JP6344305B2 - Vehicle air conditioning control device - Google Patents
Vehicle air conditioning control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6344305B2 JP6344305B2 JP2015101441A JP2015101441A JP6344305B2 JP 6344305 B2 JP6344305 B2 JP 6344305B2 JP 2015101441 A JP2015101441 A JP 2015101441A JP 2015101441 A JP2015101441 A JP 2015101441A JP 6344305 B2 JP6344305 B2 JP 6344305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- cooling water
- temperature
- heater
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、車両の動力源であるエンジンの冷却水の熱で空気を加熱する放熱器を備えた車両の空調制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a vehicle air-conditioning control apparatus including a radiator that heats air with heat of engine coolant that is a power source of the vehicle.
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車は、エンジンを停止してモータの動力で走行するEV走行を行うことで燃費を向上させるようにしたものがある。しかし、冬季等に暖房用の熱量(つまりエンジンの冷却水の熱量)を確保するためにエンジンを稼働する時間が長くなると、燃費が悪化する傾向がある。 In recent years, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor as a power source of the vehicle has attracted attention because of the social demand for low fuel consumption and low exhaust emissions. Some of such hybrid vehicles improve the fuel efficiency by performing EV traveling in which the engine is stopped and the motor is driven. However, if the engine is operated for a long time in order to ensure the amount of heat for heating (that is, the amount of heat of engine cooling water) in winter and the like, fuel consumption tends to deteriorate.
そこで、例えば、特許文献1に記載されているように、エンジン以外に冷却水を加熱する加熱器を搭載して、暖房用の熱量を確保するためのエンジン稼働を少なくできるようにしたものがある。このものは、エンジンの冷却水の熱で空気を加熱する第1及び第2の放熱器(熱交換器)と、第2の放熱器に向かって流れる冷却水を加熱する加熱器と、第2の放熱器の下流側の冷却水から加熱器の上流側の冷却水に熱移動させる顕熱交換器とを備え、第1の放熱器よりも第2の放熱器を流れる冷却水の流量を少なくするようにしている。これにより、第2の放熱器での冷却水からの放熱量の割合を高めると共に、エンジン表面からの放熱量を低減することで、加熱器の消費エネルギを少なくして燃費を改善するようにしている。 Therefore, for example, as described in Patent Document 1, there is a device that is equipped with a heater that heats cooling water in addition to the engine so that the engine operation for securing the amount of heat for heating can be reduced. . This includes first and second radiators (heat exchangers) for heating air with heat of engine cooling water, a heater for heating cooling water flowing toward the second radiator, And a sensible heat exchanger that transfers heat from the cooling water downstream of the radiator to the cooling water upstream of the heater, and the flow rate of the cooling water flowing through the second radiator is smaller than that of the first radiator Like to do. Thereby, while increasing the ratio of the heat radiation amount from the cooling water in the second radiator, and reducing the heat radiation amount from the engine surface, the energy consumption of the heater is reduced and the fuel consumption is improved. Yes.
しかし、上記特許文献1の技術では、二つの放熱器と顕熱交換器を設ける必要があるため、空調装置の構成部品が増大して、車両への搭載性が悪化すると共にコストが高くなるという欠点がある。また、冷却水の流量の設定方法が明らかではなく、燃費を十分に改善できない可能性がある。 However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to provide two radiators and a sensible heat exchanger, so that the number of components of the air conditioner increases, the mounting property on the vehicle deteriorates and the cost increases. There are drawbacks. Further, the method for setting the flow rate of the cooling water is not clear, and there is a possibility that the fuel consumption cannot be sufficiently improved.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、車両への搭載性向上や低コスト化の要求を満たしながら、冷却水の流量を適正に設定して燃費を向上させることができる車両の空調制御装置を提供することにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioning control device for a vehicle that can improve the fuel efficiency by appropriately setting the flow rate of cooling water while satisfying the demands for improving the mounting property to the vehicle and reducing the cost. Is to provide.
上記課題を解決するために、本発明は、車両の動力源であるエンジン(21)と該エンジンを通過した冷却水を加熱する加熱器(23)と該加熱器を通過した冷却水の熱で空気を加熱する一つの放熱器(17)との間で冷却水が循環する暖房用冷却水回路(22)を備えた車両の空調制御装置において、エンジンに流入する冷却水の温度(以下「エンジン入口水温」という)の目標値である目標エンジン入口水温を設定する入口水温設定部(37)と、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、放熱器を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器を通過する冷却水の流量を決定する決定部(37)とを備えた構成としたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an engine (21) that is a power source of a vehicle, a heater (23) that heats cooling water that has passed through the engine, and heat of cooling water that has passed through the heater. In a vehicle air conditioning control device having a cooling water circuit (22) for heating in which cooling water circulates between one radiator (17) for heating air, the temperature of cooling water flowing into the engine (hereinafter referred to as "engine") An inlet water temperature setting unit (37) for setting a target engine inlet water temperature, which is a target value of the inlet water temperature, and a flow rate and specific heat of the air passing through the radiator so that the engine inlet water temperature becomes the target engine inlet water temperature. Based on the specific heat of the cooling water, a determination unit (37) that determines the flow rate of the cooling water passing through the heater is provided.
この構成では、エンジンとは別に冷却水を加熱する加熱器を備えているため、加熱器を備えていないシステムに比べて、エンジン入口水温を低くしても、暖房に必要な熱量を確保することができ、目標エンジン入口水温を低めに設定することができる。そして、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、放熱器を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器を通過する冷却水の流量を決定することで、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温付近に保つための冷却水の流量を適正に設定することができる。 In this configuration, since the heater for heating the cooling water is provided separately from the engine, the amount of heat necessary for heating can be ensured even if the engine inlet water temperature is lower than in a system without a heater. The target engine inlet water temperature can be set lower. And by determining the flow rate of the cooling water passing through the heater based on the flow rate of air passing through the radiator and the specific heat and the specific heat of cooling water so that the engine inlet water temperature becomes the target engine inlet water temperature, The flow rate of the cooling water for keeping the engine inlet water temperature close to the target engine inlet water temperature can be set appropriately.
これにより、暖房に必要な熱量を確保しながら、加熱器を備えていないシステムに比べて、エンジン入口水温を低くして冷却水の流量を低減することが可能となる。その結果、エンジン停止のための目標暖房エンジン水温を低めに設定して暖房用の熱量を確保するためのエンジン稼働時間を短くすることができると共に、冷却水の熱で空気を効率良く加熱して、加熱器の消費エネルギを少なくすることができ、燃費を向上させることができる。また、二つの放熱器と顕熱交換器を設ける従来技術に比べて、空調装置の構成部品を削減することができるため、空調装置の車両への搭載性が向上すると共に空調装置を低コスト化することができる。 As a result, it is possible to lower the engine inlet water temperature and reduce the flow rate of the cooling water as compared with a system that does not include a heater, while ensuring the amount of heat necessary for heating. As a result, the target heating engine water temperature for stopping the engine can be set lower to shorten the engine operating time for securing the amount of heat for heating, and the air can be efficiently heated with the heat of the cooling water. The energy consumption of the heater can be reduced, and the fuel consumption can be improved. Compared to the conventional technology that provides two radiators and a sensible heat exchanger, it is possible to reduce the number of air conditioner components, which improves the ease of mounting the air conditioner on a vehicle and reduces the cost of the air conditioner. can do.
