JP6126429B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関し、特にヒートポンプ装置を備えたものに関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner mounted on a vehicle, and particularly relates to a vehicle equipped with a heat pump device.
従来より、電気自動車等に搭載される空調装置として、ヒートポンプ装置を備えた空調装置が知られている。これら車両用のヒートポンプ装置は、電動コンプレッサ、車室外に配設される車室外熱交換器、減圧弁、及び車室内に配設される車室内熱交換器を冷媒配管によって順に接続して構成されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an air conditioner equipped with a heat pump device is known as an air conditioner mounted on an electric vehicle or the like. These vehicle heat pump devices are configured by sequentially connecting an electric compressor, a vehicle exterior heat exchanger disposed outside the vehicle interior, a pressure reducing valve, and a vehicle interior heat exchanger disposed within the vehicle interior via a refrigerant pipe. (For example, refer to Patent Document 1).
ヒートポンプ装置が暖房運転モードにあるときには、車室内熱交換器を放熱器とし、車室外熱交換器を吸熱器として作用させるように冷媒を流し、また、冷房運転モードにあるときには、車室内熱交換器を吸熱器とし、車室外熱交換器を放熱器として作用させるように冷媒を流す。 When the heat pump device is in the heating operation mode, the vehicle interior heat exchanger is used as a radiator, and the refrigerant is flown so that the vehicle exterior heat exchanger acts as a heat absorber. When the heat pump device is in the cooling operation mode, the vehicle interior heat exchange is performed. The refrigerant is caused to flow so that the heat sink acts as a heat sink and the heat exchanger outside the vehicle cabin acts as a heat radiator.
また、例えば、特許文献2の車両用空調装置は、空気流れ方向上流側に配設される上流側車室内熱交換器と、下流側に配設される下流側車室内熱交換器とを備えている。冷媒配管には四方弁が設けられており、この四方弁を切り替えることによって暖房運転モードや冷房運転モード等の運転モード切替が行われる。 Further, for example, the vehicle air conditioner disclosed in Patent Document 2 includes an upstream side vehicle interior heat exchanger disposed on the upstream side in the air flow direction, and a downstream vehicle interior heat exchanger disposed on the downstream side. ing. The refrigerant pipe is provided with a four-way valve, and switching of the operation mode such as the heating operation mode and the cooling operation mode is performed by switching the four-way valve.
また、例えば、特許文献3の車両用空調装置は、車室内熱交換器として、空気流れ方向上流側に配設される上流側車室内熱交換器と、下流側に配設される下流側車室内熱交換器とを備えている。下流側車室内熱交換器は、暖房運転モード及び冷房運転モードの両モードで放熱器として作用する。また、上流側車室内熱交換器は、暖房運転モード及び冷房運転モードの両モードで吸熱器として作用する。 In addition, for example, the vehicle air conditioner disclosed in Patent Document 3 includes, as a vehicle interior heat exchanger, an upstream vehicle interior heat exchanger disposed on the upstream side in the air flow direction and a downstream vehicle disposed on the downstream side. And an indoor heat exchanger. The downstream-side vehicle interior heat exchanger acts as a radiator in both the heating operation mode and the cooling operation mode. In addition, the upstream side vehicle interior heat exchanger acts as a heat absorber in both the heating operation mode and the cooling operation mode.
ところで、暖房時には、車室外熱交換器が吸熱器として作用するので、車室外熱交換器の表面では凝縮水が凍結して着霜が起こる。車室外熱交換器が着霜すると外部空気との熱交換が行えなくなるので、除霜運転が必要になる。 By the way, since the vehicle exterior heat exchanger acts as a heat absorber during heating, condensed water freezes on the surface of the vehicle exterior heat exchanger and frost formation occurs. When the vehicle exterior heat exchanger is frosted, heat exchange with the outside air cannot be performed, so a defrosting operation is required.
ところが、車室外熱交換器が着霜する状況はいつも同じではなく、着霜しやすい状況やそうでない状況がある。 However, the situation where the heat exchanger outside the passenger compartment frosts is not always the same.
また、除霜運転を行うと暖房能力が低下することは避けられないので、乗員の快適性が悪化する恐れがある。特に、一般家庭用空調装置に比べて狭い車室内を暖房する車両用空調装置の場合、除霜運転を行うと、どのような着霜状態でも除霜が優先となっており、吹出空気の温度が低下して、除霜運転を行ったことが乗員に顕著に感じられることになるので問題となる。 In addition, when the defrosting operation is performed, it is unavoidable that the heating capacity is reduced, so that passenger comfort may be deteriorated. In particular, in the case of a vehicle air conditioner that heats a narrow passenger compartment as compared with a general home air conditioner, defrosting is prioritized in any defrosting condition, and the temperature of the blown air Decreases, and it is a problem because the occupant feels that the defrosting operation has been performed.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室外熱交換器が着霜した場合に、シーンに応じて適切な能力の除霜運転を行うことができるようにすることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective can perform the defrost driving | operation of appropriate capability according to a scene, when a vehicle exterior heat exchanger frosts. There is in doing so.
上記目的を達成するために、本発明では、圧縮機から吐出した冷媒を、車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器に流す除霜運転モードと、圧縮機から吐出した冷媒を、車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器をバイパスさせて流す除霜運転モードとに切替可能に構成した。 In order to achieve the above object, in the present invention, after the refrigerant discharged from the compressor is allowed to flow through the vehicle interior heat exchanger, the defrosting operation mode for flowing through the vehicle interior heat exchanger and the refrigerant discharged from the compressor are used. Then, after flowing through the vehicle interior heat exchanger, it can be switched to a defrosting operation mode in which the vehicle exterior heat exchanger is bypassed.
第1の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に配設される車室内熱交換器と、車室外に配設される車室外熱交換器と、減圧弁とを含み、上記圧縮機、上記車室内熱交換器、上記減圧弁及び上記車室外熱交換器を冷媒配管により接続してなるとともに、冷媒を、上記車室外熱交換器をバイパスさせて流すためのバイパス配管を有するヒートポンプ装置と、
上記車室内熱交換器を収容するとともに、該車室内熱交換器に空調用空気を送風する送風機を有し、調和空気を生成して車室に供給するように構成された車室内空調ユニットと、
上記ヒートポンプ装置及び上記車室内空調ユニットを制御する空調制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
上記減圧弁は、上記冷媒配管において上記バイパス配管の接続部と上記車室内熱交換器との間に配設され、
上記車室外熱交換器が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合には、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器に流し、上記減圧弁を開方向に制御する第1除霜運転モードと、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器をバイパスさせて流し、上記減圧弁を減圧作用を発揮する閉方向に制御する第2除霜運転モードとを含む除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とするものである。
1st invention includes the compressor which compresses a refrigerant | coolant, the vehicle interior heat exchanger arrange | positioned in a vehicle interior, the vehicle exterior heat exchanger arrange | positioned outside a vehicle interior, and a pressure-reduction valve, The said compression And a heat pump having a bypass pipe for allowing the refrigerant to flow by bypassing the heat exchanger outside the vehicle and connecting the heat exchanger inside the vehicle, the pressure reducing valve, and the heat exchanger outside the vehicle through a refrigerant pipe Equipment,
A vehicle interior air conditioning unit configured to house the vehicle interior heat exchanger and to have a blower that blows air for air conditioning in the vehicle interior heat exchanger; ,
A vehicle air conditioner comprising the heat pump device and an air conditioning control device for controlling the vehicle interior air conditioning unit,
The pressure reducing valve is disposed between the connection portion of the bypass pipe and the vehicle interior heat exchanger in the refrigerant pipe,
Comprising frost detection means for detecting whether the vehicle exterior heat exchanger is frosted,
When the frost detection of the vehicle exterior heat exchanger is detected by the frost detection means, the air conditioning control device flows the refrigerant discharged from the compressor through the vehicle interior heat exchanger, and flow to the outer heat exchanger, after the first defrosting operation mode for controlling the pressure reducing valve in the opening direction, the refrigerant discharged from the compressor and flowed in the inner heat exchanger, the car outdoor heat and flow by bypassing the exchanger, and wherein the actuating the heat pump apparatus so that the pressure reducing valve becomes defrosting operation mode and a second defrosting operation mode for controlling the closing direction to exert the action of vacuum To do.
この構成によれば、第1除霜運転モードでは、圧縮機から吐出した冷媒を車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器に流すことで、暖房能力を確保したまま、車室外熱交換器の表面温度を上昇させて除霜が可能になる。また、外気温が比較的高い場合には、第2除霜運転モードを選択することで、圧縮機から吐出した冷媒を車室内熱交換器に流して暖房能力を確保しておき、その後、車室外熱交換器をバイパスさせることで、車室外熱交換器の霜を例えば走行風を利用して効率よく溶かすことが可能になる。 According to this configuration, in the first defrosting operation mode, after the refrigerant discharged from the compressor flows through the vehicle interior heat exchanger, the refrigerant flows outside the vehicle interior heat exchanger, thereby maintaining the heating capacity while maintaining the heating capacity. Defrosting is possible by raising the surface temperature of the heat exchanger. In addition, when the outside air temperature is relatively high, the second defrosting operation mode is selected to flow the refrigerant discharged from the compressor to the vehicle interior heat exchanger to ensure the heating capacity. By bypassing the outdoor heat exchanger, the frost of the outdoor heat exchanger can be efficiently melted using, for example, traveling wind.
また、第1除霜運転モード時に減圧弁を開方向に制御することで冷媒の圧力損失が低減されて高温高圧の冷媒を車室外熱交換器に流して霜を溶かすことが可能になる。また、第2除霜運転モード時に減圧作用を発揮させることで、ホットガス運転が行えるので、車室外熱交換器を用いることなく暖房能力が得られる。Further, by controlling the pressure reducing valve in the opening direction in the first defrosting operation mode, the pressure loss of the refrigerant is reduced, and it becomes possible to flow the high-temperature and high-pressure refrigerant through the vehicle exterior heat exchanger to melt the frost. In addition, since the hot gas operation can be performed by exerting the pressure reducing action in the second defrosting operation mode, the heating capacity can be obtained without using the vehicle exterior heat exchanger.
