、本実施形態では、一旦、除霜モードに切り替えられると、予め定めた所定時間(本実施形態では、5分間)が経過するまでは通常モードに切り替えられることはない。
(D) Defrosting mode In the defrosting mode, it is determined in control steps S62 and S65 constituting the frosting determining means that frosting has occurred in the
除霜モードでは、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路が、図1の網掛けハッチング付き矢印で示すように、圧縮機11(→室内凝縮器13→バイパス通路15)→室外熱交換器16(→三方弁20)→アキュムレータ19→圧縮機11の順に冷媒が循環するホットガスサイクルが構成される。
In the defrost mode, the refrigerant circuit of the
なお、除霜モードでは、送風空気の全風量が室内凝縮器13を迂回するようにエアミックスドア34の作動が制御されているので、室内凝縮器13では冷媒は殆ど放熱しない。このため、室内凝縮器13にて送風空気が加熱されることはない。
In the defrosting mode, the operation of the
従って、除霜モード時のヒートポンプサイクル10では、圧縮機11にて圧縮された高圧高温冷媒が、室外熱交換器16へ流入して放熱する。これにより、室外熱交換器16が加熱されて室外熱交換器16の除霜が実現される。室外熱交換器16から流出した冷媒は、三方弁20を介してアキュムレータ19へ流入する。アキュムレータ19にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機11に吸入される。
Therefore, in the
本実施形態の車両用空調装置1は、以上の如く作動して、車室内の冷房、暖房および除湿暖房を実現することができるとともに、室外熱交換器16に着霜が生じた際に、除霜モードに切り替えることによって室外熱交換器16を除霜することもできる。
The
さらに、本実施形態の車両用空調装置1では、開閉弁15aおよび三方弁20の作動を制御する冷媒回路制御手段50cが、着霜判定手段を構成する制御ステップS62、S65にて室外熱交換器16に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際(プレ空調の開始時を含む)に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるようにしている。
Furthermore, in the
換言すると、本実施形態の冷媒回路制御手段50cは、制御ステップS62、S65にて室外熱交換器16に着霜が生じたことが判定されても、プレ空調が実行されていない際には、除霜モードの冷媒回路に切り替えることを禁止するように構成されている。
In other words, the refrigerant circuit control means 50c of the present embodiment, when it is determined that frost formation has occurred in the
従って、本実施形態の室外熱交換器16の除霜は、乗員が車両に乗り込む前のプレ空調が実行されている際になされることになる。これにより、ヒートポンプサイクル10が除霜モードの冷媒回路に切り替えられることによって、乗員の暖房感が悪化してしまうことを抑制できる。
Therefore, the defrosting of the
また、本実施形態の車両用空調装置では、制御ステップS61にて説明したように、室外熱交換器16の室外器温度Toutが予め定めた基準温度KT1〜KT3より低くなっている際に、室外熱交換器16に着霜が生じたものと判定している。そして、各基準温度に、KT1<KT2<KT3の関係を持たせている。
Moreover, in the vehicle air conditioner of this embodiment, as explained in control step S61, when the outdoor unit temperature Tout of the
さらに、制御ステップS63では、着霜レベルFL(具体的には、FL_OLD)が1以上であるときに、プレ空調の開始時であるか否かを判定し、制御ステップS65では、着霜レベルFLが2以上であるときに、プレ空調中であるか否かを判定している。 Further, in control step S63, when the frost level FL (specifically, FL_OLD) is 1 or more, it is determined whether or not pre-air conditioning is started. In control step S65, the frost level FL is determined. Is equal to or greater than 2, it is determined whether pre-air conditioning is in progress.
つまり、本実施形態では、プレ空調の開始から時間経過に伴って、低い基準温度(高い着霜レベルFL)を用いて室外熱交換器16に着霜が生じているか否かを判定していることになる。このため、プレ空調の開始から時間経過に伴って、室外熱交換器16に着霜が生じていることが判定されにくくなる。
That is, in this embodiment, it is determined whether or not frost is generated in the
従って、制御ステップS6では、プレ空調の開始からの時間経過に伴って(すなわち乗員が車両に乗り込むまでの時間が近づくに伴って)、運転モードが除霜モードに決定されにくくなる。その結果、乗員が車両に乗り込む直前に除霜モードでの運転が実行されてしまうことを抑制し、乗員が車室内へ乗り込んだ際の暖房感の悪化を抑制できる。 Accordingly, in the control step S6, the operation mode is hardly determined to be the defrosting mode as time elapses from the start of the pre-air conditioning (that is, as time until the passenger gets into the vehicle approaches). As a result, it is possible to suppress the operation in the defrost mode immediately before the occupant gets into the vehicle, and to suppress the deterioration of the feeling of heating when the occupant gets into the vehicle interior.