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。 Hereinafter, some embodiments embodying the mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1を図1乃至図9に基づいて説明する。
まず、図1及び図2に基づいてハイブリッド車の空調装置の概略構成を説明する。
図1に示すように、空調用の空気通路を形成する空調ケース11内の上流部には、車室外の空気である外気を導入する外気導入路12と、車室内の空気である内気を導入する内気導入路13とが形成されている。外気導入路12には、外気温を検出する外気温センサ31が設けられている。一方、内気導入路13には、内気導入路13を開閉する内外気切替ドア14が設けられている。この内外気切替ドア14は、図示しないモータ等によって駆動される。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of an air conditioner for a hybrid vehicle will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, an outside
外気導入路12及び内気導入路13の下流側には、空気をエアコン吹出口の方向(つまり車室内の方向)へ送風するブロアファン15が配置され、このブロアファン15の下流側に、空気を冷却するための蒸発器16が配置されている。この蒸発器16と、図示しない圧縮器、凝縮器、気液分離器、膨張弁等により冷凍サイクルが構成されている。
On the downstream side of the outside
空調ケース11内の蒸発器16の下流側には、空気を加熱するための放熱器であるヒータコア17が配置され、このヒータコア17の側方に、ヒータコア17をバイパスして空気を流すバイパス通路18が形成されている。
A
ヒータコア17及びバイパス通路18の上流側には、ヒータコア17を通過する温風とバイパス通路18を通過する冷風との風量割合を調節するエアミックスドア19が設けられている。ヒータコア17を通過した温風とバイパス通路18を通過した冷風は、ヒータコア17及びバイパス通路18の下流側の空気混合部20で混合されてエアコン吹出口の方向へ送風される。
On the upstream side of the
エアミックスドア19は、図示しないモータ等によって駆動される。エアミックスドア19で、ヒータコア17を通過する温風とバイパス通路18を通過する冷風との風量割合を調節することで、車室内への吹出空気温度を調節するようになっている。車室内には、車室内温度を検出する車室内温度センサ32(図2参照)が設けられている。
The
また、車両の動力源として内燃機関であるエンジン21と図示しないモータジェネレータとが搭載されている。エンジン21の冷却水が循環する暖房用冷却水回路22には、エンジン21を通過した冷却水を加熱する一つの加熱器23と、この加熱器23を通過した冷却水の熱で空気を加熱する一つのヒータコア17が設けられている。
Further, an
具体的には、エンジン21の冷却水通路(いわゆるウォータジャケット)の入口付近に、電動ウォータポンプ24が設けられている。また、エンジン21の冷却水通路の出口とヒータコア17の冷却水入口とが冷却水循環流路25によって接続され、この冷却水循環流路25の途中に、加熱器23が設けられている。更に、ヒータコア17の冷却水出口と電動ウォータポンプ24の吸入口とが冷却水循環流路26によって接続されている。これにより、エンジン21と加熱器23とヒータコア17との間で冷却水が循環する暖房用冷却水回路22が形成されている。
Specifically, an
ヒータコア17は、冷却水と空気との間で熱交換して空気を加熱する。加熱器23は、ヒートポンプ27の熱交換器であり、冷却水と冷媒との間で熱交換して冷却水を加熱する。ヒートポンプ27は、電動コンプレッサ28で低温低圧のガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にした後、加熱器23で高温高圧のガス冷媒から熱を放出させて高圧の液状冷媒にする。この後、膨張弁29で高圧の液状冷媒を減圧膨張させて低温低圧の液状冷媒にした後、室外熱交換器30で低温低圧の液状冷媒に熱を吸収させて低温低圧のガス冷媒にする。
The
冷却水循環流路25には、エンジン21から流出する冷却水の温度であるエンジン出口水温を検出するエンジン出口水温センサ33が設けられている。また、冷却水循環流路26には、エンジン21に流入する冷却水の温度であるエンジン入口水温を検出するエンジン入口水温センサ34が設けられている。更に、エンジン21には、エンジン本体(例えばシリンダブロック等)の温度を検出するエンジン温度センサ35が設けられている。
The cooling
図2に示すように、上述した各種センサ31〜35の出力は、エアコンECU37に入力される。このエアコンECU37は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された空調制御用のプログラムを実行することで、空調装置(例えば、電動ウォータポンプ24、ブロアファン15、内外気切替ドア14、エアミックスドア19、電動コンプレッサ28等)を制御する。
As shown in FIG. 2, the outputs of the
ハイブリッドECU36は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、エアコンECU37、エンジン21を制御するエンジンECU38、モータジェネレータを制御するMG−ECU39等との間で制御信号やデータ信号等を送受信し、各ECU37〜39によって車両の状態に応じて、空調装置、エンジン21、モータジェネレータ等を制御する。
The
ところで、ハイブリッド車は、エンジン21を停止してモータジェネレータの動力で走行するEV走行を行うことで燃費を向上させることができる。しかし、暖房要求が発生して高い水温目標が課せられると、エンジン21を停止し難くなり、燃費が低下する。この対策として、図3に示すように、エンジン停止のための目標暖房エンジン水温を低め(例えばエンジン暖機完了水温と同程度)に設定し、エンジン21以外の加熱器23で冷却水温をエンジン出口水温から目標暖房水温まで加熱することで、暖房用の熱量を確保するためのエンジン稼働時間を短くすることができる。このとき、エンジン21以外の加熱器23を備えていない車両と同様に冷却水の流量が多いと、加熱器23に膨大なエネルギが必要となり、実現が困難になるか又は実現できても膨大な電力消費により燃費改善できなくなる。暖房時の燃費改善ポイントは、目標暖房エンジン水温を低くしつつ、エンジン21以外の加熱器23の出力を小さくするように、加熱器23の出力と冷却水の流量を設定することである。冷却水の流量が多いときに大きな加熱エネルギが必要なのは、車室内を温める空気と熱を供給する冷却水の熱マス(比熱×流量)の差が大きい(つまり冷却水の熱マスの方が大きい)にも拘らず、目標車室内温度を実現するために冷却水の温度を目標空気温(目標暖房水温)まで高める必要があるためである。
By the way, the hybrid vehicle can improve the fuel efficiency by performing the EV traveling in which the
そこで、本実施例1では、例えば冬季の低速走行時等のエンジン21の生成熱が比較的少ない場合に、エアコンECU37により後述する図4及び図5の各ルーチンを実行する。これにより、エンジン入口水温の目標値である目標エンジン入口水温を、加熱器23を備えていないシステムに比べて低めに設定し、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23を通過する冷却水の流量を決定する。これにより、暖房に必要な熱量を確保しながら、加熱器23を備えていないシステムに比べて、エンジン入口水温を低くして冷却水の流量を低減する。
以下、本実施例1でエアコンECU37が実行する図4及び図5の各ルーチンの処理内容を説明する。
Therefore, in the first embodiment, when the generated heat of the
Hereinafter, the processing content of each routine of FIG.4 and FIG.5 which the air-conditioner ECU37 performs in the present Example 1 is demonstrated.