第2の発明は、第1の発明において、
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合には、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器及び上記バイパス配管の両方に流す第3除霜運転モードを含む除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
When the frost detection of the vehicle exterior heat exchanger is detected by the frost detection means, the air conditioning control device flows the refrigerant discharged from the compressor through the vehicle interior heat exchanger, The heat pump device is operated so as to be in a defrosting operation mode including a third defrosting operation mode that flows through both the vehicle exterior heat exchanger and the bypass pipe.
この構成によれば、冷媒を車室外熱交換器及びバイパス配管の両方に流すことで、除霜能力をより細かく変更することが可能になる。 According to this structure, it becomes possible to change a defrosting capability more finely by flowing a refrigerant | coolant to both a vehicle exterior heat exchanger and bypass piping.
第3の発明は、第1または2の発明において、
暖房要求度合いを検出する暖房要求度合い検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが高いことが検出された場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させ、一方、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが低いことが検出された場合には、第1除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
A heating request level detection means for detecting the heating request level;
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to be in the second defrosting operation mode when the heating request degree is detected by the heating request degree detection means, while the heating request degree When the detection means detects that the degree of heating request is low, the heat pump device is operated so as to be in the first defrosting operation mode.
この構成によれば、暖房要求度合いに応じて適切な除霜運転モードを選択することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to select an appropriate defrosting operation mode according to the heating request level.
第4の発明は、第1から3のいずれか1つの発明において、
外気温度を検出する外気温度センサを備え、
上記空調制御装置は、上記外気温度センサにより検出された外気温度が0℃よりも高い場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とするものである。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
It has an outside temperature sensor that detects the outside temperature,
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to be in the second defrosting operation mode when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is higher than 0 ° C. .
この構成によれば、車室外熱交換器の霜を外気を利用して溶かすことが可能になるので、エネルギ消費量が低減する。 According to this configuration, it is possible to melt the frost of the heat exchanger outside the passenger compartment by using the outside air, so that energy consumption is reduced.
第5の発明は、第1から4のいずれか1つの発明において、
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により着霜量が所定以上であると検出された場合には、第1除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させ、一方、上記着霜検出手段により着霜量が所定未満であることが検出された場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とするものである。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to enter the first defrosting operation mode when the frost detection amount is detected by the frost detection means to be a predetermined value or more, while the frost formation is performed. When the detection unit detects that the amount of frost formation is less than a predetermined amount, the heat pump device is operated so as to be in the second defrosting operation mode.
この構成によれば、車室外熱交換器の着霜状態に応じて適切な除霜運転モードを選択することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to select an appropriate defrosting operation mode according to the frosting state of the vehicle exterior heat exchanger.
第6の発明は、第3の発明において、
上記冷媒配管における上記車室外熱交換器よりも冷媒流れ上流側には、冷媒を加熱する冷媒加熱器が配設され、
上記空調制御装置は、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが高いことが検出された場合には、上記冷媒加熱器を作動させることを特徴とするものである。
According to a sixth invention , in the third invention,
A refrigerant heater that heats the refrigerant is disposed on the refrigerant flow upstream side of the vehicle compartment heat exchanger in the refrigerant pipe,
The air conditioning control device operates the refrigerant heater when the heating request level is detected by the heating request level detection unit.
この構成によれば、第1除霜運転モード時には、冷媒加熱器で加熱した冷媒を車室外熱交換器に流すことができるので、霜を早期に溶かすことが可能になる。また、第2除霜運転モード時には、冷媒を冷媒加熱器で加熱することで高い暖房能力が得られる。 According to this configuration, in the first defrosting operation mode, the refrigerant heated by the refrigerant heater can be flowed to the vehicle exterior heat exchanger, so that frost can be melted at an early stage. In the second defrosting operation mode, a high heating capacity can be obtained by heating the refrigerant with the refrigerant heater.
第7の発明は、第1から6のいずれか1つの発明において、
上記空調制御装置は、除霜運転時に暖房運転時に比べて送風量が低下するように上記送風機を制御することを特徴とするものである。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
The air-conditioning control device controls the blower so that the amount of blown air is reduced during the defrosting operation compared to during the heating operation.
この構成によれば、除霜運転中に吹出風量を低下させることにより、吹出空気の温度が低下してしまうのを抑制することが可能になる。 According to this structure, it becomes possible to suppress that the temperature of blowing air falls by reducing the amount of blowing air during a defrost operation.
第8の発明は、第6の発明において、
上記車両用空調装置は電気自動車に搭載され、
上記冷媒加熱器は、上記電気自動車の走行用バッテリから電力供給を受けて作動する電気式加熱器であることを特徴とするものである。
In an eighth aspect based on the sixth aspect ,
The vehicle air conditioner is mounted on an electric vehicle,
The refrigerant heater is an electric heater that operates by receiving power supply from a battery for traveling of the electric vehicle.
この構成によれば、本発明に係る車両用空調装置を電気自動車に搭載して作動させることが可能になる。 According to this configuration, the vehicle air conditioner according to the present invention can be mounted and operated on the electric vehicle.
第9の発明は、第8の発明において、
上記バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリの残量が所定値以下である場合には、上記冷媒加熱器の作動を禁止することを特徴とするものである。
In a ninth aspect based on the eighth aspect ,
Battery remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the battery,
The air conditioning control device is characterized in that the operation of the refrigerant heater is prohibited when the remaining amount of the battery detected by the battery remaining amount detecting means is not more than a predetermined value.
この構成によれば、バッテリ残量が少ない場合にバッテリの消費が抑制される。
第10の発明によれば、第1から9のいずれか1つの発明において、
上記ヒートポンプ装置は、車室内に配設される第1車室内熱交換器と、車室内において該第1車室内熱交換器の空気流れ上流側に配設される第2車室内熱交換器とを備えており、
上記空調制御装置は、上記圧縮機から吐出した冷媒を、放熱器として作用させる上記第1車室内熱交換器及び上記第2車室内熱交換器に流す暖房運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする。
According to this configuration, battery consumption is suppressed when the remaining battery level is low.
According to the invention of the first 0, in any one invention of the first 9,
The heat pump device includes: a first vehicle interior heat exchanger disposed in the vehicle interior; a second vehicle interior heat exchanger disposed upstream of the air flow of the first vehicle interior heat exchanger in the vehicle interior; With
The air conditioning control device controls the heat pump device so as to be in a heating operation mode in which the refrigerant discharged from the compressor is caused to act as a radiator to the first vehicle interior heat exchanger and the second vehicle interior heat exchanger. It is operated.
この構成によれば、暖房運転モード時に第1車室内熱交換器及び第2車室内熱交換器の両方を放熱器として作用させることで、第1車室内熱交換器及び第2車室内熱交換器で空調用空気を加熱することが可能になり、暖房能力が高まる。 According to this configuration, the first vehicle interior heat exchanger and the second vehicle interior heat exchanger are operated by causing both the first vehicle interior heat exchanger and the second vehicle interior heat exchanger to act as radiators in the heating operation mode. It becomes possible to heat the air for air-conditioning with a heater, and the heating capacity is increased.
第1の発明によれば、圧縮機から吐出した冷媒を、車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器に流す第1除霜運転モードと、圧縮機から吐出した冷媒を、車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器をバイパスさせて流す第2除霜運転モードとに切り替えて運転することができるので、除霜能力を高めたい場合や、除霜能力が低くてもよい場合に、シーンに応じて適切な能力の除霜運転を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the refrigerant discharged from the compressor is allowed to flow through the vehicle interior heat exchanger, and then the refrigerant is discharged from the compressor to the vehicle interior heat exchanger. After flowing through the indoor heat exchanger, it can be operated by switching to the second defrosting operation mode that bypasses the vehicle exterior heat exchanger and flows, so if you want to increase the defrosting capacity, or if the defrosting capacity is low If it is acceptable, a defrosting operation with an appropriate capacity can be performed according to the scene.
また、第2除霜運転モード時に減圧弁を閉方向に制御し、第1除霜運転モード時に減圧弁を開方向に制御することで、それぞれのモードで除霜能力及び暖房能力を得ることができる。Further, by controlling the pressure reducing valve in the closing direction during the second defrosting operation mode and controlling the pressure reducing valve in the opening direction during the first defrosting operation mode, the defrosting ability and the heating ability can be obtained in each mode. it can.
第2の発明によれば、圧縮機から吐出した冷媒を、車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器及びバイパス配管の両方に流す第3除霜運転モードにも切り替えることができるので、除霜能力をより一層細かく変更することができる。 According to the second aspect of the invention, the refrigerant discharged from the compressor can be switched to the third defrosting operation mode in which the refrigerant discharged from the compressor flows through both the vehicle interior heat exchanger and the bypass pipe. Therefore, the defrosting capability can be changed more finely.
第3の発明によれば、暖房要求度合いが高い場合に第2除霜運転モードとし、暖房要求度合いが低い場合に第1除霜運転モードとすることで、車室内の快適性を向上させることができる。 According to the third aspect of the invention, the second defrosting operation mode is set when the heating request level is high, and the first defrosting operation mode is set when the heating request level is low, thereby improving the comfort in the vehicle interior. Can do.
第4の発明によれば、外気温度が0℃よりも高い場合に、第2除霜運転モードとなるようにヒートポンプ装置を作動させて車室外熱交換器の霜を外気を利用して溶かすことができる。これにより、暖房能力を確保できるとともに、エネルギ消費量を低減できる。 According to the fourth invention, when the outside air temperature is higher than 0 ° C., the heat pump device is operated so as to be in the second defrosting operation mode, and the frost in the outside heat exchanger is melted using the outside air. Can do. Thereby, while being able to ensure heating capability, energy consumption can be reduced.
第5の発明によれば、着霜量が多い場合に第1除霜運転モードとし、着霜量が少ない場合に第2除霜運転モードとすることで、シーンに応じて適切な除霜能力及び暖房能力を得ることができる。 According to the 5th invention, when the amount of frost formation is large, the first defrosting operation mode is set, and when the amount of frost formation is small, the second defrosting operation mode is set. And heating capacity can be obtained.