また、本実施形態の車両用空調装置1では、制御ステップS76にて説明したように、室外器温度Toutが、着霜レベルFLを3とする第1基準温度KT1(具体的には、−20℃)よりも低くなった際に、ブロワレベルの上限値f(室外熱交換器)を低下させるようにしている。
Further, in the
従って、室外熱交換器16に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されていない場合であっても、送風機32の送風能力を低下させることにより、室内凝縮器13における冷媒放熱量を低減させて、室外熱交換器16における冷媒吸熱量を低減させて、室外熱交換器16の着霜の進行を遅らせることができる。
Therefore, even if it is determined that frost formation has occurred in the
これにより、プレ空調が実行されていない場合、すなわち乗員が車室内に乗車している際に、除霜モードでの運転が実行されてしまうことを抑制できるだけでなく、通常モード(暖房モード)での運転を継続することができるので、車両窓ガラスに曇りが発生してしまうことを抑制して乗員の視認性(安全性)を確保することもできる。 Thereby, when pre-air-conditioning is not executed, that is, when the occupant is in the vehicle compartment, not only can the operation in the defrost mode be suppressed, but also in the normal mode (heating mode). Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fogging on the vehicle window glass and to ensure the visibility (safety) of the occupant.
以上の如く、本実施形態の車両用空調装置1によれば、着霜が生じていることを判定するための基準温度KT1〜KT3を段階的に低下させて、プレ空調の開始時には、着霜レベルFL=1となっている際に除霜モードへ切り替え、プレ空調中には、着霜レベルFL=2となっている際に除霜モードへ切り替え、さらに、プレ空調の終了後は着霜レベルFL=3となっている際に送風機32の送風能力を低下させている。これにより、乗員が車室内に乗り込んだ際に、室外熱交換器16を除霜するために空調風の温度が急低下してしまうこと効果的に抑制できる。
As described above, according to the
また、本実施形態の車両用空調装置1では、制御ステップS11にて説明したように、プレ空調中であっても、バッテリBの蓄電残量SOCが基準蓄電残量KSOC以下になっており、外部電源から充分な電力が供給されていない場合には、制御ステップS120にて空調停止フラグf(A/C)を1として、車両用空調装置1の作動を停止させている。これにより、乗員にバッテリBの充電を促すこともできる。
Further, in the
さらに、プレ空調中であっても、エコノミースイッチが投入されている場合には、制御ステップS123にて説明したように、車両用空調装置1の各種電動式構成機器が消費してもよい電力の上限値である使用許可電力f(POWER)を低下させている。これにより、車室内の空調のために消費されるエネルギの低減を図ることができる。
Further, even during pre-air conditioning, when the economy switch is turned on, as explained in control step S123, the electric power that can be consumed by various electric components of the
(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上述の実施形態では、圧縮機11として電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機11の形式はこれに限定されない。例えば、ベルトおよび電磁クラッチ等を介してエンジンから駆動力を得る圧縮機11を採用してもよい。従って、本発明の車両用空調装置1の適用は電気自動車に限定されない。
(1) In the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is employed as the
例えば、内燃機関(エンジン)から走行用の駆動力を得て走行する通常の車両、内燃機関および走行用電動モータの双方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、さらに、車両停車時に外部電源(商用電源)から供給される電力をバッテリBに充電することのできる、いわゆるプラグインハイブリッド車両に適用してもよい。 For example, a normal vehicle that travels by obtaining a driving force for traveling from an internal combustion engine (engine), a so-called hybrid vehicle that obtains a driving force for traveling from both the internal combustion engine and the traveling electric motor, and an external device when the vehicle is stopped You may apply to what is called a plug-in hybrid vehicle which can charge the battery B with the electric power supplied from a power supply (commercial power supply).