[空調制御ルーチン]
図4に示す空調制御ルーチンは、エアコンECU37により所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、エアコンの設定パネル等からの信号に基づいて目標車室内温度を取得する。更に、外気温センサ31で検出した外気温と車室内温度センサ32で検出した車室内温度を読み込む。
[Air conditioning control routine]
The air conditioning control routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed by the
この後、ステップ102に進み、外気温と車室内温度と目標車室内温度とに基づいて目標ヒータコア入口水温(つまり目標暖房水温)をマップ又は数式等により算出する。ここで、目標ヒータコア入口水温は、ヒータコア17に流入する冷却水の温度であるヒータコア入口水温の目標値である。
Thereafter, the process proceeds to step 102, where the target heater core inlet water temperature (that is, the target heating water temperature) is calculated by a map or a mathematical formula based on the outside air temperature, the vehicle interior temperature, and the target vehicle interior temperature. Here, the target heater core inlet water temperature is a target value of the heater core inlet water temperature that is the temperature of the cooling water flowing into the
この後、ステップ103に進み、車室内温度が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、車両のフロントガラス等のガラスが曇り易くなり始める温度(例えば20℃)に設定されている。この所定値は、予め設定した固定値としても良いが、外気温や湿度等に応じて変化させるようにしても良い。 Thereafter, the process proceeds to step 103, and it is determined whether or not the passenger compartment temperature is equal to or higher than a predetermined value. Here, the predetermined value is set to a temperature (for example, 20 ° C.) at which glass such as a windshield of a vehicle starts to become fogged. The predetermined value may be a fixed value set in advance, or may be changed according to the outside air temperature, humidity, or the like.
このステップ103で、車室内温度が所定値よりも低いと判定された場合には、ステップ104に進み、エンジン入口水温センサ34で検出したエンジン入口水温と、エンジン温度センサ35で検出したエンジン本体温度と、エンジン出口水温センサ33で検出したエンジン出口水温を読み込む。
If it is determined in
この後、ステップ105に進み、ブロアファン15の回転速度等に基づいてヒータコア17を通過する空気の流量をマップ又は数式等により算出する。また、外気温と車室内温度と内外気切替ドア14の開度等に基づいてヒータコア17に流入する空気の温度を推定し、その空気の温度に基づいて空気の比熱をマップ又は数式等により算出する。更に、エンジン出口水温等に基づいて冷却水の比熱をマップ又は数式等により算出し、電動ウォータポンプ24の回転速度等に基づいて冷却水の流量をマップ又は数式等により算出する。
Thereafter, the process proceeds to step 105, and the flow rate of the air passing through the
この後、ステップ106に進み、後述する図5の目標エンジン入口水温設定ルーチンを実行することで、エンジン入口水温の目標値である目標エンジン入口水温を設定する。
この後、ステップ107に進み、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23を通過する冷却水の流量と加熱器23の出力を決定する。このステップ107の処理が特許請求の範囲でいう決定部としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 106, and a target engine inlet water temperature that is a target value of the engine inlet water temperature is set by executing a target engine inlet water temperature setting routine of FIG.
Thereafter, the process proceeds to step 107, and the cooling water passing through the
エンジン21の稼働率を下げるためには、エンジン入口水温を低めに保つことが必要である。本実施例1では、加熱器23の出力(つまり加熱器23の冷却水加熱量)を所定値に設定した場合に、暖房に必要な目標ヒータコア入口水温を実現しつつエンジン入口水温を低くするために必要な冷却水流量を算出する。
In order to lower the operating rate of the
以下、本実施例1の冷却水流量の算出方法を説明する。
ヒータコア17の空気加熱量[kW]は、ヒータコア17を通過する空気流量Qa[kg/s]及び空気比熱Ca[kJ/kg/K] とΔ空気温[K] とを用いて、下記(1)式で表すことができる。ここで、Δ空気温[K] は、ヒータコア17から流出する空気の温度であるヒータコア出口空気温 [℃] とヒータコア17に流入する空気の温度であるヒータコア入口空気温 [℃] との差(=ヒータコア出口空気温−ヒータコア入口空気温)とする。
ヒータコア空気加熱量=Qa×Ca×Δ空気温 …(1)
Hereinafter, the calculation method of the coolant flow rate of the first embodiment will be described.
The air heating amount [kW] of the
Heater core air heating amount = Qa × Ca × Δ air temperature (1)
ヒータコア17の放熱量[kw]は、ヒータコア17を通過する冷却水流量Qw[kg/s]及び冷却水比熱Cw[kJ/kg/K] とΔ水温[K] とを用いて、下記(2)式で表すことができる。ここで、Δ水温[K] は、ヒータコア17に流入する冷却水の温度であるヒータコア入口水温 [℃] とヒータコア17から流出する冷却水の温度であるヒータコア出口水温 [℃] との差(=ヒータコア入口水温−ヒータコア出口水温)とする。
ヒータコア放熱量=Qw×Cw×Δ水温 …(2)
The heat dissipation amount [kw] of the
Heater core heat dissipation = Qw × Cw × Δ water temperature (2)
ヒータコア入口水温 [℃] は、エンジン入口水温 [℃] と、エンジン21による冷却水の昇温分ΔT1[K]と、加熱器23による冷却水の昇温分ΔT2[K]とを用いて、下記(3)式で表すことができる。
ヒータコア入口水温=エンジン入口水温+ΔT1 +ΔT2 …(3)
The heater core inlet water temperature [° C.] is calculated using the engine inlet water temperature [° C.], the cooling water temperature increase ΔT 1 [K] by the
Heater core inlet water temperature = engine inlet water temperature + ΔT1 + ΔT2 (3)
昇温分ΔT1[K]は、エンジン21の冷却水加熱量H1[kW] を用いて、下記(4)式で表すことができる。
ΔT1 =H1 /(Qw×Cw) …(4)
The temperature increase ΔT1 [K] can be expressed by the following equation (4) using the cooling water heating amount H1 [kW] of the
ΔT1 = H1 / (Qw × Cw) (4)
昇温分ΔT2[K]は、加熱器23の冷却水加熱量H2[kW] を用いて、下記(5)式で表すことができる。
ΔT2 =H2 /(Qw×Cw) …(5)
The temperature increase ΔT2 [K] can be expressed by the following equation (5) using the cooling water heating amount H2 [kW] of the
ΔT 2 = H 2 / (Qw × Cw) (5)
上記(1)式と(2)式において、「ヒータコア空気加熱量=ヒータコア放熱量」とすることで、下記(6)式を得ることができる。
Qw=Qa×Ca×Δ空気温/(Cw×Δ水温) …(6)
In the above formulas (1) and (2), the following formula (6) can be obtained by setting “heater core air heating amount = heater core heat dissipation amount”.
Qw = Qa × Ca × Δair temperature / (Cw × Δwater temperature) (6)
また、「Δ水温=ヒータコア入口水温−ヒータコア出口水温」の関係と、上記(3)〜(5)式とを用いて、下記(7)式を得ることができる。
Δ水温=エンジン入口水温+(H1 +H2 )/(Qw×Cw)−ヒータコア出口水温
…(7)
Further, using the relationship of “Δ water temperature = heater core inlet water temperature−heater core outlet water temperature” and the above equations (3) to (5), the following equation (7) can be obtained.