第6の発明によれば、冷媒配管における車室外熱交換器よりも冷媒流れ上流側に冷媒加熱器を配設し、暖房要求度合いが高い場合に冷媒加熱器を作動させるようにしたので、十分な除霜能力及び暖房能力を得ることができる。 According to the sixth invention, the refrigerant heater disposed in the refrigerant flow upstream side of the outer heat exchanger in refrigerant piping, since the actuate the refrigerant heater when heating demand a higher degree, Sufficient defrosting capacity and heating capacity can be obtained.
第7の発明によれば、除霜運転時に送風量を低下させることができる。これにより、除霜運転中の吹出空気の温度低下を抑制できる。 According to the seventh invention, it is possible to reduce the air flow rate during the defrosting operation. Thereby, the temperature fall of the blowing air during a defrost operation can be suppressed.
第8の発明によれば、冷媒加熱器を電気自動車の走行用バッテリで作動させるようにしたので、電気自動車で快適な空調を実現できる。 According to the eighth invention, since the refrigerant heater is operated by the battery for running the electric vehicle, comfortable air conditioning can be realized in the electric vehicle.
第9の発明によれば、バッテリ残量が少ない場合に冷媒加熱器の作動を禁止することで、航続可能距離を伸ばすことができる。 According to the ninth aspect , the cruising distance can be extended by prohibiting the operation of the refrigerant heater when the remaining battery capacity is low.
第10の発明によれば、暖房運転モード時に第1車室内熱交換器及び第2車室内熱交換器の両方で空調用空気を加熱できるので暖房能力を高めることができる。 According to the invention of the first 0, it is possible to enhance the heating capacity since it heats the air-conditioning air in both the first passenger compartment heat exchanger and the second passenger compartment heat exchanger in the heating operation mode.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
This will be described in detail. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置1の概略構成図である。車両用空調装置1が搭載された車両は、走行用バッテリB(図2に示す)及び走行用モーター(図示せず)を備えた電気自動車である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
車両用空調装置1は、ヒートポンプ装置20と、車室内空調ユニット21と、ヒートポンプ装置20及び車室内空調ユニット21を制御する空調制御装置22(図2に示す)とを備えている。
The
ヒートポンプ装置20は、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ30と、車室内に配設される下流側車室内熱交換器(第1車室内熱交換器)31と、車室内において下流側車室内熱交換器31の空気流れ方向上流側に配設される上流側車室内熱交換器(第2車室内熱交換器)32と、車室外に配設される車室外熱交換器33と、アキュムレータ34と、これら機器30〜34を接続する第1〜第4主冷媒配管40〜43と、第1〜第3分岐冷媒配管44〜46と、バイパス配管BPとを備えている。さらに、ヒートポンプ装置20は、冷媒加熱器35も備えている。
The
電動コンプレッサ30は、従来から周知の車載用のものであり、電動モーターによって駆動される。電動コンプレッサ30の回転数を変更することによって単位時間当たりの吐出量を変化させることができる。電動コンプレッサ30は、空調制御装置22に接続されてON及びOFFの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。電動コンプレッサ30には、走行用バッテリBから電力が供給される。
The
上流側車室内熱交換器32は、図3に示すように、上側ヘッダタンク47と、下側ヘッダタンク48と、コア49とを備えている。コア49は、上下方向に延びるチューブ49aとフィン49bとを交互に左右方向(図3の左右方向)に配列して一体化したものであり、空調用空気がチューブ49a間を通過するようになっている。空調用空気の流れ方向を白抜きの矢印で示している。チューブ49aは、外部空気の流れ方向に2列並んでいる。
As shown in FIG. 3, the upstream side vehicle
空気流れ上流側のチューブ49a及び下流側のチューブ49aの上端部は、上側ヘッダタンク47に接続されて連通している。上側ヘッダタンク47の内部には、該上側ヘッダタンク47を空気流れ方向上流側と下流側とに仕切る第1仕切部47aが設けられている。第1仕切部47aよりも空気流れ方向上流側の空間が上流側のチューブ49aの上端に連通し、第1仕切部47aよりも空気流れ方向下流側の空間が下流側のチューブ49aの上端に連通している。
The upper ends of the air flow
また、上側ヘッダタンク47の内部には、該上側ヘッダタンク47を左右方向に仕切る第2仕切部47bが設けられている。第1仕切部47aにおける第2仕切部47bよりも右側には、連通孔47eが形成されている。
In addition, a
上側ヘッダタンク47の左側面の空気流れ下流側には冷媒の流入口47cが形成され、また、上流側には冷媒の流出口47dが形成されている。
A
下側ヘッダタンク48の内部には、上側ヘッダタンク47の第1仕切部47aと同様に、空気流れ方向上流側と下流側とに仕切る仕切部48aが設けられている。仕切部48aよりも空気流れ方向上流側の空間が上流側のチューブ49aの下端に連通し、仕切部48aよりも空気流れ方向下流側の空間が下流側のチューブ49aの下端に連通している。
Inside the
この下流側車室内熱交換器31は、上記のように構成したことで合計4つのパスを有している。すなわち、流入口47cから流入した冷媒は、まず、上側ヘッダタンク47の第1仕切部47aよりも空気流れ方向下流側で、かつ、第2仕切部47bよりも左側の空間R1に流入し、空間R1に連通するチューブ49a内を下へ向かって流れる。
The downstream side vehicle
その後、下側ヘッダタンク48の仕切部48aよりも空気流れ方向下流側の空間S1に流入して右側へ流れてチューブ49a内を上へ向かって流れた後、上側ヘッダタンク47の第1仕切部47aよりも空気流れ方向下流側で、かつ、第2仕切部47bよりも右側の空間R2に流入する。
Then, after flowing into the space S1 downstream of the
次いで、空間R2内の冷媒は第1仕切部47aの連通孔47eを通り、上側ヘッダタンク47の第1仕切部47aよりも空気流れ方向上流側で、かつ、第2仕切部47bよりも右側の空間R3に流入し、空間R3に連通するチューブ49a内を下へ向かって流れる。
Next, the refrigerant in the space R2 passes through the
しかる後、下側ヘッダタンク48の仕切部48aよりも空気流れ方向上流側の空間S2に流入して左側へ流れてチューブ49a内を上へ向かって流れた後、上側ヘッダタンク47の第1仕切部47aよりも空気流れ方向上流側で、かつ、第2仕切部47bよりも左側の空間R4に流入し、流出口47dから外部へ流出する。
Then, after flowing into the space S2 upstream of the
上流側車室内熱交換器32の空気流れ方向上流側のパスによって風上側パスP1が構成され、また、空気流れ方向下流側のパスによって風下側パスP2が構成される。
An upstream side path P1 is configured by a path upstream in the air flow direction of the upstream side vehicle
下流側車室内熱交換器31は、大きさが上記上流側車室内熱交換器32よりも小さいだけであり、上流側車室内熱交換器32と同様な構造を有しているので詳細な説明は省略する。尚、下流側車室内熱交換器31と上流側車室内熱交換器32との構造は異なっていてもよい。
The downstream-side vehicle
車室外熱交換器33は、車両の前部に設けられたモータルーム(エンジン駆動車両におけるエンジンルームに相当)において該モータルームの前端近傍に配設され、走行風が当たるようになっている。図示しないが、車室外熱交換器33も、上側ヘッダタンクと、下側ヘッダタンクと、コアとを備えている。コアは、上下方向に延びるチューブを有している。
The vehicle
図1に示すように、車両にはクーリングファン37が設けられている。このクーリングファン37は、ファンモーター38によって駆動され、車室外熱交換器33に空気を送風するように構成されている。ファンモーター38は、空調制御装置22に接続されてON及びOFFの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。ファンモーター38にも走行用バッテリBから電力が供給される。尚、クーリングファン37は、例えば走行用インバータ等を冷却するためのラジエータに空気を送風することもできるものであり、空調の要求時以外にも作動させることが可能である。
As shown in FIG. 1, a cooling
アキュムレータ34は、第4主冷媒配管43の中途部において電動コンプレッサ30の吸入口近傍に配設されている。
The
一方、第1主冷媒配管40は、電動コンプレッサ30の吐出口と下流側車室内熱交換器31の冷媒流入口とを接続するものである。また、第2主冷媒配管41は、下流側車室内熱交換器31の冷媒流出口と車室外熱交換器33の冷媒流入口とを接続するものである。第3主冷媒配管42は、車室外熱交換器33の冷媒流出口と上流側車室内熱交換器32の冷媒流入口とを接続するものである。第4主冷媒配管43は、上流側車室内熱交換器32の冷媒流出口と電動コンプレッサ30の吸入口とを接続するものである。
On the other hand, the 1st main refrigerant | coolant piping 40 connects the discharge port of the
また、第1分岐冷媒配管44は、第2主冷媒配管41から分岐しており、第3主冷媒配管42に接続されている。第2分岐冷媒配管45は、第2主冷媒配管41から分岐しており、第4主冷媒配管43に接続されている。第3分岐冷媒配管46は、第3主冷媒配管42から分岐しており、第4主冷媒配管43に接続されている。
Further, the first
バイパス配管BPは、第2主冷媒配管41を流れる冷媒を、車室外熱交換器33をバイパスさせて第3主冷媒配管42に流すための配管である。バイパス配管BPは、第2主冷媒配管41の車室外熱交換器33よりも上流側と、第3主冷媒配管42の車室外熱交換器33よりも下流側とに接続されている。
The bypass pipe BP is a pipe for allowing the refrigerant flowing through the second
また、ヒートポンプ装置20は、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53、第1逆止弁54、第2逆止弁55及びバイパス切替弁56を備えている。
The
第1流路切替弁50、第2流路切替弁51及びバイパス切替弁56は電動タイプの三方弁で構成されており、空調制御装置22によって制御される。第1流路切替弁50は、第2主冷媒配管41の中途部に設けられており、第1分岐冷媒配管44が接続されている。第2流路切替弁51は、第4主冷媒配管43の中途部に設けられており、第3分岐冷媒配管46が接続されている。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の中途部において第1流路切替弁50よりも冷媒流れ方向下流側に設けられており、バイパス配管BPの上流側が接続されている。バイパス切替弁56は、空調制御装置22による切替操作により、第2主冷媒配管41の冷媒を車室外熱交換器33にのみ流すこと、第2主冷媒配管41の冷媒をバイパス配管BPにのみ流すこと、第2主冷媒配管41の冷媒を車室外熱交換器33及びバイパス配管BPの両方に流すことができるようになっている。車室外熱交換器33及びバイパス配管BPの冷媒流量割合は、任意に変更することができる。
The first flow
第1減圧弁52及び第2減圧弁53は、空調制御装置22によって制御される電動タイプのものであり、減圧作用を発揮する閉方向と、減圧作用を発揮させない開方向に制御される。第1減圧弁52及び第2減圧弁53の開度は、通常、空調負荷の状態に応じて設定されるが、空調負荷に関わらず、任意の開度に設定することもできるようになっている。
The first
第1減圧弁52は、第3主冷媒配管42の第1分岐冷媒配管44との接続部位よりも上流側車室内熱交換器32側、即ち、上流側車室内熱交換器32の冷媒入口側の冷媒配管に配設されている。一方、第2減圧弁53は、第2主冷媒配管41の第1流路切替弁50とバイパス切替弁56との間に配設されている。つまり、第2減圧弁53は、第2主冷媒配管41において、バイパス配管BPの接続部と下流側車室内熱交換器31との間に配設されている。