また、エンジンを備える車両では、送風空気の補助加熱手段として、室内凝縮器13に加えて、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱する加熱用熱交換器(ヒーターコア)を設けてもよい。
In addition, in a vehicle equipped with an engine, in addition to the
(2)上述の実施形態では、暖房モード、冷房モード、除湿暖房モード、および除霜モードの冷媒回路を切替可能に構成されたヒートポンプサイクル10を説明したが、本発明は、少なくとも暖房モードの冷媒回路と除霜モードの冷媒回路とを切替可能に構成されたヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置に適用可能である。
(2) In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、室外熱交換器16を除霜する際に除霜モードの冷媒回路に切り替える例を説明したが、室外熱交換器16を除霜する際に、冷房モードの冷媒回路に切り替えるようにしてもよい。
Moreover, in the above-described embodiment, the example of switching to the refrigerant circuit in the defrost mode when defrosting the
(3)上述の実施形態では、一旦、除霜モードに切り替えられると、予め定めた所定時間が経過するまで除霜モードでの運転が継続される例を説明したが、除霜モードから通常モードへの切り替えは、これに限定されない。例えば、室外器温度Toutが予め定めた切替用基準温度以上となった際に、除霜モードから通常モードへ切り替えるようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, once switched to the defrost mode, an example in which the operation in the defrost mode is continued until a predetermined time elapses has been described. Switching to is not limited to this. For example, the defrost mode may be switched to the normal mode when the outdoor unit temperature Tout becomes equal to or higher than a predetermined switching reference temperature.
10 ヒートポンプサイクル
11 圧縮機
13 室内凝縮器
15a 開閉弁(冷媒回路切替手段)
16 室外熱交換器
20 三方弁(冷媒回路切替手段)
50c 冷媒回路制御手段
DESCRIPTION OF
16
50c Refrigerant circuit control means
Claims (3)
前記冷媒回路切替手段(15a、20)は、前記車室内の暖房を行う際には、前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を前記室内凝縮器(13)へ流入させるとともに前記室外熱交換器(16)にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、前記室外熱交換器(16)の除霜を行う際には、前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を前記室外熱交換器(16)へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、
さらに、乗員が車両に乗り込む前に前記車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
前記室外熱交換器(16)に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段(S62、S65)と、
前記冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御する冷媒回路制御手段(50c)とを備え、
前記冷媒回路制御手段(50c)は、前記着霜判定手段(S62、S65)によって前記着霜が生じたことが判定され、かつ、前記プレ空調が実行されている際に、前記除霜モードの冷媒回路に切り替えるように前記冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御するものであり、
前記着霜判定手段(S62、S65)は、前記室外熱交換器(16)の室外器温度(Tout)が予め定めた基準温度(KT1〜KT3)より低くなっている際に、前記着霜が生じたと判定するとともに、前記プレ空調の開始時には、前回の車両システム停止時に記憶した値に基づいて前記着霜が生じているか否かを判定するものであり、
前記基準温度(KT1〜KT3)として、前記プレ空調の実行中に用いられる前記基準温度(KT2、KT3)が、前回の車両システム停止時に記憶した値に基づいて判定する際に用いられる前記基準温度(KT1、KT2)よりも、低い値に定められていることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, an indoor condenser (13) that exchanges heat between the refrigerant and the blown air blown into the vehicle interior, and an outdoor heat exchanger (16) that exchanges heat between the refrigerant and the outside air And a heat pump cycle (10) having refrigerant circuit switching means (15a, 20) for switching the refrigerant circuit through which the refrigerant circulates,
When the vehicle interior is heated, the refrigerant circuit switching means (15a, 20) causes the refrigerant discharged from the compressor (11) to flow into the indoor condenser (13) and the outdoor heat exchange. When the outdoor heat exchanger (16) is defrosted by switching to a heating mode refrigerant circuit that evaporates the refrigerant in the cooler (16), the refrigerant discharged from the compressor (11) is used as the outdoor heat. It is configured to switch to a refrigerant circuit in a defrost mode that flows into the exchanger (16),
Further, the vehicle air conditioner configured to be able to perform pre-air conditioning that starts air conditioning in the passenger compartment before the occupant enters the vehicle,
Frosting determination means (S62, S65) for determining that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16);
Refrigerant circuit control means (50c) for controlling the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20),
When the refrigerant circuit control means (50c) determines that the frost formation has occurred by the frost formation determination means (S62, S65) and the pre-air conditioning is being executed, the refrigerant circuit control means (50c) The operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20) is controlled so as to switch to the refrigerant circuit,
When the outdoor temperature (Tout) of the outdoor heat exchanger (16) is lower than a predetermined reference temperature (KT1 to KT3), the frost determination means (S62, S65) At the start of the pre-air conditioning, it is determined whether or not the frost has occurred based on the value stored when the previous vehicle system stopped,
As the reference temperature (KT1~KT3), before Symbol the reference temperature used during the execution of the pre-air conditioning (KT2, KT3) is, the criteria used in determining on the basis of the value stored at the previous vehicle system stop A vehicle air conditioner characterized in that it is set to a value lower than the temperature (KT1, KT2) .