Δwater temperature = engine inlet water temperature + (H1 + H2) / (Qw × Cw) −heater core outlet water temperature
... (7)
上記(6)式と(7)式から、下記(8)式を得ることができる。
Qw={Qa×Ca×Δ空気温−(H1 +H2 )}
/{(エンジン入口水温−ヒータコア出口水温)×Cw}
…(8)
From the above formulas (6) and (7), the following formula (8) can be obtained.
Qw = {Qa × Ca × Δair temperature− (H 1 + H 2)}
/ {(Engine inlet water temperature-heater core outlet water temperature) × Cw}
... (8)
以下にエンジン入口水温を目標値(つまり目標エンジン入口水温)に保つための冷却水流量Qwを算出するための関係式をまとめる。
Qw={Qa×Ca×Δ空気温−(H1 +H2 )}
/{(エンジン入口水温−ヒータコア出口水温)×Cw}
…(A)
Qw<(H1 +H2 )/{Cw×(目標ヒータコア入口水温−エンジン入口水温)}
…(B)
H1 =f(Qw) …(C)
ここで、上記(B)式は、暖房に必要な目標ヒータコア入口水温を成立させるための条件である。
The relational expressions for calculating the cooling water flow rate Qw for maintaining the engine inlet water temperature at the target value (that is, the target engine inlet water temperature) are summarized below.
Qw = {Qa × Ca × Δair temperature− (H 1 + H 2)}
/ {(Engine inlet water temperature-heater core outlet water temperature) × Cw}
... (A)
Qw <(H1 + H2) / {Cw × (target heater core inlet water temperature−engine inlet water temperature)}
... (B)
H1 = f (Qw) (C)
Here, the above equation (B) is a condition for establishing the target heater core inlet water temperature necessary for heating.
上記(A)〜(C)式を用いて、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、加熱器23を通過する冷却水流量Qwを算出する。ここでは、空気流量Qa、空気比熱Ca、冷却水比熱Cw、Δ空気温、エンジン入口水温−ヒータコア出口水温、目標ヒータコア入口水温、エンジン入口水温、加熱器23の冷却水加熱量H2 を、それぞれ下記の数値とした場合について説明する。
Using the above equations (A) to (C), the cooling water flow rate Qw passing through the
空気流量Qa=0.09[kg/s]
空気比熱Ca=1.0[kJ/kg/K]
冷却水比熱Cw=3.7[kJ/kg/K]
Δ空気温=60[K]
エンジン入口水温−ヒータコア出口水温=2[K]
目標ヒータコア入口水温=60 [℃]
エンジン入口水温=目標エンジン入口水温(例えば40 [℃] )
加熱器23の冷却水加熱量H2 =5[kW]
Air flow rate Qa = 0.09 [kg / s]
Air specific heat Ca = 1.0 [kJ / kg / K]
Cooling water specific heat Cw = 3.7 [kJ / kg / K]
ΔAir temperature = 60 [K]
Engine inlet water temperature-Heater core outlet water temperature = 2 [K]
Target heater core inlet water temperature = 60 [℃]
Engine inlet water temperature = Target engine inlet water temperature (eg 40 [° C])
Heating amount of cooling water H2 of
まず、図6に示すエンジン21の冷却水加熱特性(冷却水流量Qwとエンジン21の冷却水加熱量H1 との関係)に基づいて、上記(C)式を下記の近似式で設定する。
H1 =-388.26 Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195 …(C)
First, based on the cooling water heating characteristic of the
H1 = -388.26 Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195 ... (C)
そして、上記(A)式に各数値を代入して、下記(D)式を求める。
Qw={5.4 −(H1 +5 )}/−7.4 …(D)
更に、上記(C)式と(D)式から下記の方程式を得ることができる。
7.4 Qw+5.4 −(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195+5 )=0
Then, each numerical value is substituted into the above formula (A) to obtain the following formula (D).
Qw = {5.4− (H1 + 5)} / − 7.4 (D)
Furthermore, the following equation can be obtained from the above equations (C) and (D).
7.4 Qw + 5.4 - (- 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195 + 5) = 0
上記の方程式を解くと、下記の三つの解を得ることができる。
Qw=−0.134 ,0.0690 ,0.200
また、上記(B)式に各数値を代入して、下記(E)式を求める。
Qw<(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195+5 )/(3.7 ×20)
…(E)
The following three solutions can be obtained by solving the above equation.
Qw = -0.134, 0.0690, 0.200
Also, the following equation (E) is obtained by substituting each numerical value into the equation (B).
Qw <(− 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw−0.3195 + 5) / (3.7 × 20)
... (E)
上記(E)式及びQw>0で規定される制約条件を満たす解として、上記の三つの解の中からQw=0.0690を最終的な解として選択する。
以上により、冷却水流量Qw=0.0690[kg/s]=4.14[L/min] を決定する。
エアコンECU37は、加熱器23を通過する冷却水の流量が、この冷却水流量Qwになるように電動ウォータポンプ24等を制御する。
Qw = 0.0690 is selected as a final solution from the above three solutions as a solution that satisfies the constraints defined by the above equation (E) and Qw> 0.
From the above, the cooling water flow rate Qw = 0.0690 [kg / s] = 4.14 [L / min] is determined.
The
一方、上記ステップ103で、車室内温度が所定値以上であると判定された場合には、ステップ108に進み、加熱器23を通過する冷却水の流量を車室内温度が所定値未満の場合よりも多くする。このステップ108の処理も特許請求の範囲でいう決定部としての役割を果たす。
On the other hand, if it is determined in
冷却水の流量が少なくなると、ヒータコア出入口温度差(つまりヒータコア入口水温とヒータコア出口水温との差)が大きくなり、車室内の空気の吹出口の位置による温度差が大きくなる(例えば足元は60℃で顔付近は40℃になる)ことがある。これが原因で下記の二種類の課題が生じる可能性があるため、その対策として、ステップ108の処理を実施する。
When the flow rate of cooling water decreases, the difference in heater core inlet / outlet temperature (that is, the difference between the heater core inlet water temperature and the heater core outlet water temperature) increases, and the temperature difference due to the position of the air outlet in the passenger compartment increases (for example, the foot is 60 ° C.) And the vicinity of the face may be 40 ° C). Because of this, the following two types of problems may occur, so the processing of
車室内温度が高くなるにつれてガラスが曇り易くなる。安全上重要なフロントガラスの曇りを防止するためにデフロスタの吹出温度を高くするには、ヒータコア出入口温度差が問題となる。これはデフロスタ部の空気はヒータコア出口付近の冷却水で温めるからである。そこで、防曇性能を確保するために、車室内温度が高くなると冷却水の流量を多くすることで、ヒータコア出入口温度差を小さくして、デフロスタの吹出温度を高く保つ。 As the passenger compartment temperature increases, the glass tends to fog up. In order to increase the blowing temperature of the defroster in order to prevent fogging of the windshield, which is important for safety, the temperature difference between the heater core inlet and outlet becomes a problem. This is because the air in the defroster section is warmed by the cooling water near the heater core outlet. Therefore, in order to ensure the anti-fogging performance, when the passenger compartment temperature increases, the flow rate of the cooling water is increased to reduce the temperature difference between the inlet and outlet of the heater core and to keep the outlet temperature of the defroster high.