The first
第1逆止弁54は、第3主冷媒配管42に配設されており、第3主冷媒配管42の車室外熱交換器33側から上流側車室内熱交換器32側へ向けての冷媒の流れを許容し、逆方向への冷媒の流れを阻止するように構成されている。
The
第2逆止弁55は、第2分岐冷媒配管45に配設されており、第2分岐冷媒配管45の第4主冷媒配管43側から第2主冷媒配管41側へ向けての冷媒の流れを許容し、逆方向への冷媒の流れを阻止するように構成されている。
The
冷媒加熱器35は、第2主冷媒配管41において第2減圧弁53とバイパス切替弁56との間、即ち、第2減圧弁53と電動コンプレッサ30との間に配設されている。冷媒加熱器35は、第2主冷媒配管41を流通する冷媒を加熱する電気式加熱器で構成されており、空調制御装置22によりON、OFFの切替と加熱量の調整とが行われるようになっている。また、冷媒加熱器35には、走行用バッテリBから電力が供給されるようになっている。
The
また、車室内空調ユニット21は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を収容するケーシング60と、エアミックスドア(温度調節ドア)62と、エアミックスドア62を駆動するエアミックスドアアクチュエータ63と、吹出モード切替ドア64と、送風機65と、PTCヒータ(電気式の空気加熱器)67とを備えている。
Further, the vehicle interior
送風機65は、車室内の空気(内気)と車室外の空気(外気)との一方を選択してケーシング60内に空調用空気として送風するためのものである。送風機65は、シロッコファン65aと、シロッコファン65aを回転駆動する送風モーター65bとを備えている。送風モーター65bは、空調制御装置22に接続されてON及びOFFの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。送風モーター65bにも走行用バッテリBから電力が供給される。
The
送風機65には、内気を導入するための内気導入口65cと、外気を導入するための外気導入口65dとが形成されている。送風機65の内部には、内気導入口65cと外気導入口65dとの一方を開いて他方を閉じる内外気切替ドア65eが設けられている。さらに、送風機65には、内外気切替ドア65eを駆動する内外気切替ドアアクチュエータ61が設けられている。この内外気切替ドアアクチュエータ61は、空調制御装置22により制御される。送風機65の空気導入モードは、内気導入口65cを全開にして外気導入口65dを全閉にする内気導入モードと、内気導入口65cを全閉にして外気導入口65dを全開にする外気導入モードとに切り替えられるようになっている。内気導入モードと外気導入モードとの切り替えは、乗員によるスイッチ操作で行うことができるようになっているが、所定の条件下では、空調制御装置22が自動的に切り替えることができるようになっている。
The
ケーシング60は、車室内においてインストルメントパネル(図示せず)の内部に配設されている。ケーシング60には、デフロスタ吹出口60a、ベント吹出口60b及びヒート吹出口60cが形成されている。デフロスタ吹出口60aは、車室のフロントウインド内面に空調風を供給するためのものである。ベント吹出口60bは、車室の乗員の主に上半身に空調風を供給するためのものである。ヒート吹出口60cは、車室の乗員の足下に空調風を供給するためのものである。
The
これら吹出口60a〜60cはそれぞれ吹出モード切替ドア64によって開閉される。吹出モード切替ドア64は、図示しないが、空調制御装置22に接続されたアクチュエータによって動作するようになっている。
These
吹出モードとしては、例えば、デフロスタ吹出口60aに空調風を流すデフロスタ吹出モード、ベント吹出口60bに空調風を流すベント吹出モード、ヒート吹出口60cに空調風を流すヒート吹出モード、デフロスタ吹出口60a及びヒート吹出口60cに空調風を流すデフ/ヒートモード、ベント吹出口60b及びヒート吹出口60cに空調風を流すバイレベルモード等である。
As the blowing mode, for example, a defroster blowing mode in which conditioned air flows to the
ケーシング60内に導入された空調用空気は、全量が上流側車室内熱交換器32を通過するようになっている。
The entire amount of the air-conditioning air introduced into the
エアミックスドア62は、ケーシング60内において、上流側車室内熱交換器32と下流側車室内熱交換器31との間に収容されている。エアミックスドア62は、上流側車室内熱交換器32を通過した空気のうち、下流側車室内熱交換器31を通過する空気量を変更することによって、上流側車室内熱交換器32を通過した空気と、下流側車室内熱交換器31を通過した空気との混合割合を決定して空調風の温度調節を行うためのものである。
The
PTCヒータ67は、ケーシング60内において下流側車室内熱交換器31の空気流れ方向下流側に配設されており、ケーシング60内を流れる空調用空気を加熱するためのものである。PTCヒータ67は、空調制御装置22により制御され、ON、OFFの切替及び加熱量の変更が可能となっている。PTCヒータ67には走行用バッテリBから電力が供給されるようになっている。
The
車両用空調装置1は、外気温度センサ70と、車室外熱交換器温度センサ71と、車室内熱交換器温度センサ73と、内気温度センサ75と、乾き度検出センサ80と、バッテリ残量検出センサ81(図2に示す)と、充電状態検出センサ82(図2に示す)とを備えている。これらセンサは空調制御装置22に接続されている。
The
外気温度センサ70は、車室外熱交換器33よりも空気流れ方向上流側に配設されており、車室外熱交換器33に流入する前の外部空気の温度(外気温度TG)を検出するためのものである。一方、車室外熱交換器温度センサ71は、車室外熱交換器33の空気流れ方向下流側の面に配設されており、車室外熱交換器33の表面温度を検出するためのものである。
The outside
車室内熱交換器温度センサ73は、上流側車室内熱交換器32の空気流れ方向下流側に配設されており、上流側車室内熱交換器32の表面温度を検出するためのものである。車室内熱交換器温度センサ73により検出される上流側車室内熱交換器32の空気流れ方向下流側の温度に基づいて、上流側車室内熱交換器32にフロストが発生しているか否かを検出することができる。
The vehicle interior heat
内気温度センサ75は、車室内の温度(内気温度TR)を検出するためのものであり、車室内の所定箇所に配設されている。内気温度センサ75は、従来から周知のものなので、詳細な説明は省略する。
The inside
乾き度検出センサ80は、電動コンプレッサ30に吸入される冷媒の乾き度を検出するためのセンサであり、車室外熱交換器33の冷媒出口部近傍における冷媒の圧力及び温度に基づいて乾き度を検出することができるようになっている。
The
バッテリ残量検出センサ81は、本発明のバッテリ残量検出手段に相当するものであり、走行用バッテリBの残量を検出することができる。バッテリ残量検出センサ81は、周知のものである。
The battery remaining
充電状態検出センサ82は、走行用バッテリBが外部電源から充電されている状態にあるか否かを検出することができる。外部電源とは、車両の発電機以外の電源であり、例えば家庭用コンセントや駐車場の充電設備等である。この充電状態検出センサ82も周知のものである。
The charging
また、図示しないが、車両用空調装置1には、日射量を検出するセンサ等も設けられている。
Although not shown, the
空調制御装置22は、例えば、乗員による設定温度や外気温、車室内温度、日射量等の複数の情報に基づいてヒートポンプ装置20等を制御するものであり、周知の中央演算装置やROM、RAM等によって構成されている。また、空調の負荷に応じて電動コンプレッサ30やファンモーター38も制御する。
The air-
空調制御装置22は、通常のオートエアコン制御と同様に後述するメインルーチンにおいて、ヒートポンプ装置20の運転モードの切り替え、送風機65の風量、エアミックスドア62の開度、吹出モードの切り替え、電動コンプレッサ30、送風モーター65bの制御を行い、例えば、ファンモーター38は、基本的には電動コンプレッサ30の作動中には作動するが、電動コンプレッサ30が停止状態であっても、走行用インバーター等の冷却が必要な場合には作動するようになっている。
The air
ヒートポンプ装置20の運転モードは、冷房運転モード、通常暖房運転モード、第1ホットガス暖房運転モード、第2ホットガス暖房運転モード、冷媒加熱暖房運転モード、強除霜運転モード、中間除霜運転モード、弱除霜運転モード、第1暖房優先除霜運転モード、第2暖房除霜運転モードがある。
The operation mode of the
図4に示す冷房運転モードは、例えば外気温度が25℃よりも高い場合に選択される運転モードである。冷房運転モードでは、下流側車室内熱交換器31を放熱器とし、上流側車室内熱交換器32を吸熱器とし、車室外熱交換器33を放熱器として作用させる。
The cooling operation mode shown in FIG. 4 is an operation mode selected when the outside air temperature is higher than 25 ° C., for example. In the cooling operation mode, the downstream side
すなわち、第1流路切替弁50は、下流側車室内熱交換器31から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器32の流入口に流入しないように、第2減圧弁53側へ流すように流路を切り替える。また、第2流路切替弁51は、上流側車室内熱交換器32から流出した冷媒をアキュムレータ34に流入させるように流路を切り替える。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒が車室外熱交換器33にのみ流れるように流路を切り替える。第1減圧弁52は膨張状態にし、第2減圧弁53は非膨張状態にする。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が第1主冷媒配管40を流れて下流側車室内熱交換器31に流入し、下流側車室内熱交換器31を循環する。下流側車室内熱交換器31を循環した冷媒は、第2主冷媒配管41を通って膨張することなく、車室外熱交換器33に流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒は放熱して第3主冷媒配管42を通って第1減圧弁52を通過することで膨張し、上流側車室内熱交換器32に流入する。上流側車室内熱交換器32に流入した冷媒は、上流側車室内熱交換器32を循環して空調用空気から吸熱する。上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43を通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。
When the
また、図5に示す通常暖房運転モードは、例えば外気温度が0℃よりも低い場合(極低外気時)に選択される運転モードである。通常暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を放熱器とし、車室外熱交換器33を吸熱器として作用させる。
Further, the normal heating operation mode shown in FIG. 5 is an operation mode that is selected when the outside air temperature is lower than 0 ° C. (during extremely low outside air), for example. In the normal heating operation mode, the downstream-side
すなわち、第1流路切替弁50は、下流側車室内熱交換器31から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器32の流入口に流入させるように流路を切り替える。また、第2流路切替弁51は、車室外熱交換器33から流出した冷媒をアキュムレータ34に流入させるように流路を切り替える。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒が車室外熱交換器33にのみ流れるように流路を切り替える。第1減圧弁52は非膨張状態にし、第2減圧弁53は膨張状態にする。
In other words, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が第1主冷媒配管40を流れて下流側車室内熱交換器31に流入し、下流側車室内熱交換器31を循環する。下流側車室内熱交換器31を循環した冷媒は、第2主冷媒配管41から第1分岐冷媒配管44を流れて上流側車室内熱交換器32に流入し、上流側車室内熱交換器32を循環する。つまり、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32に高温状態の冷媒が流入するので、空調用空気は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の両方によって加熱されることになり、よって、高い暖房能力が得られる。
When the
上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、第2減圧弁53を通過することで膨張し、車室外熱交換器33に流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒は、外部空気から吸熱して第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。
The refrigerant that has circulated through the upstream side vehicle