前記冷媒回路切替手段(15a、20)は、前記車室内の暖房を行う際には、前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を前記室内凝縮器(13)へ流入させるとともに前記室外熱交換器(16)にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、前記室外熱交換器(16)の除霜を行う際には、前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を前記室外熱交換器(16)へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、
さらに、乗員が車両に乗り込む前に前記車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
前記室外熱交換器(16)に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段(S62、S65)と、
前記冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御する冷媒回路制御手段(50c)とを備え、
前記冷媒回路制御手段(50c)は、前記着霜判定手段(S62、S65)によって前記着霜が生じたことが判定され、かつ、前記プレ空調が実行されている際に、前記除霜モードの冷媒回路に切り替えるように前記冷媒回路切替手段(15a、20)の作動を制御するものであり、
前記着霜判定手段(S62、S65)は、前記室外熱交換器(16)の室外器温度(Tout)が予め定めた基準温度(KT1〜KT3)より低くなっている際に、前記室外熱交換器(16)に着霜が生じたと判定するものであり、
前記基準温度(KT1〜KT3)は、前記プレ空調の開始からの経過時間に伴って低い温度となるように定められていることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, an indoor condenser (13) that exchanges heat between the refrigerant and the blown air blown into the vehicle interior, and an outdoor heat exchanger (16) that exchanges heat between the refrigerant and the outside air And a heat pump cycle (10) having refrigerant circuit switching means (15a, 20) for switching the refrigerant circuit through which the refrigerant circulates,
When the vehicle interior is heated, the refrigerant circuit switching means (15a, 20) causes the refrigerant discharged from the compressor (11) to flow into the indoor condenser (13) and the outdoor heat exchange. When the outdoor heat exchanger (16) is defrosted by switching to a heating mode refrigerant circuit that evaporates the refrigerant in the cooler (16), the refrigerant discharged from the compressor (11) is used as the outdoor heat. It is configured to switch to a refrigerant circuit in a defrost mode that flows into the exchanger (16),
Further, the vehicle air conditioner configured to be able to perform pre-air conditioning that starts air conditioning in the passenger compartment before the occupant enters the vehicle,
Frosting determination means (S62, S65) for determining that frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger (16);
Refrigerant circuit control means (50c) for controlling the operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20),
When the refrigerant circuit control means (50c) determines that the frost formation has occurred by the frost formation determination means (S62, S65) and the pre-air conditioning is being executed, the refrigerant circuit control means (50c) The operation of the refrigerant circuit switching means (15a, 20) is controlled so as to switch to the refrigerant circuit ,
When the outdoor temperature (Tout) of the outdoor heat exchanger (16) is lower than a predetermined reference temperature (KT1 to KT3), the frosting determination means (S62, S65) is configured to perform the outdoor heat exchange. It is determined that frosting has occurred in the vessel (16),
The vehicle air conditioner is characterized in that the reference temperature (KT1 to KT3) is determined to become a low temperature with an elapsed time from the start of the pre-air conditioning.
前記送風機(32)の作動を制御する送風機制御手段(50b)とを備え、
前記送風機制御手段(50b)は、前記着霜判定手段(S62、S65)によって前記着霜が生じたことが判定され、かつ、前記プレ空調が実行されていない際に、前記送風機(32)の送風能力を低下させ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。 A blower (32) for blowing the blown air toward the vehicle interior;
A blower control means (50b) for controlling the operation of the blower (32),
The blower control means (50b) determines that the frost formation has occurred by the frost formation determination means (S62, S65) and when the pre-air conditioning is not being executed, The air conditioner for vehicles according to claim 1 or 2, wherein the air blowing capacity is lowered.
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