また、車室内温度が低いうちは大きな影響は出ないが、車室内温度が高くなるにつれて低温側の吹出温度が問題になる場合がある。そこで、燃費よりも快適性を優先する場合、車室内温度が高くなると冷却水の流量を多くすることで、ヒータコア出入口温度差を小さくして、全ての吹出温度を高く保つ。 In addition, while the temperature in the passenger compartment is low, there is no significant effect, but as the passenger compartment temperature increases, the low temperature side blowout temperature may become a problem. Therefore, when comfort is prioritized over fuel efficiency, the flow rate of the cooling water is increased when the passenger compartment temperature is increased, thereby reducing the heater core inlet / outlet temperature difference and keeping all the outlet temperatures high.
具体的には、図7に示す冷却水流量下限値のマップを参照して、車室内温度に応じた冷却水流量下限値を算出し、冷却水流量が冷却水流量下限値よりも低い場合には、冷却水流量を冷却水流量下限値まで引き上げる。これにより、冷却水流量を車室内温度が所定値未満の場合よりも多めに設定する。冷却水流量下限値のマップは、車室内温度が高くなるほど冷却水流量下限値が大きくなるように設定されている。 Specifically, referring to the map of the cooling water flow rate lower limit value shown in FIG. 7, the cooling water flow rate lower limit value is calculated according to the passenger compartment temperature, and the cooling water flow rate is lower than the cooling water flow rate lower limit value. Increases the cooling water flow rate to the lower limit value of the cooling water flow rate. As a result, the coolant flow rate is set to be larger than when the vehicle interior temperature is less than a predetermined value. The map of the lower limit value of the coolant flow rate is set so that the lower limit value of the coolant flow rate increases as the passenger compartment temperature increases.
この後、ステップ109に進み、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量に応じて、エンジン出口水温の目標値である目標暖房エンジン水温を設定する。このステップ109の処理が特許請求の範囲でいう出口水温設定部としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 109, and a target heating engine water temperature, which is a target value of the engine outlet water temperature, is set according to the output of the
具体的には、図8に示す目標暖房エンジン水温のマップを参照して、加熱器23の出力と冷却水流量に応じた目標暖房エンジン水温を算出する。目標暖房エンジン水温のマップは、加熱器23の出力が小さくなるほど目標暖房エンジン水温が高くなる(つまり目標暖房水温に近付く)ように設定されている。また、目標暖房エンジン水温のマップは、冷却水流量が比較的少ない低流量域以外の領域では、冷却水流量が多くなるほど目標暖房エンジン水温が高くなるように設定されているが、低流量域では、加熱器23の伝熱効率が低下するため、冷却水流量が少なくなるほど目標暖房エンジン水温が高くなるように設定されている。
Specifically, the target heating engine water temperature corresponding to the output of the
[目標エンジン入口水温設定ルーチン]
図5に示す目標エンジン入口水温設定ルーチンは、前記図4の空調制御ルーチンのステップ106で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう入口水温設定部としての役割を果たす。本ルーチンでは、車両の走行予定経路における走行情報に基づいてエンジン21の負荷を予測し、その予測結果に基づいて目標エンジン入口水温を設定する。
[Target engine inlet water temperature setting routine]
The target engine inlet water temperature setting routine shown in FIG. 5 is a subroutine executed in
例えば、郊外の道路や高速道路を走行する場合のように、車速や加速度が大きいと、暖房していても冷却水温が上がっていくが、渋滞の道路や信号待ちの多い道路を走行する場合のように、車速や加速度が小さいと、外気と暖房によって冷却水温が下がっていく。冷却水温が高くなれば、エンジン21以外の加熱器23の出力を絞って燃費改善できるが、低負荷の連続で冷却水温の低下が大きいと、エンジン21の強制稼働が必要となる場合があり、燃費が悪化する。そこで、低水温を予測した場合、その前に目標エンジン入口水温を上げておき、冷却水温の極端な低下を防ぐ。
For example, when driving on a suburban road or highway, if the vehicle speed or acceleration is high, the cooling water temperature will rise even if it is heated, but when driving on a traffic jam road or a road with many traffic lights As described above, when the vehicle speed and acceleration are small, the cooling water temperature is lowered by the outside air and heating. If the cooling water temperature increases, the output of the
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、ナビゲーション装置からの情報、車載カメラからの情報、他車(例えば先行車両)から受信した情報等に基づいて、車両の走行予定経路における走行情報(例えば、渋滞状況、道路勾配、信号状況等)を取得する。
When this routine is started, first, in
この後、ステップ202に進み、走行予定経路における走行情報に基づいて、現在値から所定距離(例えば5km)先までの車速の変化と道路勾配等を予測し、予測した車速の変化と道路勾配等に基づいて、所定距離先までのエンジン負荷の変化を予測する。 Thereafter, the process proceeds to step 202, where changes in the vehicle speed and road gradient from the current value to a predetermined distance (for example, 5 km) ahead are predicted based on the travel information on the planned travel route, and the predicted change in vehicle speed and road gradient, etc. Based on the above, a change in engine load up to a predetermined distance is predicted.
この後、ステップ203に進み、外気温と目標暖房水温(つまり目標ヒータコア入口水温)と所定距離先までの走行所要時間とに基づいて、所定距離先までの暖房負荷を予測する。 Thereafter, the process proceeds to step 203, where the heating load up to the predetermined distance is predicted based on the outside air temperature, the target heating water temperature (that is, the target heater core inlet water temperature) and the travel time required up to the predetermined distance.
この後、ステップ204に進み、予測したエンジン負荷(つまり加熱側の負荷)と暖房負荷(つまり放熱側の負荷)に基づいて、所定距離先までのエンジン出口水温の変化を予測する(図9参照)。 Thereafter, the process proceeds to step 204, and a change in the engine outlet water temperature up to a predetermined distance is predicted based on the predicted engine load (that is, the heating side load) and the heating load (that is, the heat radiation side load) (see FIG. 9). ).
この後、ステップ205に進み、予測したエンジン出口水温が高温側閾値(=現在の目標エンジン入口水温+所定値)以上になるか否かを判定する。
このステップ205で、予測したエンジン出口水温が高温側閾値以上になると判定された場合には、ステップ206に進み、予測したエンジン出口水温が高温側閾値以上になる高温側超過時期と高温側超過量(=予測したエンジン出口水温の最大値−高温側閾値)を予測する。予測した高温側超過時期と高温側超過量とに応じて目標エンジン入口水温を低温方向に補正する。これにより、将来にエンジン出口水温が極端に低くなる危険性を考慮不要となるため、現在の燃費向上のみを考慮して目標エンジン入口水温を低めに設定する。
Thereafter, the process proceeds to step 205, where it is determined whether or not the predicted engine outlet water temperature is equal to or higher than a high temperature side threshold (= current target engine inlet water temperature + predetermined value).