図6に示す第1ホットガス暖房運転モードは、車室外熱交換器33での吸熱が難しい場合に選択される運転モードである。第1ホットガス暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を放熱器として作用させる。また、冷媒は、車室外熱交換器33をバイパスして流す。
The first hot gas heating operation mode shown in FIG. 6 is an operation mode selected when it is difficult to absorb heat in the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53は、通常暖房モードと同じ状態にしておく。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒がバイパス配管BPにのみ流れるように流路を切り替える。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が第1主冷媒配管40を流れて下流側車室内熱交換器31に流入し、下流側車室内熱交換器31を循環する。下流側車室内熱交換器31を循環した冷媒は、第2主冷媒配管41から第1分岐冷媒配管44を流れて上流側車室内熱交換器32に流入し、上流側車室内熱交換器32を循環する。つまり、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32に電動コンプレッサ30から吐出された冷媒が流入するので、空調用空気は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の両方によって加熱されることになる。
When the
上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、第2減圧弁53を通過することで膨張し、バイパス配管BPを流れ、第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。この第1ホットガス暖房運転モードでは、冷媒が車室外熱交換器33をバイパスして流れることになる。
The refrigerant that has circulated through the upstream side vehicle
図7に示す第2ホットガス暖房運転モードは、車室外熱交換器33での吸熱が難しい場合で、かつ、図6に示す第1ホットガス暖房運転モードに比べて暖房能力が低くてもよい場合に選択される運転モードである。第2ホットガス暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器31を放熱器として作用させる。また、冷媒は、車室外熱交換器33及び上流側車室内熱交換器32をバイパスして流す。
The second hot gas heating operation mode shown in FIG. 7 is a case where it is difficult to absorb heat in the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50は、下流側車室内熱交換器31から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器32の流入口に流入しないように、第2減圧弁53側へ流すように流路を切り替える。第2流路切替弁51及び第2減圧弁53は通常暖房運転モードと同じ状態にしておく。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒がバイパス配管BPにのみ流れるように流路を切り替える。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が第1主冷媒配管40を流れて下流側車室内熱交換器31に流入し、下流側車室内熱交換器31を循環する。下流側車室内熱交換器31を循環した冷媒は、下流側車室内熱交換器31を循環した冷媒は、第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、第2減圧弁53を通過することで膨張し、バイパス配管BPを流れ、第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。電動コンプレッサ30から吐出した冷媒が上流側車室内熱交換器32を流れないので、図6に示す第1ホットガス暖房運転モードに比べて暖房能力が低くなる。
When the
図8に示す冷媒加熱暖房運転モードは、車室外熱交換器33での吸熱がより一層困難な場合(外気吸熱がほぼ不可能な場合)に選択される運転モードである。冷媒加熱暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を放熱器として作用させる。また、冷媒は、車室外熱交換器33をバイパスして流し、冷媒加熱器35をONにする。
The refrigerant heating / heating operation mode shown in FIG. 8 is an operation mode that is selected when heat absorption by the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53、バイパス切替弁56は、第1ホットガス暖房運転モードと同じ状態にしておく。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された冷媒が、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を順に循環した後、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、第2減圧弁53を通過することで膨張した後、冷媒加熱器35によって加熱される。その後、バイパス配管BPを流れ、第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。
When the
図9に示す強除霜運転モード(第1除霜運転モード)は、暖房中に車室外熱交換器33が着霜した場合に、車室外熱交換器33の霜を溶かすために選択される運転モードである。強除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び車室外熱交換器33を放熱器として作用させる。また、冷媒は、上流側車室内熱交換器32をバイパスして流す。
The strong defrosting operation mode (first defrosting operation mode) shown in FIG. 9 is selected to melt the frost of the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50は、下流側車室内熱交換器31から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器32の流入口に流入しないように、第2減圧弁53側へ流すように流路を切り替える。また、第2流路切替弁51は、車室外熱交換器33から流出した冷媒をアキュムレータ34に流入させるように流路を切り替える。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒が車室外熱交換器33にのみ流れるように流路を切り替える。第2減圧弁53は非膨張状態にする。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された冷媒が、下流側車室内熱交換器31を循環した後、第2主冷媒配管41を通って膨張することなく、車室外熱交換器33に流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒は放熱して霜を溶かす。その後、第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。
When the
図10に示す中間除霜運転モード(第3除霜運転モード)は、暖房中に車室外熱交換器33が着霜した場合に、車室外熱交換器33の霜を溶かすために選択される運転モードであり、図9に示す強除霜運転モードに比べて除霜能力が低く設定される。中間除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び車室外熱交換器33を放熱器として作用させ、一部の冷媒はバイパス配管BPに流す。また、冷媒は、上流側車室内熱交換器32をバイパスさせる。
The intermediate defrosting operation mode (third defrosting operation mode) shown in FIG. 10 is selected in order to melt the frost of the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53は、強除霜運転モードと同じ状態にしておく。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒が車室外熱交換器33及びバイパス配管BPの両方に流れるように流路を切り替える。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された冷媒が、下流側車室内熱交換器31を循環した後、第2主冷媒配管41を通って膨張することなく、車室外熱交換器33及びバイパス配管BPに流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒は放熱して霜を溶かす一方、バイパス配管BPに流入した冷媒は、殆ど放熱することなく、第3主冷媒配管42に流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒と、バイパス配管BPを流れた冷媒とは、第3主冷媒配管42で集合し、第3分岐冷媒配管46を通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。第2主冷媒配管41の冷媒の一部がバイパス配管BPを流れるので、強除霜運転モードに比べて除霜能力が低くなる。
When the
図11に示す弱除霜運転モード(第2除霜運転モード)は、外気温が比較的高い(0℃よりも高い)ときの暖房中に車室外熱交換器33が着霜した場合に、車室外熱交換器33の霜を溶かすために選択される運転モードであり、図10に示す中間除霜運転モードに比べて除霜能力が低く設定される。弱除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を放熱器として作用させる。また、冷媒は、車室外熱交換器33をバイパスさせる。
The weak defrosting operation mode (second defrosting operation mode) shown in FIG. 11 is performed when the
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53及びバイパス切替弁56は、第1ホットガス暖房運転モードと同じ状態にしておく。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を順に循環する。空調用空気は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の両方によって加熱されることになるので、強除霜運転モード及び中間除霜運転モードに比べて暖房能力が高まる。
When the
上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、第2減圧弁53を通過することで膨張し、バイパス配管BPを流れ、第3主冷媒配管42、第3分岐冷媒配管46を順に通ってアキュムレータ34を経て電動コンプレッサ30に吸入される。車室外熱交換器33には冷媒が流れないが、この弱除霜運転モードは、外気温が比較的高めのときに選択されるので、走行風や周囲の空気から吸熱することで霜が溶ける。
The refrigerant that has circulated through the upstream side vehicle
図12に示す第1暖房優先除霜運転モードは、暖房中に車室外熱交換器33が着霜した場合に、車室外熱交換器33の霜を溶かしながら、所定能力以上の暖房も行えるようにすために選択される運転モードである。第1暖房優先除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器31、上流側車室内熱交換器32及び車室外熱交換器33を放熱器として作用させる。
In the first heating priority defrosting operation mode shown in FIG. 12, when the
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、バイパス切替弁56は、通常暖房運転モードと同じ状態にしておく。第2減圧弁53は、非膨張状態にする。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を順に循環する。空調用空気は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の両方によって加熱されることになるので暖房能力が高まる。
When the
上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、膨張することなく車室外熱交換器33に流入するので、車室外熱交換器33の霜が溶ける。
The refrigerant that has circulated through the upstream side vehicle
図13に示す第2暖房優先除霜運転モードは、暖房中に車室外熱交換器33が着霜した場合に、車室外熱交換器33の霜を溶かしながら、所定能力以上の暖房も行えるようにすために選択される運転モードであり、暖房能力は第1暖房優先除霜運転モードよりも低く設定される。第2暖房優先除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器31、上流側車室内熱交換器32及び車室外熱交換器33を放熱器として作用させる。第2主冷媒配管41を流れる冷媒の一部をバイパス配管BPに流す。