If it is determined in
一方、上記ステップ205で、予測したエンジン出口水温が高温側閾値以上にならないと判定された場合には、ステップ207に進み、予測したエンジン出口水温が低温側閾値(=現在の目標エンジン入口水温−所定値)以下になるか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined in
このステップ207で、予測したエンジン出口水温が低温側閾値以下になると判定された場合には、ステップ208に進み、予測したエンジン出口水温が低温側閾値以下になる低温側超過時期と低温側超過量(=低温側閾値−予測したエンジン出口水温の最小値)を予測する。予測した低温側超過時期と低温側超過量とに応じて目標エンジン入口水温を高温方向に補正する。これにより、エンジン出口水温が低くなり過ぎることを未然に防止する。
If it is determined in
以上説明した本実施例1では、加熱器23を備えていないシステムに比べて目標エンジン入口水温を低めに設定し、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23を通過する冷却水の流量を決定するようにしている。これにより、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温付近に保つための冷却水流量を適正に設定することができ、暖房に必要な熱量を確保しながら、加熱器23を備えていないシステムに比べて、エンジン入口水温を低くして冷却水の流量を低減することができる。その結果、エンジン停止のための目標暖房エンジン水温を低めに設定して、暖房用の熱量を確保するためのエンジン稼働時間を短くすることができると共に、冷却水の熱で空気を効率良く加熱して、加熱器23の消費エネルギを少なくすることができ、燃費を向上させることができる。また、二つの放熱器と顕熱交換器を設ける従来技術に比べて、空調装置の構成部品を削減することができるため、空調装置の車両への搭載性が向上すると共に空調装置を低コスト化することができる。
In the first embodiment described above, the target engine inlet water temperature is set lower than in the system not including the
また、本実施例1では、車両の走行予定経路における走行情報に基づいてエンジン負荷を予測し、その予測結果に基づいて目標エンジン入口水温を設定するようにしている。これにより、エンジン出口水温が高くなり過ぎることや低くなり過ぎることを未然に防止することができ、エンジン出口水温の低下によるエンジン21の強制稼働を抑制することができる。
In the first embodiment, the engine load is predicted based on travel information on the planned travel route of the vehicle, and the target engine inlet water temperature is set based on the prediction result. As a result, it is possible to prevent the engine outlet water temperature from becoming too high or too low, and to suppress forced operation of the
また、本実施例1では、車室内温度が所定値以上の場合に、加熱器23を通過する冷却水の流量を車室内温度が所定値未満の場合よりも多くするようにしている。これにより、ヒータコア出入口温度差を小さくして、デフロスタの吹出温度を高く保つことができ、ガラスの防曇性能を確保することができると共に、全ての吹出温度を高く保つことができ、快適性を確保することができる。
In the first embodiment, when the passenger compartment temperature is equal to or higher than a predetermined value, the flow rate of the cooling water passing through the
また、本実施例1では、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量に応じて、目標暖房エンジン水温を設定するようにしている。これにより、電力不足や部品保護等の理由から加熱器23の出力に制限が課せられた場合でも、目標暖房エンジン水温を高くして、冷却水温を目標暖房水温まで昇温させることが可能となる。
In the first embodiment, the target heating engine water temperature is set according to the output of the
次に、本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
前記実施例1では、図4のルーチンのステップ107で、加熱器23の出力を所定値に設定して、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23を通過する冷却水の流量を決定するようにしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.
In the first embodiment, in
本実施例2においても、前記実施例1で説明した図4のルーチンを実行する。その際、本実施例2では、ステップ107で、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にする条件下で加熱器23の冷却水加熱量が最小になるように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を決定する。
Also in the second embodiment, the routine of FIG. 4 described in the first embodiment is executed. At this time, in the second embodiment, in
以下、本実施例2の加熱器23の出力と冷却水流量の算出方法を説明する。
本実施例2では、加熱器23の冷却水加熱量H2 を変数とし、前記実施例1で説明した(A)〜(C)式を拘束条件として加熱器23の冷却水加熱量H2 を最小化するという次の最適化問題を解く。
Hereinafter, the calculation method of the output of the
In the second embodiment, the cooling water heating amount H2 of the
Minimize:H2
Subject to:
Qw={Qa×Ca×Δ空気温−(H1 +H2 )}
/{(エンジン入口水温−ヒータコア出口水温)×Cw}
Qw<(H1 +H2 )/{Cw×(目標ヒータコア入口水温−エンジン入口水温)}
H1 =f(Qw)
Minimize: H2
Subject to:
Qw = {Qa × Ca × Δair temperature− (H 1 + H 2)}
/ {(Engine inlet water temperature-heater core outlet water temperature) × Cw}
Qw <(H1 + H2) / {Cw × (target heater core inlet water temperature−engine inlet water temperature)}
H1 = f (Qw)
具体的には、まず、前記実施例1と同じように、図6に示すエンジン21の冷却水加熱特性に基づいて、上記(C)式を下記の近似式で設定する。
H1 =-388.26 Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195 …(C)
Specifically, first, as in the first embodiment, based on the cooling water heating characteristics of the
H1 = -388.26 Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195 ... (C)
そして、上記(A)式に各数値を代入して、下記(F)式を求める。
Qw={5.4 −(H1 +H2 )}/−7.4 …(F)
更に、上記(C)式と(F)式から下記(G)式を求める。
H2 =7.4 Qw+5.4 −(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195)
…(G)
Then, each numerical value is substituted into the above equation (A) to obtain the following equation (F).
Qw = {5.4− (H1 + H2)} / − 7.4 (F)
Further, the following equation (G) is obtained from the above equations (C) and (F).
H2 = 7.4 Qw + 5.4 - ( - 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195)
... (G)
また、上記(B)式に各数値を代入して、下記(H)式を求める。
H2 >Qw×(3.7 ×20)−(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195)
…(H)
Further, the following equation (H) is obtained by substituting each numerical value into the equation (B).
H2> Qw × (3.7 × 20) − (− 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw−0.3195)
... (H)
上記(G),(H),(C)式を拘束条件として加熱器23の冷却水加熱量H2 を最小化するという次の最適化問題を解く。
Minimize:H2
Subject to:
H2 =7.4 Qw+5.4 −(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195)
H2 >Qw×(3.7 ×20)−(−388.26Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195)
H1 =-388.26 Qw3 +52.3Qw2 +16.07 Qw−0.3195)
その結果、H2 =4.8 ,Qw=0.08を解として得ることができる。
The following optimization problem of minimizing the cooling water heating amount H2 of the
Minimize: H2
Subject to:
H2 = 7.4 Qw + 5.4 - ( - 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195)
H2> Qw × (3.7 × 20) − (− 388.26Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw−0.3195)
H1 = -388.26 Qw 3 + 52.3Qw 2 +16.07 Qw-0.3195)
As a result, H2 = 4.8 and Qw = 0.08 can be obtained as a solution.
以上により、加熱器23の出力H2 =4.8[kW] と冷却水流量Qw=0.08[kg/s]=4.5[L/min]を決定する。
尚、所定の演算周期で上述した方法により加熱器23の出力と冷却水流量を算出するようにしても良いが、予め上述した方法で各条件毎に算出した加熱器23の出力と冷却水流量をエアコンECU37のROMに記憶しておき、所定の演算周期で現在の条件に対応する加熱器23の出力と冷却水流量を呼び出すようにしても良い。
Thus, the output H2 of the
Although the output of the
以上説明した本実施例2では、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にする条件下で加熱器23の冷却水加熱量が最小になるように、ヒータコア17を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を決定するようにしている。これにより、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温付近に保つことができる範囲内で加熱器23の冷却水加熱量を最小にすることができ、燃費向上効果を更に高めることができる。
In the second embodiment described above, the flow rate of air passing through the
次に、図10乃至図12を用いて本発明の実施例3を説明する。但し、前記実施例2と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例2と異なる部分について説明する。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. However, description of substantially the same parts as those of the second embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the second embodiment will be mainly described.
図10に示すように、エンジン負荷が大きくなってエンジン本体温度が高くなると、エンジン21と冷却水の温度差が大きくなるため、冷却水流量の低下によって伝達効率(熱交換効率)が低下したときに、エンジン21から冷却水への伝熱量低下の絶対値が大きくなる。伝熱量低下の絶対値が大きくなると、冷却水流量変化による燃費効果への影響が大きくなる。このため、図11に示すように、エンジン負荷が大きくエンジン本体温度が高い場合は、燃費が最も良くなる冷却水流量である最適流量が、エンジン負荷が小さくエンジン本体温度が低い場合よりも大きくなる。つまり、エンジン負荷やエンジン本体温度に応じて、エンジン21の冷却水加熱特性(図6参照)が変化して、最適流量が変化する。
As shown in FIG. 10, when the engine load increases and the temperature of the engine body increases, the temperature difference between the
そこで、本実施例3では、エンジン本体温度に応じて加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしている。
具体的には、エアコンECU37は、図12に示す目標エンジン入口水温の補正値のマップを参照して、エンジン本体温度に応じた補正値を算出し、この補正値を用いて目標エンジン入口水温を補正することで、エンジン本体温度に応じて目標エンジン入口水温を補正する。この場合、例えば、エンジン本体温度が高いほど目標エンジン入口水温を高くする。そして、図4のルーチンのステップ107で加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を算出する際に、この補正後の目標エンジン入口水温を用いることで、エンジン本体温度に応じて加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正する。
Therefore, in the third embodiment, the output of the
Specifically, the
以上説明した本実施例3では、エンジン本体温度に応じて加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしている。これにより、エンジン本体温度に応じて、エンジン21の冷却水加熱特性が変化して最適流量が変化するのに対応して、冷却水流量を補正して、冷却水流量を最適流量に設定することができる。
In the third embodiment described above, the output of the
尚、上記実施例3では、エンジン本体温度に応じて目標エンジン入口水温を補正するようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン負荷(例えばエンジン21の吸気圧や吸入空気量等)に応じて目標エンジン入口水温を補正することで、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしても良い。或は、エンジン本体温度の代用情報としてエンジンオイル温度やエンジンの冷却水加熱量に応じて目標エンジン入口水温を補正することで、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしても良い。更に、エンジン本体温度とエンジン負荷とエンジン出口水温のうちの二つ又は三つに応じて目標エンジン入口水温を補正することで、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしても良い。また、エンジン本体温度とエンジン負荷とエンジン出口水温のうちの少なくとも一つに応じてエンジン21の冷却水加熱特性(つまり上記(C)式)を補正することで、加熱器23の出力と加熱器23を通過する冷却水の流量を補正するようにしても良い。
In the third embodiment, the target engine inlet water temperature is corrected according to the engine body temperature. However, the present invention is not limited to this. For example, the engine load (for example, the intake pressure of the
次に、図13を用いて本発明の実施例4を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。 Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. However, substantially the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and parts different from those in the first embodiment are mainly described.
本実施例4では、図13に示すように、暖房用冷却水回路22には、加熱器23とヒータコア17をバイパスして冷却水が流れるバイパス通路40が設けられている。このバイパス通路40は、冷却水循環流路25のうちの加熱器23の上流側と冷却水循環流路26のうちのヒータコア17の下流側とに接続されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the
また、冷却水循環流路25とバイパス通路40との接続部(つまり分岐部)には、電磁駆動式の流量調整弁41(例えば三方弁)が設けられている。この流量調整弁41で、加熱器23を通過する冷却水の流量Aとバイパス通路40を流れる冷却水の流量Bとの比率を調整することで、エンジン21を通過する冷却水の流量(A+B)と加熱器23を通過する冷却水の流量Aとの比率を調整できるようになっている。
Further, an electromagnetically driven flow rate adjustment valve 41 (for example, a three-way valve) is provided at a connection portion (that is, a branch portion) between the cooling
エアコンECU37は、加熱器23を通過する冷却水の流量Aが、図4のルーチンのステップ107で算出した冷却水流量Qwになるように、電動ウォータポンプ24と流量調整弁41を制御する。
The
以上説明した本実施例4では、エンジン21を通過する冷却水の流量(A+B)と加熱器23を通過する冷却水の流量Aとを個別に制御することができる。これにより、加熱器23を通過する冷却水の流量を目標値(冷却水流量Qw)に制御しながら、エンジン21を通過する冷却水の流量を加熱器23を通過する冷却水の流量よりも多くして、エンジン21の伝熱効率を高く維持したり、エンジン21内部での局所加熱を回避したりすることができる。
In the fourth embodiment described above, the flow rate (A + B) of the cooling water passing through the
尚、上記各実施例1〜4では、エンジン温度センサ35でエンジン本体温度を検出するようにしたが、エンジン温度センサ35を備えていないシステムの場合には、エンジン本体温度を推定するようにしても良い。この場合、例えば、図14に示すように、エンジン出入口水温差(つまりエンジン出口水温とエンジン入口水温との差)とエンジン21を通過する冷却水量とをパラメータとするエンジン本体温度のマップを予め作成して記憶しておく。このマップを参照して、エンジン出入口水温差とエンジン21を通過する冷却水量とに応じたエンジン本体温度を算出する。
In each of the first to fourth embodiments, the engine body temperature is detected by the
また、上記各実施例1〜4では、エンジン入口水温センサ34でエンジン入口水温を検出するようにしたが、エンジン入口水温センサ34を備えていないシステムの場合には、エンジン入口水温を推定するようにしても良い。この場合、例えば、次のようにしてエンジン入口水温を推定(算出)する。
In the first to fourth embodiments, the engine inlet
(a) 加熱器23の出力を、加熱器23の出力指令値と平均効率とを用いて次式により算出する。
加熱器出力=出力指令値×平均効率
(a) The output of the
Heater output = output command value x average efficiency
(b) ヒータコア17の出力を、空気流量と空気比熱とヒータコア出口空気温とヒータコア入口空気温とを用いて次式により算出する。
ヒータコア出力=空気流量×空気比熱
×(ヒータコア出口空気温−ヒータコア入口空気温)
(b) The output of the
Heater core output = Air flow rate x Air specific heat
× (Heater core outlet air temperature-Heater core inlet air temperature)
その際、空気流量は、ブロアファン15の指令値に基づいてマップ又は数式等により算出する。ヒータコア入口空気温は、外気温と車室内温度と内外気切替ドア14の開度とに基づいてマップ又は数式等により算出する。ヒータコア出口空気温は、ヒータコア入口空気温と加熱器23の出力と空気流量と空気比熱とを用いて次式により算出する。
ヒータコア出口空気温=ヒータコア入口空気温+加熱器出力/空気流量/空気比熱
At that time, the air flow rate is calculated by a map or a mathematical formula based on the command value of the
Heater core outlet air temperature = heater core inlet air temperature + heater output / air flow rate / specific air heat
(c) 暖房用冷却水回路22の配管放熱を、冷却水流量と冷却水温(例えばエンジン出口水温)とエンコパ内温度(つまりエンジンルーム内の温度)とに基づいてマップ又は数式等により算出する。その際、エンコパ内温度は、外気温と車速とエンジン本体温度とに基づいてマップ又は数式等により算出する。
(c) The heat radiation of the piping of the cooling
このようにして、加熱器23の出力とヒータコア17の出力と配管放熱を算出した後、エンジン入口水温を、エンジン出口水温と加熱器23の出力とヒータコア17の出力と配管放熱と冷却水流量と冷却比熱とを用いて次式により算出する。
エンジン入口水温=エンジン出口水温
+(加熱器出力−ヒータコア出力−配管放熱)/冷却水流量/冷却比熱
Thus, after calculating the output of the
Engine inlet water temperature = Engine outlet water temperature
+ (Heater output-heater core output-piping heat dissipation) / cooling water flow rate / cooling specific heat