In the second heating priority defrosting operation mode shown in FIG. 13, when the vehicle
すなわち、第1流路切替弁50、第2流路切替弁51、第1減圧弁52、第2減圧弁53は、第1暖房優先除霜運転モードと同じ状態にしておく。バイパス切替弁56は、第2主冷媒配管41の冷媒が車室外熱交換器33及びバイパス配管BPの両方に流れるように流路を切り替える。
That is, the first flow
この状態で電動コンプレッサ30を作動させると、電動コンプレッサ30から吐出された高圧冷媒が下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32を順に循環する。空調用空気は、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の両方によって加熱されることになる。
When the
上流側車室内熱交換器32を循環した冷媒は、第4主冷媒配管43から第2分岐冷媒配管45を通って第2主冷媒配管41に流入する。第2主冷媒配管41に流入した冷媒は、膨張することなく車室外熱交換器33及びバイパス配管BPに流入する。車室外熱交換器33に流入した冷媒によって霜が溶ける。全ての冷媒を車室外熱交換器33に流さないので、暖房能力が第1暖房優先除霜運転モードよりも高まる。
The refrigerant that has circulated through the upstream side vehicle
図2に示すように、空調制御装置22は、車室外熱交換器33に霜が付着しているか否か、及び霜が付着している場合にその着霜量を検出する着霜検出部(着霜検出手段)22aを有している。着霜検出部22aは、外気温度センサ70で検出された外気温度(TG)から、車室外熱交換器温度センサ71で検出された車室外熱交換器33の表面温度を差し引いて、その値が例えば20(℃)よりも大きな値である場合には、着霜を検出したとする。すなわち、車室外熱交換器33に霜が付着していると、車室外熱交換器33において冷媒が吸熱できず、冷媒温度が上昇しないことを利用して着霜検出を行っている。従って、上記の20という値は、車室外熱交換器33が着霜しているか否かを判断できる値であればよく、他の値であってもよい。また、霜の付着を直接検出するようにしてもよい。また、着霜量の検出は、外気温度センサ70で検出された外気温度(TG)と車室外熱交換器温度センサ71で検出された温度との差で検出でき、両者の差が大きいほど、着霜量が多いとする。
As shown in FIG. 2, the air-
また、着霜検出部22aは、暖房時における車室外熱交換器33の吸熱量が低下しているか否かを検出する吸熱量低下検出手段となる。上記のように車室外熱交換器33が着霜すると、外気からの吸熱量が低下することになるが、この着霜量と吸熱量の低下とは相関関係があるので、着霜検出部22aによって車室外熱交換器33の吸熱量低下を検出できる。つまり、車室外熱交換器33の吸熱量低下度合いは、車室外熱交換器33の着霜量から検出できる。
Moreover, the
この実施形態では、着霜検出部22aによって車室外熱交換器33の着霜量が第1の所定値以下であるか否か、及び第1の所定値よりも低い第2の所定値以下であるか否かを検出することができるようになっている。第1の所定値とは、車室外熱交換器33の吸熱が困難で暖房能力が著しく低下してしまうような値に設定しており、また、第2の所定値とは、車室外熱交換器33の吸熱がほとんど不可能な状態で暖房を行うことができないような値に設定している。
In this embodiment, whether or not the frost amount of the vehicle
また、車室外熱交換器33の吸熱量低下度合いは、上記着霜検出部22aで行うこともできるし、後述のフローチャートで示すように外気温度センサ70を用いて検出することもできる。この場合、外気温度センサ70が吸熱量低下検出手段となる。すなわち、外気温が例えば−15℃(第1の所定値)以下である場合には、車室外熱交換器33の吸熱が困難で暖房能力が著しく低下しているものとし、また、例えば−20℃(第2の所定値)以下である場合には、車室外熱交換器33の吸熱がほとんど不可能な状態で暖房を行うことができないとする。
Further, the degree of decrease in the heat absorption amount of the vehicle
また、空調制御装置22は、暖房要求度合い検出部22bを有している。暖房要求度合い検出部22bは、暖房運転を行う場合に、どの程度の強さの暖房が要求されているかを検出するためのものである。暖房要求度合いの検出を行う際には、例えば、車室内空調ユニット21から吹き出す空調風の目標温度と、実際に吹き出している実温度とを比較し、実温度が低ければ低いほど暖房要求度合いが高いとし、実温度と目標温度とが近いほど暖房要求度合いが低いと判断する。ここで、目標温度は、乗員の設定温度や外気温等に基づいて空調制御装置22で演算される温度であり、また、実温度は、例えば空調風の吹出部近傍の温度を温度センサによって測定することで得ることができる。その他にも、乗員の設定温度が高ければ高いほど暖房要求度合いが強いとすることもできる。
Moreover, the air-
次に、空調制御装置22による制御手順を説明する。メインルーチンでは、図示しないが、外気温度センサ70で検出された外気温度(TG)が0℃よりも低い場合には、ヒートポンプ装置20を暖房運転モードに切り替える。暖房運転モードでは、車室内空調ユニット21の吹出モードは主にヒートモードが選択される。また、吹出空気の温度が目標温度となるように、エアミックスドア62を動作させる。暖房運転モードは、通常暖房運転モード、第1ホットガス暖房運転モード、第2ホットガス暖房運転モード、冷媒加熱暖房運転モードが含まれる。
Next, a control procedure by the air
外気温度(TG)が0℃以上25℃以下である場合には、除湿を行いながら暖房が行えるようにする。また、外気温度(TG)が25℃よりも高い場合には、ヒートポンプ装置20を冷房運転モードに切り替える。
When the outside air temperature (TG) is 0 ° C. or higher and 25 ° C. or lower, heating can be performed while dehumidifying. Further, when the outside air temperature (TG) is higher than 25 ° C., the
メインルーチンで暖房運転モードが選択された場合には、図14に示す暖房運転サブルーチン制御を行う。暖房運転サブルーチン制御では、冷媒加熱器35はOFFにしておき、まず、ステップSA1において外気温度センサ70で検出された外気温度TGを読み込む。そして、ステップSA2に進み、車室外熱交換器33の吸熱量が低下しているか否かを判定する。この実施形態では、外気温度センサ70を用いて車室外熱交換器33の吸熱量を検出する。外気温が−15℃(第1の所定値)以下である場合には、車室外熱交換器33の吸熱量が低下していて、外気からの吸熱による暖房能力が著しく低下してしまうので、ステップSA3に進んでホットガス暖房運転モード選択処理を行う。
When the heating operation mode is selected in the main routine, the heating operation subroutine control shown in FIG. 14 is performed. In the heating operation subroutine control, the
尚、車室外熱交換器33の吸熱量が低下しているか否かは、着霜検出部22aを用いて行うことができ、この場合は、ステップSA2において車室外熱交換器33の着霜量に基づいて判断する。
Whether or not the heat absorption amount of the
ステップSA3では、まず、暖房要求度合い検出部22bによって暖房要求度合いが高いが低いかを判定し、暖房要求度合いが高い場合には、ステップSA4に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを第1ホットガス暖房運転モードに切り替える。これにより、外気吸熱によらずに暖房運転が可能となる。
In step SA3, first, the heating request
その後、ステップSA5に進んで内気温度センサ75で検出された内気温度TRを読み込む。続くステップSA6では、内気温度TRが20℃よりも高いか否かを判定する。内気温度TRが20℃よりも高い場合は、車室内の空調状態として暖房が進んでいるということであり、ステップSA3に戻って再び暖房要求度合いに基づいてホットガス暖房運転モードの選択を行う。
Thereafter, the process proceeds to step SA5, and the inside air temperature TR detected by the inside
ステップSA6で内気温度TRが20℃よりも低い場合には、ステップSA7に進んで外気温度TGが−20℃以下であるか否かを判定する。ステップSA7で外気温度TGが−20℃以下であると判定された場合には、車室外熱交換器33の吸熱がほとんど不可能な状態で外気吸熱による暖房を行うことができない状態である。この場合には、ステップSA8に進んで冷媒加熱器35をONにしてヒートポンプ装置20の運転モードを冷媒加熱暖房運転モードに切り替え、その後、エンドに進む。
If the inside air temperature TR is lower than 20 ° C. in step SA6, the process proceeds to step SA7 to determine whether or not the outside air temperature TG is −20 ° C. or lower. If it is determined in step SA7 that the outside air temperature TG is −20 ° C. or less, the vehicle
一方、ステップSA7で外気温度TGが−20℃よりも高いと判定された場合には、外気吸熱が若干可能であるため、冷媒加熱器35はOFFにしたまま、ステップSA3に戻る。
On the other hand, if it is determined in step SA7 that the outside air temperature TG is higher than −20 ° C., the outside air heat absorption is possible to some extent. Therefore, the
ステップSA3におけるホットガス暖房運転モードの選択で暖房要求度合いが低い場合には、ステップSA9に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを第2ホットガス暖房運転モードに切り替えた後、エンドに進む。
If the degree of heating request is low in the selection of the hot gas heating operation mode in step SA3, the process proceeds to step SA9, the operation mode of the
また、ステップSA2でNOと判定されて外気温度TGが−15℃よりも高い場合には、ホットガス暖房運転を行わなくても外気吸熱による暖房が可能である。この場合には、まず、ステップSA10に進んで着霜判定を行う。この着霜判定は、着霜検出部22aで検出された車室外熱交換器33の着霜度合いに基づいて行い、車室外熱交換器33の着霜度合いが高いか低いかを判定する。ステップSA10で車室外熱交換器33の着霜度合いが高いと判定された場合には、ステップSA11に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを除霜運転モードに切り替える。この除霜運転モードについては後述する。
If it is determined NO in Step SA2 and the outside air temperature TG is higher than −15 ° C., the heating by the outside air absorption is possible without performing the hot gas heating operation. In this case, first, the process proceeds to step SA10 to determine frost formation. This frost formation determination is performed based on the degree of frost formation of the
除霜運転モードで運転を行った後、ステップSA12に進んで除霜判定を行う。除霜判定は、車室外熱交換器33の霜が溶けたか否かを判定するものであり、着霜検出部22aを用いて行うことができる。ステップSA12で車室外熱交換器33の除霜が完了している場合にはエンドに進む。ステップSA12で車室外熱交換器33の除霜が完了していない場合にはステップSA10に戻る。
After operating in defrost operation mode, it progresses to step SA12 and performs defrost determination. The defrosting determination is performed to determine whether or not the frost in the vehicle
また、ステップSA10で着霜度合いが低いと判定された場合には、通常暖房運転モードとする。 If it is determined in step SA10 that the degree of frost formation is low, the normal heating operation mode is set.
以上が暖房運転サブルーチン制御であり、ステップSA11で除霜運転モードに切り替えた場合には、図15に示すサブルーチン制御が行われる。図15に示すフローチャートのステップSB1では、外気温度センサ70で検出された外気温度TGが0℃よりも低いか否かを判定する。ステップSB1でNOと判定されて外気温度TGが0℃よりも高い場合には、ステップSB2に進んで暖房要求度合い判定を行う。すなわち、暖房要求度合い検出部22bによって暖房要求度合いが高いが低いかを判定し、暖房要求度合いが高い場合には、ステップSB3に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを弱除霜運転モードに切り替える。この弱除霜運転モードでは、車室外熱交換器33に冷媒が流れないが、外気温が0℃よりも高いので、外気からの吸熱によって車室外熱交換器33の霜を溶かすことができる。ステップSB2において暖房要求度合いが低いと判定された場合には、ステップSB4に進み、ヒートポンプ装置20の運転モードを強除霜運転モードに切り替える。強除霜運転モードでは、弱除霜運転モードに比べて暖房能力が低下するが、暖房要求度合いが低い場合なので乗員の快適性が損なわれることはない。
The above is the heating operation subroutine control, and when the mode is switched to the defrosting operation mode in step SA11, the subroutine control shown in FIG. 15 is performed. In step SB1 of the flowchart shown in FIG. 15, it is determined whether or not the outside air temperature TG detected by the outside
その後、ステップSB5に進んで冷媒加熱器35が必要な否かを判定する。この判定は、暖房要求度合い検出部22bで行うことができる。暖房要求度合い検出部22bで暖房要求度合いがより一層高い場合には、ステップSB6に進んで冷媒加熱器35をONにし、エンドに進む。暖房要求度合い検出部22bで暖房要求度合いがそれほど高くない場合には、エンドに進む。尚、ステップSB2は省略してもよく、この場合、ステップSB1で外気温が0℃よりも高いと判定されたときに弱除霜運転モードとする。
Then, it progresses to step SB5 and it is determined whether the refrigerant |
一方、ステップSB1でYESと判定されて外気温度TGが0℃以下の場合には、ステップSB7に進んでステップSB2と同様な暖房要求度合い判定を行う。ステップSB7において暖房要求度合いが高いと判定された場合には、ステップSB8に進み、暖房要求度合いに基づいて、ヒートポンプ装置20の運転モードを中間除霜運転モード、第1暖房優先除霜運転モード、第2暖房優先除霜運転モードのいずれかに切り替える。暖房要求度合いがより一層高い場合には、第1暖房優先除霜運転モード、第2暖房優先除霜運転モードに切り替える。ステップSB7において暖房要求度合いが低いと判定された場合には、ステップSB9に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを強除霜運転モードに切り替える。そして、ステップSB5を経てエンドに進む。
On the other hand, if it is determined as YES in step SB1 and the outside air temperature TG is 0 ° C. or less, the process proceeds to step SB7 and the heating request degree determination similar to that in step SB2 is performed. When it is determined in step SB7 that the heating request level is high, the process proceeds to step SB8, and based on the heating request level, the operation mode of the
また、図14に示すフローチャートのステップSA11の除霜運転モードにおける弱除霜運転モードと強除霜運転モードとの切り替えに際しては、図16に示すフローチャートに基づく制御を行うこともできる。このフローチャートのステップSC1では、外気温度センサ70で検出された外気温度TGを読み込む。そして、ステップSC2に進み、着霜判定を行う。着霜判定は、着霜検出部22aを使用して行うことができ、着霜量が所定未満であるか、所定以上であるかを判定する。着霜量が所定未満である場合には、ステップSC3に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを弱除霜運転モードとし、所定以上である場合には、ステップSC4に進んでヒートポンプ装置20の運転モードを強除霜運転モードとする。つまり、着霜量が所定未満というのは、弱除霜運転モードでも霜を十分に溶かすことができる程度の着霜量であり、着霜量が所定以上というのは、弱除霜運転モードでは霜を十分に溶かすことができない着霜量である。
Further, when switching between the weak defrosting operation mode and the strong defrosting operation mode in the defrosting operation mode in step SA11 of the flowchart shown in FIG. 14, control based on the flowchart shown in FIG. 16 can be performed. In step SC1 of this flowchart, the outside temperature TG detected by the
また、空調制御装置22は、乾き度検出センサ80で検出した冷媒の乾き度に基づいてホットガス暖房運転モードを選択するように構成することもできる。すなわち、電動コンプレッサ30が湿り運転とならないように、強除霜運転モードと弱除霜運転モードとのいずれの運転モードで運転するか選択する。
Further, the air
また、空調制御装置22は、バッテリ残量検出センサ81により検出された走行用バッテリBの残量が所定値以下である場合に、冷媒加熱器35の作動を禁止するように構成することもできる。この所定値とは、例えばバッテリ全容量の30%の残量とすることができる。
The air
また、空調制御装置22は、暖房が必要な状況で、かつ、充電状態検出センサ82により走行用バッテリBが充電中であると検出された場合に、冷媒加熱器35の作動を許可するように構成することもできる。
In addition, the air
また、空調制御装置22は、車室の空調状態が暖房要求度合い検出部22bにより検出された暖房要求度合いに達するか否かをステップSA6で判定することができる。そして、車室の空調状態が暖房要求度合いに達しないと判定される場合には、ステップSA8で冷媒加熱器35を作動させることができる。
Further, the air
また、空調制御装置22は、例えば外気吸熱が困難な場合における暖房開始時に第2ホットガス暖房運転モードを選択するようにヒートポンプ装置20を作動させることもできる。
Further, the air
また、空調制御装置22は、弱除霜運転モード時には、第2減圧弁53を減圧作用を発揮する閉方向に制御し、一方、強除霜運転モード時には、第2減圧弁53を弱除霜運転モード時よりも開方向に制御するようにしてもよい。これにより、強除霜運転モード時に第2減圧弁53を開方向に制御することで冷媒の圧力損失が低減されて高温高圧の冷媒を車室外熱交換器33に流して霜を溶かすことが可能になる。また、弱除霜運転モード時に減圧作用を発揮させることで、ホットガス暖房運転が行えるので、車室外熱交換器33を用いることなく暖房能力が得られる。
In addition, the air
また、空調制御装置22は、除霜運転時に暖房運転時に比べて送風量が低下するように送風機65の制御を行うこともできる。
Moreover, the air-
また、空調制御装置22は、車室の空調状態が暖房要求度合い検出部22bにより検出された暖房要求度合いに達しないと判定される場合には、PTCヒータ67を作動させることもできる。
The air
以上説明したように、この実施形態に係る車両用空調装置1によれば、電動コンプレッサ30から吐出した冷媒を、車室内熱交換器31,32に流した後、車室外熱交換器33に流す強除霜運転モードと、電動コンプレッサ30から吐出した冷媒を、車室内熱交換器31,32に流した後、車室外熱交換器33をバイパスさせて流す弱除霜運転モードとに切り替えて運転することができるので、除霜能力を高めたい場合や、除霜能力が低くてもよい場合に、シーンに応じて適切な能力の除霜運転を行うことができる。
As described above, according to the
また、電動コンプレッサ30から吐出した冷媒を、車室内熱交換器31,32に流した後、車室外熱交換器33及びバイパス配管BPの両方に流す中間除霜運転モードにも切り替えることができるので、除霜能力をより一層細かく変更することができる。
In addition, the refrigerant discharged from the
また、暖房要求度合いが高い場合に弱除霜運転モードとし、暖房要求度合いが低い場合に強除霜運転モードとすることで、車室内の快適性を向上させることができる。 Moreover, the comfort in the vehicle interior can be improved by setting the mode to the weak defrosting operation mode when the degree of heating request is high and setting the mode for strong defrosting operation when the degree of heating request is low.
また、外気温度が0℃よりも高い場合に、弱除霜運転モードとなるようにヒートポンプ装置を作動させて車室外熱交換器33の霜を外気を利用して溶かすことができる。これにより、暖房能力を確保できるとともに、エネルギ消費量を低減できる。
Further, when the outside air temperature is higher than 0 ° C., the heat pump device is operated so as to enter the weak defrosting operation mode, and the frost in the
また、車室外熱交換器33の着霜量が多い場合に強除霜運転モードとし、着霜量が少ない場合に弱除霜運転モードとすることで、シーンに応じて適切な除霜能力及び暖房能力を得ることができる。
Moreover, when the frost amount of the vehicle
また、弱除霜運転モード時に第2減圧弁53を閉方向に制御し、強除霜運転モード時に第2減圧弁53を開方向に制御することで、それぞれのモードで除霜能力及び暖房能力を得ることができる。
Further, by controlling the second
また、車室外熱交換器33よりも冷媒流れ上流側に冷媒加熱器35を配設し、暖房要求度合いが高い場合に冷媒加熱器35を作動させるようにしたので、十分な除霜能力及び暖房能力を得ることができる。
In addition, since the
また、除霜運転時に暖房運転時に比べて送風量を低下させるようにした場合には、除霜運転中の吹出空気の温度低下を抑制できるので、乗員が違和感を感じにくくすることができる。 Moreover, since it is possible to suppress the temperature drop of the blown air during the defrosting operation when the air flow rate is reduced during the defrosting operation as compared with the heating operation, it is possible to make it difficult for the occupant to feel uncomfortable.
また、冷媒加熱器35を電気自動車の走行用バッテリBで作動させるようにしたので、電気自動車で快適な空調を実現できる。
Further, since the
また、バッテリBの残量が少ない場合に冷媒加熱器35の作動を禁止することで、車両の航続可能距離を伸ばすことができる。
Further, by prohibiting the operation of the
尚、上記実施形態では、上記ヒートポンプ装置20のバイパス切替弁56を三方弁で構成しているが、図17に示す変形例のように、2つの開閉弁77、78を組み合わせて構成してもよく、バイパス配管BPの切替手段は特に限定されない。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、上記ヒートポンプ装置20の第1流路切替弁50及び第2流路切替弁51の両方を三方弁で構成しているが、これらのいずれか一方または両方を、2つの開閉弁を組み合わせて構成してもよく、流路の切替手段は特に限定されない。
Moreover, in the said embodiment, although both the 1st flow-
また、上記実施形態では、下流側車室内熱交換器31及び上流側車室内熱交換器32の2つの車室内熱交換器を設けているが、下流側車室内熱交換器31のみ設けてもよい。
Further, in the above embodiment, two vehicle interior heat exchangers, the downstream vehicle
また、上記実施形態では、車両用空調装置1を電気自動車に搭載する場合について説明したが、これに限らず、例えばエンジン及び走行用モーターを備えたハイブリッド自動車等、様々なタイプの自動車に車両用空調装置1を搭載することが可能である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載することができる。 As described above, the vehicle air conditioner according to the present invention can be mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
1 車両用空調装置
20 ヒートポンプ装置
21 車室内空調ユニット
22 空調制御装置
22a 着霜検出部(着霜検出手段)
22b 暖房要求度合い検出部(暖房要求度合い検出手段)
30 電動コンプレッサ(圧縮機)
31 下流側車室内熱交換器(第1車室内熱交換器)
32 上流側車室内熱交換器(第2車室内熱交換器)
33 車室外熱交換器
35 冷媒加熱器
40〜43 第1〜第4主冷媒配管(冷媒配管)
44〜46 第1〜第3分岐冷媒配管(冷媒配管)
52 第1減圧弁
53 第2減圧弁
56 バイパス切替弁
62 エアミックスドア
65 送風機
67 PTCヒータ(空気加熱器)
70 外気温度センサ
73 車室内熱交換器温度センサ
75 内気温度センサ
80 乾き度検出センサ
81 バッテリ残量検出センサ(バッテリ残量検出手段)
82 充電状態検出センサ
B 走行用バッテリ
BP バイパス配管
DESCRIPTION OF
22b Heating request degree detection unit (heating request degree detection means)
30 Electric compressor (compressor)
31 Downstream passenger compartment heat exchanger (first passenger compartment heat exchanger)
32 Upstream vehicle interior heat exchanger (second vehicle interior heat exchanger)
33
44-46 1st-3rd branch refrigerant | coolant piping (refrigerant piping)
52 1st
70 Outside
82 Charging state detection sensor B Traveling battery BP Bypass piping
Claims (10)
上記車室内熱交換器を収容するとともに、該車室内熱交換器に空調用空気を送風する送風機を有し、調和空気を生成して車室に供給するように構成された車室内空調ユニットと、
上記ヒートポンプ装置及び上記車室内空調ユニットを制御する空調制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
上記減圧弁は、上記冷媒配管において上記バイパス配管の接続部と上記車室内熱交換器との間に配設され、
上記車室外熱交換器が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合には、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器に流し、上記減圧弁を開方向に制御する第1除霜運転モードと、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器をバイパスさせて流し、上記減圧弁を減圧作用を発揮する閉方向に制御する第2除霜運転モードとを含む除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 A compressor that compresses the refrigerant; a vehicle interior heat exchanger disposed in the vehicle interior; a vehicle exterior heat exchanger disposed outside the vehicle interior; and a pressure reducing valve; the compressor, the vehicle interior heat A heat pump device having a bypass pipe for connecting the exchanger, the pressure reducing valve, and the heat exchanger outside the vehicle compartment by a refrigerant pipe, and for allowing the refrigerant to flow by bypassing the heat exchanger outside the vehicle compartment,
A vehicle interior air conditioning unit configured to house the vehicle interior heat exchanger and to have a blower that blows air for air conditioning in the vehicle interior heat exchanger and to generate conditioned air and supply the conditioned air to the vehicle interior; ,
A vehicle air conditioner comprising the heat pump device and an air conditioning control device for controlling the vehicle interior air conditioning unit,
The pressure reducing valve is disposed between the connection portion of the bypass pipe and the vehicle interior heat exchanger in the refrigerant pipe,
Comprising frost detection means for detecting whether the vehicle exterior heat exchanger is frosted,
When the frost detection of the vehicle exterior heat exchanger is detected by the frost detection means, the air conditioning control device flows the refrigerant discharged from the compressor through the vehicle interior heat exchanger, and flow to the outer heat exchanger, after the first defrosting operation mode for controlling the pressure reducing valve in the opening direction, the refrigerant discharged from the compressor and flowed in the inner heat exchanger, the car outdoor heat and flow by bypassing the exchanger, and wherein the actuating the heat pump apparatus so that the pressure reducing valve becomes defrosting operation mode and a second defrosting operation mode for controlling the closing direction to exert the action of vacuum A vehicle air conditioner.
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合には、上記圧縮機から吐出した冷媒を、上記車室内熱交換器に流した後、上記車室外熱交換器及び上記バイパス配管の両方に流す第3除霜運転モードを含む除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 1,
When the frost detection of the vehicle exterior heat exchanger is detected by the frost detection means, the air conditioning control device flows the refrigerant discharged from the compressor through the vehicle interior heat exchanger, An air conditioner for a vehicle, wherein the heat pump device is operated so as to be in a defrosting operation mode including a third defrosting operation mode that flows through both the vehicle exterior heat exchanger and the bypass pipe.
暖房要求度合いを検出する暖房要求度合い検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが高いことが検出された場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させ、一方、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが低いことが検出された場合には、第1除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2,
A heating request level detection means for detecting the heating request level;
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to be in the second defrosting operation mode when the heating request degree is detected by the heating request degree detection means, while the heating request degree An air conditioner for a vehicle, wherein when the detection means detects that the degree of heating requirement is low, the heat pump device is operated so as to be in a first defrosting operation mode.
外気温度を検出する外気温度センサを備え、
上記空調制御装置は、上記外気温度センサにより検出された外気温度が0℃よりも高い場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3,
It has an outside temperature sensor that detects the outside temperature,
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to be in a second defrosting operation mode when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is higher than 0 ° C. apparatus.
上記空調制御装置は、上記着霜検出手段により着霜量が所定以上であると検出された場合には、第1除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させ、一方、上記着霜検出手段により着霜量が所定未満であることが検出された場合には、第2除霜運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4,
The air conditioning control device operates the heat pump device so as to enter the first defrosting operation mode when the frost detection amount is detected by the frost detection means to be a predetermined value or more, while the frost formation is performed. An air conditioner for a vehicle characterized in that when the detection means detects that the amount of frost formation is less than a predetermined amount, the heat pump device is operated so as to enter the second defrosting operation mode.
上記冷媒配管における上記車室外熱交換器よりも冷媒流れ上流側には、冷媒を加熱する冷媒加熱器が配設され、
上記空調制御装置は、上記暖房要求度合い検出手段により暖房要求度合いが高いことが検出された場合には、上記冷媒加熱器を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 3,
A refrigerant heater that heats the refrigerant is disposed on the refrigerant flow upstream side of the vehicle compartment heat exchanger in the refrigerant pipe,
The vehicle air conditioner is characterized in that the air conditioning controller operates the refrigerant heater when it is detected by the heating request level detection means that the heating request level is high.
上記空調制御装置は、除霜運転時に暖房運転時に比べて送風量が低下するように上記送風機を制御することを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 6 ,
The vehicle air conditioner is characterized in that the air conditioner control device controls the blower so that the amount of blown air is reduced during the defrosting operation as compared with the heating operation.
上記車両用空調装置は電気自動車に搭載され、
上記冷媒加熱器は、上記電気自動車の走行用バッテリから電力供給を受けて作動する電気式加熱器であることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 6 ,
The vehicle air conditioner is mounted on an electric vehicle,
The vehicle air conditioner is characterized in that the refrigerant heater is an electric heater that operates by receiving power supply from a running battery of the electric vehicle.
上記バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリの残量が所定値以下である場合には、上記冷媒加熱器の作動を禁止することを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 8 ,
Battery remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the battery,
The vehicle air conditioner is characterized in that, when the remaining amount of the battery detected by the battery remaining amount detecting means is not more than a predetermined value, the operation of the refrigerant heater is prohibited.
上記ヒートポンプ装置は、車室内に配設される第1車室内熱交換器と、車室内において該第1車室内熱交換器の空気流れ上流側に配設される第2車室内熱交換器とを備えており、
上記空調制御装置は、上記圧縮機から吐出した冷媒を、放熱器として作用させる上記第1車室内熱交換器及び上記第2車室内熱交換器に流す暖房運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 9 ,
The heat pump device includes: a first vehicle interior heat exchanger disposed in the vehicle interior; a second vehicle interior heat exchanger disposed upstream of the air flow of the first vehicle interior heat exchanger in the vehicle interior; With
The air conditioning control device controls the heat pump device so as to be in a heating operation mode in which the refrigerant discharged from the compressor is caused to act as a radiator to the first vehicle interior heat exchanger and the second vehicle interior heat exchanger. A vehicle air conditioner that is operated.
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