また、上記各実施例1〜4では、エンジン21を通過した冷却水を加熱する加熱器として、ヒートポンプ27の加熱器(熱交換器)を用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、PTCヒータ、シーズヒータ、燃焼式ヒータ、排気熱回収器等を用いるようにしても良い。
Moreover, in each said Examples 1-4, although the heater (heat exchanger) of the
また、上記各実施例1〜4では、エンジン入口水温を目標エンジン入口水温にするように冷却水流量や加熱器出力を決定するようにしたが、エンジン出口水温を目標エンジン出口水温にするように冷却水流量や加熱器出力を決定するようにしても良い。 In each of the first to fourth embodiments, the coolant flow rate and the heater output are determined so that the engine inlet water temperature becomes the target engine inlet water temperature, but the engine outlet water temperature is set to the target engine outlet water temperature. The cooling water flow rate and the heater output may be determined.
また、上記各実施例1〜4において、エアコンECU37が実行する機能の一部又は全部を、一つ或は複数のIC等によりハードウェア的に構成しても良い。
その他、本発明は、ハイブリッド車の空調装置に限定されず、プラグインハイブリッド車、レンジエクステンダ、アイドルストップ機能を搭載したエンジン車(ガソリン車やディーゼル車)等の空調装置に適用しても良い。
Further, in each of the first to fourth embodiments, some or all of the functions executed by the
In addition, the present invention is not limited to an air conditioner for a hybrid vehicle, and may be applied to an air conditioner such as a plug-in hybrid vehicle, a range extender, and an engine vehicle (gasoline vehicle or diesel vehicle) equipped with an idle stop function.
17…ヒータコア(放熱器)、21…エンジン、22…暖房用冷却水回路、23…加熱器、37…エアコンECU(入口水温設定部,決定部,出口水温設定部)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記エンジンに流入する冷却水の温度(以下「エンジン入口水温」という)の目標値である目標エンジン入口水温を設定する入口水温設定部(37)と、
前記エンジン入口水温を前記目標エンジン入口水温にするように、前記放熱器を通過する空気の流量及び比熱と冷却水の比熱とに基づいて、前記加熱器を通過する冷却水の流量を決定する決定部(37)と
を備えていることを特徴とする車両の空調制御装置。 An engine (21) that is a power source of the vehicle, a heater (23) that heats the cooling water that has passed through the engine, and a radiator (17) that heats the air with the heat of the cooling water that has passed through the heater; In an air conditioning control device for a vehicle provided with a cooling water circuit for heating (22) through which cooling water circulates between
An inlet water temperature setting unit (37) for setting a target engine inlet water temperature that is a target value of the temperature of cooling water flowing into the engine (hereinafter referred to as "engine inlet water temperature");
Determination of determining the flow rate of cooling water passing through the heater based on the flow rate and specific heat of the air passing through the radiator and the specific heat of cooling water so that the engine inlet water temperature becomes the target engine inlet water temperature An air conditioning control device for a vehicle, comprising: a unit (37).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101441A JP6344305B2 (en) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Vehicle air conditioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101441A JP6344305B2 (en) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Vehicle air conditioning control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016215758A JP2016215758A (en) | 2016-12-22 |
JP6344305B2 true JP6344305B2 (en) | 2018-06-20 |
Family
ID=57579291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015101441A Expired - Fee Related JP6344305B2 (en) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Vehicle air conditioning control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6344305B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6607527B2 (en) * | 2017-03-17 | 2019-11-20 | マツダ株式会社 | Vehicle control device |
CN108407574A (en) * | 2018-05-15 | 2018-08-17 | 爱驰汽车有限公司 | Air conditioning warm air system and its control method, computer readable storage medium and equipment |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002205532A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-23 | Denso Corp | Vehicular air-conditioner |
US7886988B2 (en) * | 2004-10-27 | 2011-02-15 | Ford Global Technologies, Llc | Switchable radiator bypass valve set point to improve energy efficiency |
-
2015
- 2015-05-18 JP JP2015101441A patent/JP6344305B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016215758A (en) | 2016-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10371419B2 (en) | Vehicle air conditioner with programmed flow controller | |
JP4325669B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
US7908877B2 (en) | Vehicle HVAC control | |
JP5505331B2 (en) | Internal combustion engine cooling system | |
US7275379B2 (en) | Automotive HVAC system and method of operating same utilizing enthalpy-based control | |
KR102573227B1 (en) | Heat management system of vehicle | |
KR101588767B1 (en) | Air conditioner system control method for vehicle | |
KR20150071540A (en) | Air conditioner system control method for vehicle | |
JP5857899B2 (en) | In-vehicle internal combustion engine cooling system | |
JP2008049876A (en) | Vehicular air-conditioner | |
US20210387506A1 (en) | In-vehicle temperature control system | |
CN109455059B (en) | Heat pump air conditioner and heat management system integrating water-cooled condenser and water-cooled evaporator | |
JP2008248715A (en) | Electric water pump control device for automobile, and air conditioning system for automobile having the same | |
CN104583555A (en) | Coolant control device | |
US11260724B2 (en) | Vehicular air conditioning system and method for controlling the same | |
JP2018203048A (en) | Cooling device of internal combustion engine | |
CN111942106B (en) | Control method of integrated thermal management system of vehicle | |
JP2008185021A (en) | Cooling system for vehicle | |
JP2014108770A (en) | Air conditioner for electric vehicle and operation method of the same | |
JP6344305B2 (en) | Vehicle air conditioning control device | |
JP5533808B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP2009262806A (en) | Vehicle system | |
CN113412397B (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2005273582A (en) | Exhaust heat recovery system | |
JP2005207266A (en) | Warming-up promoting system of air conditioner for vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170803 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180427 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180507 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6344305 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |