JP6553931B2 - Vehicle air conditioner - Google Patents

Vehicle air conditioner Download PDF

Info

Publication number
JP6553931B2
JP6553931B2 JP2015088591A JP2015088591A JP6553931B2 JP 6553931 B2 JP6553931 B2 JP 6553931B2 JP 2015088591 A JP2015088591 A JP 2015088591A JP 2015088591 A JP2015088591 A JP 2015088591A JP 6553931 B2 JP6553931 B2 JP 6553931B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
outdoor heat
time
refrigerant
defrosting operation
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.)
Active
Application number
JP2015088591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016203822A (en
Inventor
康次郎 中村
康次郎 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Calsonic Kansei Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2015088591A priority Critical patent/JP6553931B2/en
Publication of JP2016203822A publication Critical patent/JP2016203822A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6553931B2 publication Critical patent/JP6553931B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

本発明は車両用空調装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle air conditioner.

特許文献1には、室外熱交換器に発生した着霜を取り除くために除霜運転を実行する電気自動車用空調装置が開示されている。特許文献1の電気自動車用空調装置では、除霜運転中に、設定温度以上の外気温が設定時間以上にわたって検出された場合、又は除霜運転時間が制限時間に達した場合に、当該除霜運転を終了する。   Patent Document 1 discloses an air conditioner for an electric vehicle that performs a defrosting operation to remove frost generated in an outdoor heat exchanger. In the air conditioner for an electric vehicle of Patent Document 1, the defrosting is performed when the outside air temperature above the set temperature is detected for the set time or more during the defrosting operation, or when the defrosting operation time reaches the time limit. End the operation.

特開2000−94942号公報JP 2000-94942 A

しかしながら、除霜運転に必要な時間は、室外熱交換器に発生した着霜の程度により異なる。このため、外気温が高くて早期に除霜が完了したにも関わらず、設定時間まで必要以上に除霜運転を実行する懸念がある。また、制限時間に達するまで除霜運転を実行したにも関わらず、除霜が不十分となり室外熱交換器に着霜が残る懸念がある。   However, the time required for the defrosting operation varies depending on the degree of frost generated in the outdoor heat exchanger. For this reason, there is a concern that the defrosting operation is performed more than necessary until the set time, even though the outside air temperature is high and the defrosting is completed early. In addition, although the defrosting operation is executed until the time limit is reached, there is a concern that the defrosting is insufficient and frost formation remains in the outdoor heat exchanger.

本発明は、このような問題を解決するために発明されたもので、着霜の程度に応じて除霜運転を実行することで、必要以上に除霜運転を行うことがなく、かつ、除霜が不十分となって室外熱交換器に着霜が残ることのない車両用空調装置を提供することを目的とする。   The present invention was invented to solve such a problem, and by performing the defrosting operation according to the degree of frost formation, the defrosting operation is not performed more than necessary, and removal is performed. An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner in which frost is insufficient and frost formation does not remain in the outdoor heat exchanger.

除霜運転時において、室外熱交換器の着霜が取り除かれた後に、室外熱交換器の出口側冷媒温度、圧縮機の吐出温度、吐出圧、及び吸入圧が上昇することを、本発明者は見出した。   In the defrosting operation, after the frost formation on the outdoor heat exchanger is removed, the outlet side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger, the discharge temperature of the compressor, the discharge pressure, and the suction pressure rise. I found out.

本発明のある態様に係る車両用空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、室外熱交換器に着霜が発生している場合に、圧縮機によって圧縮された冷媒を室外熱交換器に導いて除霜運転を実行する除霜運転実行部と、室外熱交換器に生じた着霜の度合として着霜度を推定する着霜度推定部と、室外熱交換器の出口側冷媒温度と外気の温度との温度差を算出する温度差算出部と、を備える。除霜運転実行部は、車両停止時に、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間が経過した後に、室外熱交換器の出口側冷媒温度、圧縮機の吐出温度、吐出圧、及び吸入圧の少なくともいずれか一つが上昇した場合、若しくは所定値に達した場合に除霜運転を終了する。除霜運転実行部は、着霜度推定部によって推定された着霜度に基づいて除霜終了判定開始時間を設定する。着霜度推定部は、温度差算出部によって算出された温度差が室外熱交換器に着霜が発生する着霜温度差以上になっている状態の経過時間を計測し、所定の設定条件で暖房運転を続けた場合に、室外熱交換器の全体に着霜が発生すると予測される着霜予測時間を設定し、着霜予測時間に対する経過時間の比率に基づいて、着霜度を推定する。 In a vehicle air conditioner according to an aspect of the present invention, frost is generated in a compressor that compresses refrigerant, an outdoor heat exchanger that performs heat exchange between outside air and the refrigerant, and an outdoor heat exchanger. In this case, the defrosting operation execution unit guides the refrigerant compressed by the compressor to the outdoor heat exchanger and executes the defrosting operation, and estimates the degree of frost formation as the degree of frosting generated in the outdoor heat exchanger A frost degree estimation unit and a temperature difference calculation unit that calculates a temperature difference between the outlet side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger and the temperature of the outside air are provided. The defrosting operation execution unit starts the defrosting operation when the vehicle stops, and after a predetermined defrost termination determination start time has elapsed, the outlet side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger, the discharge temperature of the compressor, the discharge pressure The defrosting operation is ended when at least one of the suction pressure rises or when the pressure reaches a predetermined value. The defrosting operation execution unit sets the defrost termination determination start time based on the degree of frost formation estimated by the degree of frost formation unit. The frost formation degree estimation unit measures the elapsed time when the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit is equal to or greater than the frost formation temperature difference at which frost formation occurs in the outdoor heat exchanger. When the heating operation is continued, a predicted frost formation time for which frost formation is predicted to occur in the entire outdoor heat exchanger is set, and the frost formation level is estimated based on the ratio of the elapsed time to the predicted frost formation time. .

本発明では、除霜運転を停止するタイミングを一定時間経過後とせずに、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間が経過した後に、室外熱交換器の出口側冷媒温度、圧縮機の吐出温度、吐出圧、及び吸入圧の少なくともいずれか一つが上昇した時点、若しくは所定値に達した時点とするので、着霜の程度に応じた除霜運転稼働時間とすることができ、必要以上に除霜運転を行うことがなく、かつ、除霜が不十分となって室外熱交換器に着霜が残ることのない車両用空調装置を提供することができる。   In the present invention, the temperature at the outlet side of the outdoor heat exchanger after the predetermined defrost termination determination start time has elapsed since the start of the defrosting operation without setting the timing to stop the defrosting operation after a predetermined time has elapsed. Since at least one of the discharge temperature, discharge pressure and suction pressure of the compressor rises or reaches a predetermined value, the defrosting operation operation time according to the degree of frost formation Thus, it is possible to provide a vehicle air conditioner that does not perform defrosting operation more than necessary, and that defrosting is insufficient and frost does not remain on the outdoor heat exchanger.

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成図である。It is a block diagram of the vehicle air conditioner which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るコントローラの空調制御に関する電気回路のブロック図である。It is a block diagram of the electric circuit regarding the air-conditioning control of the controller which concerns on embodiment of this invention. 暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the refrigerant | coolant at the time of heating operation. 本発明の実施形態に係るコントローラが実行する暖房運転時の累積着霜度算出制御のフローチャートである。It is a flow chart of accumulation frost degree degree calculation control at the time of heating operation which a controller concerning an embodiment of the present invention performs. 本発明の実施形態に係るコントローラが実行する除霜運転制御のフローチャートである。It is a flowchart of the defrost operation control which the controller which concerns on embodiment of this invention performs. 本発明の実施形態に係るコントローラが参照する着霜予測時間特性テーブルである。It is a frost formation prediction time characteristic table which the controller which concerns on embodiment of this invention refers. 除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。It is a figure showing the flow of the refrigerant at the time of defrosting operation. 除霜運転時の室外熱交換器の出口側冷媒温度とコンプレッサの吐出温度との時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exit side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger at the time of defrosting operation, and the discharge temperature of a compressor. 除霜運転時のコンプレッサの吐出圧と吸入圧との時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the discharge pressure and suction pressure of a compressor at the time of defrosting operation.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係る車両用空調装置100の構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of a vehicular air-conditioning system 100 according to an embodiment of the present invention.

車両用空調装置100は、冷凍サイクル1と、冷却水循環サイクル3と、HVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning)ユニット7と、エンジン冷却水循環サイクル8と、から構成される。   The vehicular air-conditioning system 100 includes a refrigeration cycle 1, a cooling water circulation cycle 3, a heating ventilation and air conditioning (HVAC) unit 7, and an engine cooling water circulation cycle 8.

冷凍サイクル1は、冷媒の流れる冷媒流路60と、冷媒流路60上に設けられ冷媒を気液分離するアキュムレータ10と、冷媒を圧縮するコンプレッサ20と、高圧となった冷媒の熱を放出する水冷媒熱交換器30と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器40と、冷媒に周囲の空気の熱を吸収させるエバポレータ50と、を備える。冷媒には、例えばHFC−134aが用いられる。   The refrigeration cycle 1 releases the heat of the refrigerant flow path 60 through which the refrigerant flows, the accumulator 10 provided on the refrigerant flow path 60 for gas-liquid separation of the refrigerant, the compressor 20 for compressing the refrigerant, and the high pressure refrigerant. A water refrigerant heat exchanger 30, an outdoor heat exchanger 40 for exchanging heat between the refrigerant and the outside air, and an evaporator 50 for allowing the refrigerant to absorb the heat of ambient air. For example, HFC-134a is used as the refrigerant.

アキュムレータ10は、冷媒流路60を流れる冷媒を、気相冷媒と液相冷媒とに気液分離する。アキュムレータ10からは、分離した気相冷媒のみがコンプレッサ20へと流される。   The accumulator 10 separates the refrigerant flowing through the refrigerant flow passage 60 into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. From the accumulator 10, only the separated gas phase refrigerant flows to the compressor 20.

コンプレッサ20は、アキュムレータ10を通過した後の冷媒を吸入し圧縮する。コンプレッサ20は、内部のモータの消費電力に応じて出力が変化する出力可変型の圧縮機である。気相冷媒は、コンプレッサ20にて圧縮されることで温度が高くなる。   The compressor 20 sucks in and compresses the refrigerant that has passed through the accumulator 10. The compressor 20 is a variable output compressor whose output changes according to the power consumption of the internal motor. The gas phase refrigerant is compressed by the compressor 20 to have a high temperature.

水冷媒熱交換器30は、内部を流れる冷却水を用いて、コンプレッサ20を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器である。水冷媒熱交換器30は、冷媒と冷却水との間で熱交換を行い、車室内空調に利用する空気を加熱するための熱源を確保する。   The water-refrigerant heat exchanger 30 is a condenser that condenses the refrigerant that has passed through the compressor 20 using cooling water flowing inside. The water-refrigerant heat exchanger 30 performs heat exchange between the refrigerant and the cooling water, and secures a heat source for heating the air used for vehicle interior air conditioning.

室外熱交換器40は、冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器40には、車両の走行や室外ファン41の回転によって、外気が導入される。室外ファン41は、内部のモータの周波数設定に応じて回転数が変化する。   The outdoor heat exchanger 40 is a heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the outside air. Outside air is introduced into the outdoor heat exchanger 40 as the vehicle runs or the outdoor fan 41 rotates. The rotation speed of the outdoor fan 41 changes according to the frequency setting of the internal motor.

エバポレータ50は、室外熱交換器40を通過した後の冷媒を蒸発させる蒸発器である。エバポレータ50は、車室内空調に利用する空気の熱を冷媒に吸収させて、空気を冷却する。エバポレータ50によって蒸発した冷媒は、アキュムレータ10へ流れる。   The evaporator 50 is an evaporator that evaporates the refrigerant after passing through the outdoor heat exchanger 40. The evaporator 50 cools the air by causing the refrigerant to absorb the heat of the air used for the air conditioning in the passenger compartment. The refrigerant evaporated by the evaporator 50 flows to the accumulator 10.

冷媒流路60には、水冷媒熱交換器30と室外熱交換器40との間に、第1膨張弁61が配置される。   A first expansion valve 61 is disposed in the refrigerant flow path 60 between the water refrigerant heat exchanger 30 and the outdoor heat exchanger 40.

第1膨張弁61は、暖房運転時に水冷媒熱交換器30から流れてくる冷媒を減圧膨張させる。第1膨張弁61には、例えばオリフィスやキャピラリーチューブなどの固定絞りが用いられる。水冷媒熱交換器30の上流のコンプレッサ20によって圧縮され高温高圧となった冷媒は、第1膨張弁61の小さな孔を通過することによって減圧膨張して霧状の低温の冷媒となる。なお、第1膨張弁61として弁の開度を調整可能な開度調整弁を用いてもよい。   The first expansion valve 61 decompresses and expands the refrigerant flowing from the water refrigerant heat exchanger 30 during the heating operation. For the first expansion valve 61, for example, a fixed throttle such as an orifice or a capillary tube is used. The refrigerant compressed at high temperature and high pressure by the compressor 20 upstream of the water refrigerant heat exchanger 30 passes through the small hole of the first expansion valve 61 and expands under reduced pressure to become misty low temperature refrigerant. As the first expansion valve 61, an opening adjustment valve capable of adjusting the opening of the valve may be used.

冷媒流路60は、水冷媒熱交換器30及び第1膨張弁61をバイパスしてコンプレッサ20と室外熱交換器40とを接続する第1バイパス流路60aを有する。第1バイパス流路60aには、開閉によって冷媒の流れを切り替える第1開閉弁62が設置される。   The refrigerant flow passage 60 has a first bypass flow passage 60 a that connects the compressor 20 and the outdoor heat exchanger 40 by bypassing the water refrigerant heat exchanger 30 and the first expansion valve 61. A first on-off valve 62 which switches the flow of the refrigerant by opening and closing is installed in the first bypass flow passage 60a.

第1開閉弁62は、暖房運転時には閉じられ、除霜運転時や冷房運転時には開かれる。暖房運転時には、第1開閉弁62が閉じられることで、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、水冷媒熱交換器30へと流れて水冷媒熱交換器30内の冷却水と熱交換を行う。その後、冷媒は、第1膨張弁61を通過して減圧膨張して室外熱交換器40へと流れる。他方で、除霜運転時又は冷房運転時には、第1開閉弁62が開かれることで、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、第1開閉弁62を通過して減圧膨張せずに高圧のまま室外熱交換器40へと流れる。   The first on-off valve 62 is closed during heating operation and is opened during defrosting operation or cooling operation. At the time of heating operation, the first on-off valve 62 is closed, so the refrigerant compressed by the compressor 20 flows to the water refrigerant heat exchanger 30, and exchanges heat with the cooling water in the water refrigerant heat exchanger 30. Thereafter, the refrigerant passes through the first expansion valve 61, expands under reduced pressure, and flows to the outdoor heat exchanger 40. On the other hand, during the defrosting operation or the cooling operation, the first on-off valve 62 is opened, and the refrigerant compressed by the compressor 20 passes through the first on-off valve 62 and does not decompress and expand. It flows to the heat exchanger 40.

冷媒流路60には、室外熱交換器40とエバポレータ50との間に、第2開閉弁63と第2膨張弁64とが直列に配置される。また、冷媒流路60は、第2膨張弁64とエバポレータ50とをバイパスして室外熱交換器40とアキュムレータ10とを接続する第2バイパス流路60bを有する。第2バイパス流路60bには、開閉によって流れを切り替える第3開閉弁65が設置される。   A second opening / closing valve 63 and a second expansion valve 64 are arranged in series in the refrigerant flow path 60 between the outdoor heat exchanger 40 and the evaporator 50. In addition, the refrigerant flow passage 60 includes a second bypass flow passage 60 b that bypasses the second expansion valve 64 and the evaporator 50 and connects the outdoor heat exchanger 40 and the accumulator 10. A third on-off valve 65 that switches the flow by opening and closing is installed in the second bypass passage 60b.

第2開閉弁63は、エバポレータ50への冷媒の流れを切り替える弁である。第3開閉弁65は、第2バイパス流路60bへの冷媒の流れを切り替える弁である。暖房運転時や除霜運転時には、第2開閉弁63が閉じられて第3開閉弁65が開かれる。このため、室外熱交換器40から流れてくる冷媒は、第2バイパス流路60bを通過してそのままアキュムレータ10へと流れる。他方で、冷房運転時には、第2開閉弁63が開かれて第3開閉弁65が閉じられる。このため、室外熱交換器40から流れてくる冷媒は、第2膨張弁64及びエバポレータ50へと流れる。   The second on-off valve 63 is a valve that switches the flow of the refrigerant to the evaporator 50. The 3rd on-off valve 65 is a valve which switches the flow of the refrigerant to the 2nd bypass channel 60b. During heating operation or defrosting operation, the second on-off valve 63 is closed and the third on-off valve 65 is opened. Therefore, the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 40 passes through the second bypass flow path 60b and flows to the accumulator 10 as it is. On the other hand, during the cooling operation, the second on-off valve 63 is opened and the third on-off valve 65 is closed. Therefore, the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 40 flows to the second expansion valve 64 and the evaporator 50.

第2膨張弁64は、冷房運転時に第2開閉弁63から流れてくる冷媒を減圧膨張させてエバポレータ50へと流す。第2膨張弁64は、第1膨張弁61と同様に、例えばオリフィスやキャピラリーチューブなどの固定絞りが用いられる。室外熱交換器40で放熱した高圧の冷媒は、第2膨張弁64中の小さな孔を通過することによって減圧膨張してさらに低温の霧状となる。なお、第2膨張弁64として弁の開度を調整可能な開度調整弁を用いてもよい。   The second expansion valve 64 decompresses and expands the refrigerant flowing from the second on-off valve 63 during the cooling operation, and flows it to the evaporator 50. Like the first expansion valve 61, the second expansion valve 64 uses, for example, a fixed throttle such as an orifice or a capillary tube. The high-pressure refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger 40 expands under reduced pressure by passing through a small hole in the second expansion valve 64 and becomes a low-temperature mist. Note that an opening adjusting valve capable of adjusting the opening of the valve may be used as the second expansion valve 64.

冷却水循環サイクル3は、冷却水の流れる冷却水流路34を備える。冷却水には、例えば不凍液が用いられる。冷却水流路34には、水冷媒熱交換器30と、ウォータポンプ31と、ヒータコア32と、温水ヒータ33と、が接続されている。   The cooling water circulation cycle 3 includes a cooling water flow path 34 through which the cooling water flows. For example, antifreeze is used as the cooling water. A water refrigerant heat exchanger 30, a water pump 31, a heater core 32, and a hot water heater 33 are connected to the cooling water flow path 34.

ウォータポンプ31は、冷却水流路34内の冷却水を送液して循環させる。ウォータポンプ31は、内部のモータの周波数設定に応じて回転数が変化して、冷却水の送液量を調整する。   The water pump 31 feeds and circulates the cooling water in the cooling water flow path 34. The water pump 31 changes the number of rotations according to the frequency setting of the internal motor, and adjusts the amount of liquid coolant to be sent.

温水ヒータ33は、通過する冷却水を加熱する。冷却水は、水冷媒熱交換器30で冷却水が冷媒から十分に吸熱できない場合に、温水ヒータ33によって加熱される。   The hot water heater 33 heats the passing cooling water. The cooling water is heated by the hot water heater 33 when the cooling water cannot sufficiently absorb heat from the refrigerant in the water / refrigerant heat exchanger 30.

ヒータコア32は、加熱された冷却水の熱を用いて車室内に送風する空気を暖める。   The heater core 32 uses the heat of the heated cooling water to warm the air blown into the passenger compartment.

HVACユニット7には、車室内に送風する空気が導入される。HVACユニット7内には、エバポレータ50とヒータコア32とが配置される。車室内に送風する空気は、図示しないブロワによって送風されてエバポレータ50やヒータコア32を通過する際に、エバポレータ50内を流れる冷媒やヒータコア32内を流れる冷却水との間で熱交換を行う。HVACユニット7は、ヒータコア32の上流側にエアミックスドア70を備える。   Air to be blown into the vehicle compartment is introduced into the HVAC unit 7. An evaporator 50 and a heater core 32 are disposed in the HVAC unit 7. When the air blown into the vehicle compartment is blown by a blower (not shown) and passes through the evaporator 50 and the heater core 32, heat exchange is performed between the refrigerant flowing in the evaporator 50 and the cooling water flowing in the heater core 32. The HVAC unit 7 includes an air mix door 70 on the upstream side of the heater core 32.

エアミックスドア70は、開度が制御されることによって、ヒータコア32を通過する空気の量を調整する。例えば、暖房運転時には、エアミックスドア70は、ヒータコア32に空気が導かれるように開かれる。エアミックスドア70が開かれることで、ブロワから送風される空気は、ヒータコア32へと案内されて、ヒータコア32内の冷却水との間で熱交換を行う。   The air mix door 70 adjusts the amount of air passing through the heater core 32 by controlling the opening degree. For example, during the heating operation, the air mix door 70 is opened so that the air is introduced to the heater core 32. By opening the air mix door 70, the air blown from the blower is guided to the heater core 32 and exchanges heat with the cooling water in the heater core 32.

エンジン冷却水循環サイクル8は、エンジン冷却水が流れるエンジン冷却水流路83を備える。エンジン冷却水流路83には、エンジン80と、エンジンウォータポンプ81と、ラジエータ82と、が接続されている。   The engine coolant circulation cycle 8 includes an engine coolant passage 83 through which the engine coolant flows. An engine 80, an engine water pump 81, and a radiator 82 are connected to the engine coolant passage 83.

エンジン80は、燃料を燃焼させて車両の駆動力を得る。エンジン80は、内部で燃料が燃焼することによって熱が発生する。   The engine 80 burns the fuel to obtain the driving force of the vehicle. The engine 80 generates heat by burning fuel internally.

エンジンウォータポンプ81は、エンジン冷却水流路83のエンジン冷却水を循環させるポンプである。循環するエンジン冷却水は、エンジン80を冷却する際に加熱される。   The engine water pump 81 is a pump that circulates the engine coolant in the engine coolant channel 83. The circulating engine cooling water is heated when the engine 80 is cooled.

ラジエータ82は、室外熱交換器40の車両後方側に配置され、エンジン冷却水の熱を外気に放出する。   The radiator 82 is disposed on the vehicle rear side of the outdoor heat exchanger 40, and dissipates the heat of the engine cooling water to the outside air.

車両用空調装置100には、室外熱交換器出口温センサ91と、外気温センサ92と、吐出温度センサ93と、吐出圧センサ94と、吸入圧センサ95と、温水ヒータ出口温センサ96と、吹出し温度センサ97と、エバポレータ温度センサ98と、日射センサ99と、が設置されている。   The vehicle air conditioner 100 includes an outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 91, an outside air temperature sensor 92, a discharge temperature sensor 93, a discharge pressure sensor 94, a suction pressure sensor 95, and a hot water heater outlet temperature sensor 96; A blowing temperature sensor 97, an evaporator temperature sensor 98, and a solar radiation sensor 99 are installed.

室外熱交換器出口温センサ91は、室外熱交換器40の出口付近の冷媒流路60に設置され、室外熱交換器40を通過した冷媒の温度(出口側冷媒温度To)を検出する。なお、室外熱交換器出口温センサ91は、室外熱交換器40の出口部に設置されてもよい。   The outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 91 is installed in the refrigerant flow passage 60 near the outlet of the outdoor heat exchanger 40, and detects the temperature of the refrigerant having passed through the outdoor heat exchanger 40 (outlet side refrigerant temperature To). The outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 91 may be installed at the outlet of the outdoor heat exchanger 40.

外気温センサ92は、室外熱交換器40に取り込まれる前の外気の温度(外気温Ta)を検出する。   The outside air temperature sensor 92 detects the temperature of the outside air (outside air temperature Ta) before being taken into the outdoor heat exchanger 40.

吐出温度センサ93及び吐出圧センサ94は、コンプレッサ20の吐出側の冷媒流路60に設置される。吐出温度センサ93は、コンプレッサ20に圧縮された冷媒の温度(吐出温度Td)を検出する。吐出圧センサ94は、コンプレッサ20に圧縮された冷媒の圧力(吐出圧Pd)を検出する。   The discharge temperature sensor 93 and the discharge pressure sensor 94 are installed in the refrigerant flow path 60 on the discharge side of the compressor 20. The discharge temperature sensor 93 detects the temperature of the refrigerant compressed by the compressor 20 (discharge temperature Td). The discharge pressure sensor 94 detects the pressure of the refrigerant compressed by the compressor 20 (discharge pressure Pd).

吸入圧センサ95は、コンプレッサ20の吸入側の冷媒流路60に設置される。吸入圧センサ95は、コンプレッサに吸入される冷媒の圧力(吸入圧Ps)を検出する。   The suction pressure sensor 95 is installed in the refrigerant flow passage 60 on the suction side of the compressor 20. The suction pressure sensor 95 detects the pressure of the refrigerant sucked into the compressor (suction pressure Ps).

温水ヒータ出口温センサ96は、温水ヒータ33の出口部に設置され、温水ヒータ33を通過した冷却水の温度を検出する。   The hot water heater outlet temperature sensor 96 is installed at the outlet of the hot water heater 33 and detects the temperature of the cooling water that has passed through the hot water heater 33.

吹出し温度センサ97は、HVACユニット7の出口付近に設置され、車室内に送風される空気の吹出し温度を検出する。   The blowout temperature sensor 97 is installed near the outlet of the HVAC unit 7 and detects the blowout temperature of the air blown into the vehicle interior.

エバポレータ温度センサ98は、HVACユニット7のエバポレータ50の空気流れ下流側に設置され、エバポレータ50を通過した空気の温度を検出する。   The evaporator temperature sensor 98 is installed on the downstream side of the air flow of the evaporator 50 of the HVAC unit 7 and detects the temperature of the air that has passed through the evaporator 50.

日射センサ99は、車室内に設置され、車室内の日射状態を検出する。   The solar radiation sensor 99 is installed in the vehicle cabin and detects the solar radiation state in the vehicle cabin.

図2は、車両用空調装置100のコントローラ90の空調制御に関する電気回路のブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit related to the air conditioning control of the controller 90 of the vehicle air conditioner 100.

コントローラ90は、CPU、ROM、RAMなどによって構成され、ROMに記憶されたプログラムをCPUによって読み出すことで、車両用空調装置100に各種機能を発揮させる。   The controller 90 is configured by a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and causes the vehicle air conditioner 100 to perform various functions by reading a program stored in the ROM by the CPU.

図2に示すように、コントローラ90には、各種センサ92〜99からの信号が入力される。コントローラ90は、入力された信号に基づいて、コンプレッサ20と、ウォータポンプ31と、エンジンウォータポンプ81と、温水ヒータ33と、室外ファン41と、の出力をそれぞれ設定する。また、コントローラ90は、入力された信号に基づいて、第1開閉弁62と、第2開閉弁63と、第3開閉弁65と、の開閉制御を実行する。さらに、コントローラ90は、エアミックスドア70の開度制御を実行する。   As shown in FIG. 2, signals from various sensors 92 to 99 are input to the controller 90. The controller 90 sets the outputs of the compressor 20, the water pump 31, the engine water pump 81, the hot water heater 33, and the outdoor fan 41 based on the input signal. Further, the controller 90 performs opening / closing control of the first opening / closing valve 62, the second opening / closing valve 63, and the third opening / closing valve 65 based on the input signal. Further, the controller 90 performs opening control of the air mix door 70.

ここで、車両用空調装置100が実行する空調制御について説明する。車両用空調装置100では、コントローラ90は、図示しない車室内の空調操作スイッチからの信号などに基づいて車室内の冷房要求、暖房要求、又は除湿暖房要求を判定し、空調制御を実行する。   Here, air conditioning control executed by the vehicle air conditioner 100 will be described. In the vehicle air conditioner 100, the controller 90 determines the cooling request, the heating request, or the dehumidifying heating request of the vehicle interior based on the signal from the air conditioning operation switch of the vehicle interior (not shown), and executes the air conditioning control.

例えば、車室内の暖房要求に応じて暖房運転を行う場合には、コントローラ90は、図3に示すように第1開閉弁62及び第2開閉弁63を閉じて、第3開閉弁65を開く。図3は、暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。図3に太実線で示すように、暖房運転時にコンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、水冷媒熱交換器30、第1膨張弁61、室外熱交換器40、第3開閉弁65、及びアキュムレータ10を順番に通過してコンプレッサ20へと戻る。   For example, when the heating operation is performed according to the heating request of the vehicle interior, the controller 90 closes the first on-off valve 62 and the second on-off valve 63 and opens the third on-off valve 65 as shown in FIG. . FIG. 3 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant during the heating operation. As shown by the thick solid line in FIG. 3, the refrigerant compressed by the compressor 20 during the heating operation is the water refrigerant heat exchanger 30, the first expansion valve 61, the outdoor heat exchanger 40, the third on-off valve 65, and the accumulator 10. In order and return to the compressor 20.

暖房運転時には、冷媒は、コンプレッサ20によって圧縮されてから、水冷媒熱交換器30の冷却水との間で熱交換を行うことで冷やされる。水冷媒熱交換器30の冷却水は、冷媒と熱交換を行うことで暖房熱源を確保する。その後、水冷媒熱交換器30を通過した冷媒は、第1膨張弁61で減圧膨張して低温の冷媒となって室外熱交換器40へと流れる。低温の冷媒は、室外熱交換器40に導入される外気から吸熱し蒸発する。室外熱交換器40に導入される外気と低温の冷媒との間で正常に熱交換が行われると、室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toは外気温Taに近くなる。   During the heating operation, the refrigerant is compressed by the compressor 20 and then cooled by exchanging heat with the cooling water of the water / refrigerant heat exchanger 30. The cooling water of the water-refrigerant heat exchanger 30 secures a heating heat source by exchanging heat with the refrigerant. Thereafter, the refrigerant that has passed through the water-refrigerant heat exchanger 30 is decompressed and expanded by the first expansion valve 61, becomes a low-temperature refrigerant, and flows to the outdoor heat exchanger 40. The low temperature refrigerant absorbs heat from the outside air introduced into the outdoor heat exchanger 40 and evaporates. When heat exchange is normally performed between the outside air introduced to the outdoor heat exchanger 40 and the low temperature refrigerant, the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 becomes close to the outside air temperature Ta.

このとき、室外熱交換器40周囲の外気中の水蒸気が、低温の冷媒によって露点温度以下まで冷やされることで、結露して室外熱交換器40に付着する。低温の冷媒によって結露水が氷点下以下まで冷やされると、凍結して室外熱交換器40に着霜が発生することがある。室外熱交換器40に着霜が発生すると、着霜によって室外熱交換器40内を流れる冷媒と外気との間で行われる熱交換が阻害されるので、車両用空調装置100の暖房効率が低下するおそれがある。   At this time, the water vapor in the outside air around the outdoor heat exchanger 40 is condensed to a temperature equal to or lower than the dew point temperature by the low-temperature refrigerant, so that dew condenses and adheres to the outdoor heat exchanger 40. If the condensed water is cooled to below the freezing point by the low-temperature refrigerant, it may freeze and frost formation may occur in the outdoor heat exchanger 40. When frost formation occurs in the outdoor heat exchanger 40, heat exchange performed between the refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 40 and the outside air is hindered by frost formation, so the heating efficiency of the vehicle air conditioner 100 decreases. There is a risk.

そこで、車両用空調装置100のコントローラ90は、室外熱交換器40に着霜が発生した場合に以下の除霜運転制御を実行し、室外熱交換器40の着霜を取り除くようにする。図4は、コントローラ90が実行する暖房運転時の累積着霜度算出制御のフローチャートである。図5は、コントローラ90が実行する車両停止時の除霜運転制御のフローチャートである。コントローラ90は、暖房運転中に図4のフローチャートに沿って累積着霜度算出制御を実行し、車両が停止すると図5のフローチャートに沿って除霜運転制御を実行する。   Therefore, when frost formation occurs on the outdoor heat exchanger 40, the controller 90 of the vehicle air conditioner 100 executes the following defrosting operation control so as to remove frost formation on the outdoor heat exchanger 40. FIG. 4 is a flowchart of cumulative frost degree calculation control during heating operation executed by the controller 90. FIG. 5 is a flowchart of the defrosting operation control performed by the controller 90 when the vehicle is stopped. The controller 90 executes the cumulative degree of frost formation calculation control according to the flowchart of FIG. 4 during the heating operation, and executes the defrosting operation control according to the flowchart of FIG. 5 when the vehicle is stopped.

まず、図4を参照して、累積着霜度Sを算出してRAMに記録するためにコントローラ90が実行する累積着霜度算出制御について説明する。   First, the cumulative frost level calculation control executed by the controller 90 in order to calculate the cumulative frost level S and record it in the RAM will be described with reference to FIG.

ステップS101では、コントローラ90は、外気温Taと室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toとの温度差ΔTを算出する。外気温Taは、外気温センサ92からの信号に基づいて検出され、室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toは、室外熱交換器出口温センサ91からの信号に基づいて検出される。室外熱交換器40に着霜が発生していない場合には、冷媒と外気との間で正常に熱交換が行われるので、温度差ΔTは小さくなる。他方で、室外熱交換器40に着霜が発生した場合には、冷媒と外気との間で正常に熱交換を行えず低温のまま冷媒が室外熱交換器40の出口を通過することとなるので、温度差ΔTは、室外熱交換器40に着霜が発生し得る着霜温度差以上に大きくなる。このように、コントローラ90は、車両用空調装置100の温度差算出部として機能する。なお、室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toが0℃よりも高い場合には、温度差ΔTが着霜温度差以上に大きくなっても、室外熱交換器40の表面に生じた結露水が凍結しないので、着霜は発生しない。   In step S101, the controller 90 calculates a temperature difference ΔT between the outside air temperature Ta and the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40. The outside air temperature Ta is detected based on a signal from the outside air temperature sensor 92, and the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 is detected based on a signal from the outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 91. When frost formation has not occurred in the outdoor heat exchanger 40, heat exchange is normally performed between the refrigerant and the outside air, so that the temperature difference ΔT becomes small. On the other hand, when frost formation occurs in the outdoor heat exchanger 40, heat exchange can not be performed normally between the refrigerant and the outside air, and the refrigerant passes through the outlet of the outdoor heat exchanger 40 at low temperature. Therefore, the temperature difference ΔT becomes larger than the frosting temperature difference at which frost formation can occur in the outdoor heat exchanger 40. Thus, the controller 90 functions as a temperature difference calculation unit of the vehicle air conditioner 100. In addition, when the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 is higher than 0 ° C., condensed water generated on the surface of the outdoor heat exchanger 40 even if the temperature difference ΔT becomes larger than the frosting temperature difference. Does not freeze, so frost does not occur.

ステップS102では、コントローラ90は、温度差ΔTと通過風速Vaとに基づいて着霜予測時間tfを設定する。通過風速Vaは、室外熱交換器40を通過する外気の速度であり、室外ファン41の回転数と車速とに基づいて算出される。着霜予測時間tfは、室外熱交換器40の着霜が熱交換性に影響を及ぼす時間であり、具体的には、ある設定条件で暖房運転を続けた場合に、室外熱交換器40の全体に着霜が発生すると予測される時間である。当該設定条件を変更せずに暖房運転を着霜予測時間tfまで続けることで、累積着霜度Sが1になり、室外熱交換器40の全体に着霜が発生して、冷媒と外気との間で熱交換が行えなくなる。   In step S102, the controller 90 sets the frost formation prediction time tf based on the temperature difference ΔT and the passing wind speed Va. The passing wind speed Va is the speed of the outside air passing through the outdoor heat exchanger 40, and is calculated based on the rotational speed of the outdoor fan 41 and the vehicle speed. The frost formation predicted time tf is a time when the frost formation of the outdoor heat exchanger 40 affects the heat exchangeability, and specifically, when the heating operation is continued under a certain setting condition, It is the time when frost formation is expected to occur on the whole. By continuing the heating operation until the frost formation prediction time tf without changing the setting conditions, the cumulative degree of frost formation S becomes 1, and frost formation occurs in the entire outdoor heat exchanger 40, and the refrigerant and the outside air Heat exchange between the two.

着霜予測時間tfは、例えば、図6に示す着霜予測時間特性テーブルを参照して設定される。図6は、温度差ΔTに応じて変化する通過風速Vaと着霜予測時間tfとの関係を示す。図6では、横軸が通過風速Vaであり、縦軸が着霜予測時間tfである。図6に示すように、着霜予測時間tfは、通過風速Vaが増大するほど水蒸気を含む外気が次々と室外熱交換器40周囲に導入されるので短くなる。また、着霜予測時間tfは、温度差ΔTが大きくなるほど室外熱交換器40の出口付近で外気がより冷やされるので短くなる。   The predicted frost formation time tf is set with reference to, for example, a predicted frost formation time characteristic table shown in FIG. FIG. 6 shows the relationship between the passing wind speed Va that changes according to the temperature difference ΔT and the frost formation prediction time tf. In FIG. 6, the horizontal axis represents the passing wind speed Va, and the vertical axis represents the predicted frost formation time tf. As shown in FIG. 6, the predicted frost formation time tf becomes shorter as the passing wind speed Va increases, because the outside air containing water vapor is introduced around the outdoor heat exchanger 40 one after another. Further, the predicted frost formation time tf becomes shorter as the temperature difference ΔT becomes larger because the outside air is cooled near the outlet of the outdoor heat exchanger 40.

ここで、ある設定条件で暖房運転が実行されることで、温度差ΔTが第1温度差ΔT1になり、通過風速Vaが第1通過風速V1になったとする。このとき、コントローラ90は、図6に示す着霜予測時間特性テーブルを参照して第1温度差ΔT1と第1通過風速V1とに基づいて点Aを特定し、着霜予測時間tfが第1着霜予測時間tf1であると設定する。   Here, it is assumed that the temperature difference ΔT becomes the first temperature difference ΔT1 and the passing wind velocity Va becomes the first passing wind velocity V1 by performing the heating operation under a certain setting condition. At this time, the controller 90 specifies a point A based on the first temperature difference ΔT1 and the first passing wind velocity V1 with reference to the frost formation predicted time characteristic table shown in FIG. 6, and the frost formation prediction time tf is the first It is set that the predicted frost formation time tf1.

また、暖房運転の設定条件が変化して、温度差ΔTが第1温度差ΔT1よりも大きな第2温度差ΔT2となり、通過風速Vaが第1通過風速V1より速い第2通過風速V2となったとする。このとき、コントローラ90は、図6に示す着霜予測時間特性テーブルを参照して第2温度差ΔT2と第2通過風速V2とに基づいて点Bを特定し、着霜予測時間tfが第1着霜予測時間tf1よりも短い第2着霜予測時間tf2であると設定する。   Further, when the setting condition of the heating operation changes, the temperature difference ΔT becomes the second temperature difference ΔT2 larger than the first temperature difference ΔT1, and the passing wind velocity Va becomes the second passing wind velocity V2 faster than the first passing wind velocity V1. Do. At this time, the controller 90 specifies the point B based on the second temperature difference ΔT2 and the second passing wind velocity V2 with reference to the frost formation predicted time characteristic table shown in FIG. 6, and the frost formation prediction time tf is the first It is set that it is the second frost formation estimated time tf2 shorter than the frost formation estimated time tf1.

上記のように、コントローラ90は、着霜予測時間を推定した後に、図4の累積着霜度算出制御のフローチャートに戻ってステップS103の処理を実行する。   As described above, after estimating the frost formation prediction time, the controller 90 returns to the flowchart of the cumulative frost formation degree calculation control of FIG. 4 and executes the process of step S103.

ステップS103では、コントローラ90は、室外熱交換器40に発生する着霜の度合として着霜度Fを推定する。始めに、コントローラ90は、着霜度Fを推定するために、RAMに記録された経過時間tnを呼び出す。経過時間tnは、外気と低温の冷媒との温度差ΔTが着霜温度差以上となる設定条件で暖房運転を実行した場合の暖房運転の連続時間である。経過時間tnは、当該設定条件で暖房運転を開始した場合に0からカウントアップされ、RAMに記録される。また、経過時間tnは、暖房運転が当該設定条件とは別の設定条件に変更された場合に再度0からカウントアップされる。   In step S103, the controller 90 estimates the degree of frost formation F as the degree of frost formation generated in the outdoor heat exchanger 40. First, in order to estimate the frost formation degree F, the controller 90 calls the elapsed time tn recorded in the RAM. The elapsed time tn is a continuous time of the heating operation when the heating operation is executed under a setting condition in which the temperature difference ΔT between the outside air and the low-temperature refrigerant is equal to or greater than the frosting temperature difference. The elapsed time tn is counted up from 0 when the heating operation is started under the setting condition, and is recorded in the RAM. The elapsed time tn is counted up again from 0 when the heating operation is changed to a setting condition different from the setting condition.

次に、コントローラ90は、着霜予測時間tfに対する経過時間tnの比率に基づいて着霜度Fを推定する。着霜度Fは、経過時間tnを着霜予測時間tfで除算することで推定される(F=tn/tf)。   Next, the controller 90 estimates the frost formation degree F based on the ratio of the elapsed time tn to the predicted frost formation time tf. The frosting degree F is estimated by dividing the elapsed time tn by the frosting prediction time tf (F = tn / tf).

例えば、経過時間tnが1分であり、ステップS102で設定された第1着霜予測時間tf1が5分である場合には、コントローラ90は、着霜度Fが0.2であると推定する(F=1/5=0.2)。また、暖房運転条件が変更された場合には、コントローラ90は、着霜度Fを更新する。例えば、経過時間tnが2分であり、ステップS102で新たに設定された第2着霜予測時間tf2が4分である場合には、コントローラ90は、着霜度Fが0.5であると推定する(F=2/4=0.5)。このように、コントローラ90は、車両用空調装置100の着霜度推定部として機能する。   For example, if the elapsed time tn is 1 minute and the first frost formation prediction time tf1 set in step S102 is 5 minutes, the controller 90 estimates that the frost formation degree F is 0.2. (F = 1/5 = 0.2). Further, when the heating operation condition is changed, the controller 90 updates the frost formation degree F. For example, when the elapsed time tn is 2 minutes and the second frost formation predicted time tf2 newly set in step S102 is 4 minutes, the controller 90 determines that the frost formation degree F is 0.5. Estimate (F = 2/4 = 0.5). Thus, the controller 90 functions as a frosting degree estimation unit of the vehicular air conditioner 100.

ステップS104では、コントローラ90は、室外熱交換器40の着霜状態を判定するために累積着霜度Sを算出する。累積着霜度Sは、コントローラ90が累積着霜度算出制御を実行する毎に更新される着霜度Fを積算することで算出される。累積着霜度Sは、RAMに記録された前回までの累積着霜度Sに、今回のステップS103で新たに推定された着霜度Fを加算することで算出される(S=ΣF=S+F)。   In step S104, the controller 90 calculates the cumulative degree of frost formation S to determine the frost formation state of the outdoor heat exchanger 40. The cumulative frost level S is calculated by integrating the frost level F updated every time the controller 90 executes the cumulative frost level calculation control. The cumulative degree of frost formation S is calculated by adding the degree of frost formation F newly estimated in the present step S103 to the cumulative frost formation degree S up to the previous time recorded in the RAM (S = ΣF = S + F ).

例えば、前回までの累積着霜度Sが0であり、今回新たに推定された着霜度Fが0.2である場合には、コントローラ90は、累積着霜度Sが0.2であると算出する。また、暖房運転条件が変更された場合には、コントローラ90は、当該暖房運転条件の変更後に更新された着霜度Fを用いて新たに累積着霜度Sを算出する。例えば、前回までの累積着霜度Sが0.2であり、今回新たに推定された着霜度Fが0.5である場合には、コントローラ90は、新たに累積着霜度Sが0.7であると算出する。   For example, when the cumulative degree of frost formation S up to the previous time is 0 and the degree of frost formation F newly estimated this time is 0.2, the controller 90 has a cumulative degree of frost formation S of 0.2. Calculate Further, when the heating operation condition is changed, the controller 90 newly calculates the accumulated frost degree S using the frosting degree F updated after the change of the heating operation condition. For example, when the cumulative degree of frost formation S up to the previous time is 0.2 and the degree of frost formation F newly estimated this time is 0.5, the controller 90 newly sets the cumulative frost degree S to 0. .7.

ステップS105では、コントローラ90は、算出した累積着霜度SをRAMに記録する。その後、コントローラ90は、累積着霜度算出制御を終了する。   In step S105, the controller 90 records the calculated cumulative degree of frost formation S in the RAM. Thereafter, the controller 90 ends the cumulative frost formation degree calculation control.

次に、図5を参照して、累積着霜度Sを用いてコントローラ90が実行する車両停止時の除霜運転制御について説明する。   Next, with reference to FIG. 5, the defrosting operation control at the time of the vehicle stop which the controller 90 performs using the cumulative frost formation degree S is demonstrated.

ステップS201では、コントローラ90は、RAMに記録された累積着霜度Sを呼び出す。累積着霜度Sは、室外熱交換器40に発生した着霜の状態を表す値である。   In step S201, the controller 90 calls the cumulative degree of frost formation S recorded in the RAM. The cumulative frost formation degree S is a value representing the state of frost generated in the outdoor heat exchanger 40.

ステップS202では、コントローラ90は、RAMから呼び出した累積着霜度Sが0より大きいか否かを判定することによって、除霜運転を開始するか否かを判定する。例えば、累積着霜度Sが0である場合には、室外熱交換器40は、着霜が全く発生していない状態である。他方で、累積着霜度Sが0より大きい場合には、室外熱交換器40は、着霜が発生している状態である。特に、累積着霜度Sが1まで大きくなった場合には、室外熱交換器40は、全体に着霜が発生した状態であり、室外熱交換器40を流れる冷媒は、外気との間で熱交換を行えなくなる。コントローラ90の処理は、累積着霜度Sが0である場合には除霜運転制御の実行を終了し、累積着霜度Sが0より大きい場合には除霜運転を開始するためにステップS203に進む。   In step S202, the controller 90 determines whether or not to start the defrosting operation by determining whether or not the cumulative frosting degree S called from the RAM is greater than zero. For example, when the cumulative frost level S is 0, the outdoor heat exchanger 40 is in a state where no frost is generated. On the other hand, when the cumulative frost level S is greater than 0, the outdoor heat exchanger 40 is in a state where frost is generated. In particular, when the cumulative degree of frost formation S increases to 1, the outdoor heat exchanger 40 is in a state where frost formation has occurred overall, and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 40 is between the outside air and the outside air. Heat exchange cannot be performed. The processing of the controller 90 ends the execution of the defrosting operation control when the cumulative degree of frost formation S is 0, and starts the defrosting operation when the cumulative frost formation degree S is greater than 0 (step S203). Go to

ステップS203では、コントローラ90は、室外ファン41を停止させる。車両停止時に室外ファン41が停止することによって、室外熱交換器40周囲の外気はそのまま滞留し、新たな外気が室外熱交換器40に導入されなくなる。   In step S203, the controller 90 stops the outdoor fan 41. By stopping the outdoor fan 41 when the vehicle is stopped, the outside air around the outdoor heat exchanger 40 stays as it is, and new outside air is not introduced into the outdoor heat exchanger 40.

ステップS204では、コントローラ90は、除霜終了判定開始時間teを設定する。除霜終了判定開始時間teは、除霜運転が実行されることによって室外熱交換器40の着霜の大半が取り除かれた状態となる除霜運転の終了間際の時間であり、コントローラ90が除霜運転の終了判定を開始する時間である。除霜終了判定開始時間teは、累積着霜度Sの大きさに応じて長くなるように設定される。   In step S204, the controller 90 sets the defrost termination determination start time te. The defrost termination determination start time te is a time immediately before the end of the defrosting operation in which most of the frost formation of the outdoor heat exchanger 40 is removed by the defrosting operation being executed, and the controller 90 removes the defrosting operation. It is time to start the end of frost operation. The defrost termination determination start time te is set to be longer according to the magnitude of the cumulative degree of frost formation S.

ステップS205では、コントローラ90は、除霜運転を開始する。また、コントローラ90は、除霜運転の開始と同時に除霜運転の継続時間として除霜運転時間tmの計測を開始する。   In step S205, the controller 90 starts the defrosting operation. Moreover, the controller 90 starts measurement of defrost operation time tm as continuation time of defrost operation simultaneously with start of defrost operation.

コントローラ90は、除霜運転を開始する際に、図3の暖房運転時には閉じられていた第1開閉弁62を図7に示すように開く。図7は、除霜運転時の冷媒の流れを示す図である。図7に太実線で示すように、除霜運転時にコンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、第1開閉弁62が開かれることで第1バイパス流路60aを通過する。   When starting the defrosting operation, the controller 90 opens the first on-off valve 62 that was closed during the heating operation of FIG. 3 as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant during the defrosting operation. As indicated by a thick solid line in FIG. 7, the refrigerant compressed by the compressor 20 during the defrosting operation passes through the first bypass flow passage 60 a when the first on-off valve 62 is opened.

ここで、図8及び図9を参照して、除霜運転時に冷媒が第1バイパス流路60aを通過することで、急激に値が変化し始める冷媒の温度と圧力とについて説明する。   Here, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the temperature and pressure of the refrigerant whose value starts to change rapidly when the refrigerant passes through the first bypass flow passage 60a in the defrosting operation will be described.

図8は、除霜運転時の室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toとコンプレッサ20の吐出温度Tdとの時間変化を示すグラフである。図8では、横軸が除霜運転時間tmであり、縦軸が冷媒の温度である。   FIG. 8 is a graph showing temporal changes in the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 and the discharge temperature Td of the compressor 20 during the defrosting operation. In FIG. 8, the horizontal axis represents the defrosting operation time tm, and the vertical axis represents the refrigerant temperature.

図8の時刻t0は、図5のステップS205の処理で除霜運転時間tmの計測が開始された時間である。コントローラ90は、時刻t0において、図5のステップS203及びステップS205の処理によって、室外ファン41を停止させるとともに冷媒の流れを切り替えている。時刻t0の付近では、出口側冷媒温度To及び吐出温度Tdは、除霜運転の開始に伴い流路が切り替えられて冷媒の流れが安定していないので、図8に示すように急激に値が変化している。除霜運転時間tmが増加すると、出口側冷媒温度To及び吐出温度Tdは、安定して徐々に上昇するようになる。   Time t0 in FIG. 8 is a time when measurement of the defrosting operation time tm is started in the process of step S205 in FIG. At time t0, the controller 90 stops the outdoor fan 41 and switches the flow of the refrigerant by the processes in steps S203 and S205 in FIG. In the vicinity of time t0, the outlet side refrigerant temperature To and the discharge temperature Td are rapidly changed in value as shown in FIG. 8 because the flow path of the refrigerant is not stable since the flow path is switched with the start of the defrosting operation. It is changing. When the defrosting operation time tm is increased, the outlet side refrigerant temperature To and the discharge temperature Td are stably and gradually increased.

図9は、除霜運転時のコンプレッサ20の吐出圧Pdと吸入圧Psとの時間変化を示すグラフである。図9では、横軸が除霜運転時間tmであり、縦軸が冷媒の圧力である。   FIG. 9 is a graph showing time changes of the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps of the compressor 20 at the time of the defrosting operation. In FIG. 9, the horizontal axis represents the defrosting operation time tm, and the vertical axis represents the refrigerant pressure.

図9の時刻t0は、図5のステップS205の処理で除霜運転時間tmの計測が開始された時間である。コントローラ90は、時刻t0において、室外ファン41を停止させるとともに冷媒の流れを切り替えている。時刻t0の付近では、吐出圧Pd及び吸入圧Psは、冷媒の流れが安定していないので、図9に示すように急激に値が変化している。除霜運転時間tmが増加するにつれて、吐出圧Pd及び吸入圧Psは、安定して徐々に上昇するようになる。   Time t0 in FIG. 9 is a time when measurement of the defrosting operation time tm is started in the process of step S205 in FIG. The controller 90 stops the outdoor fan 41 and switches the refrigerant flow at time t0. In the vicinity of time t0, the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps change rapidly as shown in FIG. 9 because the refrigerant flow is not stable. As the defrosting operation time tm increases, the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps stably and gradually increase.

図5のステップS206では、コントローラ90は、除霜運転時間tmが除霜終了判定開始時間te以上であるか否かを判定する。コントローラ90は、除霜運転時間tmが除霜終了判定開始時間te以上である場合には、除霜運転の終了判定を行うために処理をステップS207へ進める。他方で、コントローラ90は、除霜運転時間tmが除霜終了判定開始時間te未満である場合には、除霜運転を継続するためにステップS206の処理を繰り返す。   In step S206 of FIG. 5, the controller 90 determines whether or not the defrosting operation time tm is equal to or longer than the defrosting end determination start time te. When the defrosting operation time tm is equal to or longer than the defrosting end determination start time te, the controller 90 advances the process to step S207 in order to determine the end of the defrosting operation. On the other hand, when the defrosting operation time tm is less than the defrosting end determination start time te, the controller 90 repeats the process of step S206 in order to continue the defrosting operation.

ステップS207では、コントローラ90は、除霜運転を終了するか否かを判定する。コントローラ90は、除霜終了判定開始時間teの経過後、冷媒の温度又は圧力に基づいて、室外熱交換器40に発生した着霜が全て取り除かれたか否かを判定する。具体的には、コントローラ90は、室外熱交換器40の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが上昇しているか否かを判定する。コントローラ90は、上記条件のいずれか一つが上昇している場合には、除霜運転を終了するために処理をステップS208へ進める。他方で、コントローラ90は、上記条件のいずれも上昇していない場合には、除霜運転を継続するためにステップS207の処理を繰り返す。   In step S207, the controller 90 determines whether to end the defrosting operation. The controller 90 determines whether or not all frost formation generated in the outdoor heat exchanger 40 has been removed based on the temperature or pressure of the refrigerant after elapse of the defrost termination determination start time te. Specifically, the controller 90 determines whether at least one of the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40, the discharge temperature Td of the compressor 20, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Ps is rising. Do. If any one of the above conditions is raised, the controller 90 advances the process to step S208 to end the defrosting operation. On the other hand, the controller 90 repeats the process of step S207 in order to continue the defrosting operation when none of the above conditions is raised.

例えば、図8及び図9の時刻te1では、コントローラ90は、図5のステップS206の処理によって、除霜運転時間tmが時刻te1以上になったと判定して、ステップS207の処理に進み除霜運転の終了判定を開始する。時刻te1は、ステップS204の処理で累積着霜度Sに基づいて除霜終了判定開始時間teとして設定された時間である。   For example, at time te1 in FIGS. 8 and 9, the controller 90 determines that the defrosting operation time tm has become equal to or longer than time te1 in the process of step S206 in FIG. 5, and proceeds to the process of step S207. The end determination of is started. Time te1 is the time set as the defrosting end determination start time te based on the cumulative frost formation degree S in the process of step S204.

コンプレッサ20によって圧縮され高温になった冷媒は、第1バイパス流路60aを通過して室外熱交換器40へと流れて室外熱交換器40に発生した着霜を溶かす。除霜運転が継続されて除霜運転時間tmが時刻t0から時刻te1に近づくにつれて、室外熱交換器40に発生した着霜は、コンプレッサ20によって圧縮された高温の冷媒と熱交換を行うことで溶かされて徐々に少なくなる。   The refrigerant compressed to a high temperature by the compressor 20 passes through the first bypass flow passage 60 a and flows to the outdoor heat exchanger 40 to melt the frost generated in the outdoor heat exchanger 40. As the defrosting operation is continued and the defrosting operation time tm approaches from time t0 to time te1, the frost formed in the outdoor heat exchanger 40 exchanges heat with the high temperature refrigerant compressed by the compressor 20. It is gradually melted down.

室外熱交換器40の着霜が全て取り除かれると、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、着霜に熱を奪われなくなる。また、除霜運転時には車両が停止しており、室外ファン41も停止されているので、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、室外熱交換器40に新たに導入される外気によって熱を奪われない。このため、除霜運転が正常に実行され、時刻te1の経過後に室外熱交換器40に発生した着霜が全て取り除かれた後には、図8に示すように出口側冷媒温度To及び吐出温度Tdは、徐々に上昇する。また、時刻te1の経過後、図9に示すように吐出圧Pd及び吸入圧Psは、冷媒の熱交換対象がなくなることで冷媒のエンタルピーが上昇してコンプレッサ20前後の気相冷媒の過熱度が高くなるので、徐々に上昇するようになる。   When all the frost formation in the outdoor heat exchanger 40 is removed, the refrigerant compressed by the compressor 20 is not deprived of heat by the frost formation. Further, since the vehicle is stopped during the defrosting operation and the outdoor fan 41 is also stopped, the refrigerant compressed by the compressor 20 is not deprived of heat by the outside air newly introduced to the outdoor heat exchanger 40 . Therefore, after the defrosting operation is normally performed and all frost formation generated in the outdoor heat exchanger 40 is removed after the elapse of time te1, as shown in FIG. 8, the outlet side refrigerant temperature To and the discharge temperature Td Gradually rises. Further, after time te1 elapses, as shown in FIG. 9, the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps lose the heat exchange object of the refrigerant, the enthalpy of the refrigerant increases, and the degree of superheat of the gas phase refrigerant before and after the compressor 20 As it gets higher, it will gradually rise.

コントローラ90は、時刻te1の経過後に実行するステップS207の処理において、図8及び図9に示すように室外熱交換器の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出温度、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが時刻te1時の値よりも上昇したと判定する。当該判定が成立することで、コントローラ90は、除霜運転を終了するために処理をステップS208へ進める。   In the process of step S207 executed after the time te1 has elapsed, the controller 90 performs the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger, the discharge temperature Td of the compressor 20, the discharge temperature, and the suction pressure as shown in FIGS. It is determined that at least one of Ps is higher than the value at time te1. When the determination is established, the controller 90 advances the process to step S208 in order to end the defrosting operation.

なお、図5のステップS207の処理では、室外熱交換器40の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが上昇したか否かを判定した。当該判定に代えて、コントローラ90は、出口側冷媒温度To、吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが所定値まで上昇したか否かを判定してもよい。この場合の所定値は、例えば室外熱交換器40に発生した着霜が完全に溶けたときに到達する冷媒の温度又は圧力として予め定められた値である。   In the process of step S207 in FIG. 5, it is determined whether at least one of the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40, the discharge temperature Td of the compressor 20, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Ps has increased. It was judged. Instead of the determination, the controller 90 may determine whether at least one of the outlet-side refrigerant temperature To, the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Ps has risen to a predetermined value. The predetermined value in this case is a value determined in advance as the temperature or pressure of the refrigerant that reaches when the frost generated in the outdoor heat exchanger 40 is completely melted, for example.

ステップS208では、コントローラ90は、除霜運転を終了する。コントローラ90は、室外ファン41の運転状態や第1開閉弁62の開閉状態を除霜運転が開始される前の状態に戻す。   In step S208, the controller 90 ends the defrosting operation. The controller 90 returns the operating state of the outdoor fan 41 and the opening / closing state of the first opening / closing valve 62 to the state before the defrosting operation is started.

また、コントローラ90が除霜運転を実行することで、室外熱交換器40の全体に発生していた着霜は取り除かれる。除霜運転が実行され室外熱交換器40の着霜が取り除かれることで、コントローラ90は、累積着霜度Sを0にリセットする。コントローラ90は、除霜運転終了時に除霜運転時間tm及び除霜終了判定開始時間teも0にリセットする。なお、車両が停止した後にイグニッションがオフにされた場合には、コントローラ90は、室外ファン41を停止したままにしてもよい。コントローラ90は、外気温Taが十分に高い温度である場合や、冷房運転が所定の時間継続された場合などにも、室外熱交換器40の着霜が取り除かれるので、累積着霜度Sを0にリセットしてもよい。   Further, the controller 90 performs the defrosting operation, so that the frost generated in the entire outdoor heat exchanger 40 is removed. The controller 90 resets the cumulative frosting degree S to 0 by performing the defrosting operation and removing the frosting of the outdoor heat exchanger 40. The controller 90 also resets the defrosting operation time tm and the defrosting end determination start time te to 0 at the end of the defrosting operation. In addition, when the ignition is turned off after the vehicle stops, the controller 90 may leave the outdoor fan 41 stopped. Since the frost formation of the outdoor heat exchanger 40 is removed even when the outside air temperature Ta is a sufficiently high temperature, or when the cooling operation is continued for a predetermined time, the controller 90 causes the accumulated frost degree S to be It may be reset to zero.

上記した本発明の実施形態に係る車両用空調装置100によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the vehicle air conditioner 100 according to the embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.

車両用空調装置100は、冷媒を圧縮するコンプレッサ20と、外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器40と、室外熱交換器40に着霜が発生している場合に、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒を室外熱交換器40に導いて除霜運転を実行する除霜運転実行部として機能するコントローラ90と、を備える。除霜運転実行部としてのコントローラ90は、車両停止時に、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間teが経過した後に、室外熱交換器40の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが上昇した場合、若しくは所定値に達した場合に除霜運転を終了する。   Vehicle air conditioner 100 includes a compressor 20 for compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger 40 for exchanging heat between the outside air and the refrigerant, and a compressor when frost is generated on the outdoor heat exchanger 40. And a controller 90 that functions as a defrosting operation executing unit that guides the refrigerant compressed by 20 to the outdoor heat exchanger 40 and executes the defrosting operation. The controller 90 as the defrosting operation execution unit starts the defrosting operation when the vehicle stops, and after the predetermined defrost termination determination start time te has elapsed, the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40, the compressor The defrosting operation is terminated when at least one of the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Ps of 20 rises or reaches a predetermined value.

車両用空調装置100によれば、除霜運転実行部としてのコントローラ90は、室外熱交換器40に着霜が発生している場合に、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒を室外熱交換器40に導いて除霜運転を実行する。コントローラ90は、車両停止時に、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間teが経過した後に、室外熱交換器40の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが上昇した場合、若しくは所定値に達した場合に除霜運転を終了するので、着霜の程度に応じた必要な時間だけ除霜運転を実行することができる。したがって、必要以上に除霜運転を行うことがなく、かつ、除霜が不十分となって室外熱交換器40に着霜の残ることのない車両用空調装置100を提供することができる。   According to the air conditioner 100 for a vehicle, the controller 90 as the defrosting operation execution unit sends the refrigerant compressed by the compressor 20 to the outdoor heat exchanger 40 when frost formation has occurred in the outdoor heat exchanger 40. Guide and perform defrosting operation. The controller 90 starts the defrosting operation when the vehicle stops, and after the predetermined defrost termination determination start time te has elapsed, the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40, the discharge temperature Td of the compressor 20, the discharge Since the defrosting operation is ended when at least one of the pressure Pd and the suction pressure Ps rises or reaches a predetermined value, the defrosting operation is performed for a necessary time according to the degree of frost formation. be able to. Therefore, it is possible to provide the vehicle air conditioner 100 which does not perform the defrosting operation more than necessary, and the defrosting is insufficient and the outdoor heat exchanger 40 does not have the frost left.

なお、本実施形態では、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間teが経過した後に、室外熱交換器40の出口側冷媒温度To、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つが上昇した場合、若しくは所定値に達した場合に、室外熱交換器40の着霜が完全に取り除かれたと推定したが、完全に取り除くことに限定されず、室外熱交換器40がその機能を果たすために十分な表面積において着霜が取り除かれたと推定してもよい。つまり、室外熱交換器40の一部に着霜が残っていたとしても、大部分が除霜されたと推定して、除霜運転を終了させてもよい。   In the present embodiment, the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40, the discharge temperature Td of the compressor 20, and the discharge pressure after a predetermined defrost termination determination start time te has elapsed since the start of the defrosting operation. It was estimated that the frost formation on the outdoor heat exchanger 40 was completely removed when at least one of Pd and suction pressure Ps increased or reached a predetermined value, but it is limited to completely removed Alternatively, it may be estimated that frost formation has been removed at a surface area sufficient for the outdoor heat exchanger 40 to perform its function. That is, even if frost remains in a part of the outdoor heat exchanger 40, it may be estimated that most of the frost has been defrosted and the defrosting operation may be terminated.

車両用空調装置100は、室外熱交換器40に外気を導入する室外ファン41をさらに備える。室外ファン41は、コントローラ90が除霜運転を実行しているときには停止される。   The vehicle air conditioner 100 further includes an outdoor fan 41 that introduces outside air into the outdoor heat exchanger 40. The outdoor fan 41 is stopped when the controller 90 is performing the defrosting operation.

車両用空調装置100によれば、除霜運転を実行しているときには車両が停止しており、かつ、室外ファン41が停止されているので、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、室外熱交換器40に新たに導入される外気に熱を奪われることを回避できる。このため、除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間teを経過した後に、コントローラ90は、室外熱交換器40に発生した着霜が全て取り除かれたか否かを、冷媒と外気との熱交換の影響を除外しつつ判定することができる。また、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒は、外気とは熱交換を行わずに室外熱交換器40の着霜とだけ熱交換を行うので、効率よく除霜運転を実行することができる。   According to the vehicle air conditioner 100, when the defrosting operation is being performed, the vehicle is stopped and the outdoor fan 41 is stopped, so the refrigerant compressed by the compressor 20 is an outdoor heat exchanger It is possible to avoid losing heat from the newly introduced external air. Therefore, after a predetermined defrost termination determination start time te has elapsed since the start of the defrosting operation, the controller 90 determines whether all the frost formed on the outdoor heat exchanger 40 has been removed or not with the refrigerant. It can be determined while excluding the influence of heat exchange with the outside air. Further, since the refrigerant compressed by the compressor 20 exchanges heat only with frost formation of the outdoor heat exchanger 40 without exchanging heat with the outside air, the defrosting operation can be efficiently performed.

車両用空調装置100では、コントローラ90は、室外熱交換器40に生じた着霜の度合として着霜度Fを推定する着霜度推定部としてさらに機能する。コントローラ90は、推定した着霜度Fに基づいて除霜終了判定開始時間teを設定する。   In the vehicle air conditioner 100, the controller 90 further functions as a frost formation degree estimation unit that estimates the frost formation degree F as the degree of frost formation in the outdoor heat exchanger 40. The controller 90 sets the defrost termination determination start time te based on the estimated degree of frost formation F.

車両用空調装置100によれば、室外熱交換器40に生じた着霜の度合として着霜度Fが推定され、着霜度Fに基づいて除霜終了判定開始時間teが設定されるので、着霜の程度に応じて除霜運転の終了判定を開始する時間を調整することができる。   According to the vehicle air conditioner 100, the degree of frost formation F is estimated as the degree of frost formation generated in the outdoor heat exchanger 40, and the defrost termination determination start time te is set based on the degree of frost formation F. The time for starting the defrosting operation end determination can be adjusted according to the degree of frost formation.

車両用空調装置100では、コントローラ90は、室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toと外気の外気温Taとの温度差ΔTを算出する温度差算出部としてさらに機能する。コントローラ90は、算出された温度差ΔTが室外熱交換器40に着霜が発生する着霜温度差以上になっている状態の経過時間tnを計測し、室外熱交換器40の着霜が熱交換性に影響を及ぼす着霜予測時間tfを設定し、着霜予測時間tfに対する経過時間tnの比率に基づいて、着霜度Fを推定する。また、車両用空調装置100では、コントローラ90は、算出された温度差ΔTが大きいほど、着霜予測時間tfを短く設定する。   In the vehicle air conditioner 100, the controller 90 further functions as a temperature difference calculating unit that calculates a temperature difference ΔT between the outlet side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 and the outside air temperature Ta of the outside air. The controller 90 measures the elapsed time tn in the state where the calculated temperature difference ΔT is equal to or more than the frosting temperature difference at which frosting occurs in the outdoor heat exchanger 40, and frosting of the outdoor heat exchanger 40 is thermal A predicted frost formation time tf that affects exchangeability is set, and the frost formation degree F is estimated based on the ratio of the elapsed time tn to the predicted frost formation time tf. In the vehicle air conditioner 100, the controller 90 sets the predicted frost formation time tf to be shorter as the calculated temperature difference ΔT is larger.

車両用空調装置100によれば、経過時間tnは、温度差ΔTが室外熱交換器40に着霜が発生する着霜温度差以上になっている状態のときだけ計測されるので、着霜が発生しない状態のときを含むことがない。そして、着霜が熱交換性に影響を及ぼす着霜予測時間tfが設定され、着霜予測時間tfに対する経過時間tnの比率に基づいて着霜度Fがより正確に推定されるので、コントローラ90は、信頼性の高い着霜度Fに基づいて除霜終了判定開始時間teを精度よく設定することができる。具体的には、温度差ΔTが大きいときほど着霜が発生しやすい状態であることを加味して着霜予測時間tfが短く設定されるので、コントローラ90は、着霜度Fを高く推定することができる。   According to the vehicle air conditioner 100, since the elapsed time tn is measured only when the temperature difference ΔT is equal to or greater than the frosting temperature difference at which frosting occurs in the outdoor heat exchanger 40, frosting is caused. It does not include the time when it does not occur. Then, the frost formation prediction time tf in which frost formation affects the heat exchange property is set, and the frost formation degree F is more accurately estimated based on the ratio of the elapsed time tn to the frost formation prediction time tf. Can accurately set the defrosting end determination start time te based on the frosting degree F with high reliability. Specifically, the frost formation prediction time tf is set to be short in consideration of the state in which frost formation is more likely to occur as the temperature difference ΔT is larger. Therefore, the controller 90 estimates the frost formation degree F to be high. be able to.

車両用空調装置100では、コントローラ90は、経過時間tn毎に、着霜予測時間tfに対する経過時間tnの比率に基づいて着霜度Fを推定し、経過時間tn毎に推定される着霜度Fを積算して積算値である累積着霜度Sを算出する。   In vehicle air conditioner 100, controller 90 estimates the degree of frost formation F based on the ratio of elapsed time tn to predicted frost formation time tf for each elapsed time tn, and the degree of frost formation estimated for each elapsed time tn Accumulate F to calculate an accumulated frost degree S which is an integrated value.

車両用空調装置100によれば、経過時間tn毎に推定される着霜度Fを積算して算出した累積着霜度Sに基づいて着霜判定を行うので、経過時間tn毎の着霜の進行状態を全て加味して着霜判定を行える。このため、経過時間tn毎に車両の走行場面の変化に応じて着霜予測時間tfが都度変わっても、着霜がどの程度進行しているかを的確に判定して過不足なく除霜運転を実行することができる。   According to the vehicle air conditioner 100, the frosting determination is performed based on the cumulative frosting degree S calculated by integrating the frosting degree F estimated for each elapsed time tn, so that frosting for each elapsed time tn The frost determination can be performed with all the progress states taken into consideration. For this reason, even if the frost formation prediction time tf changes each time according to the change of the traveling scene of the vehicle at each elapsed time tn, it is accurately determined how much the frost is advancing, and the defrost operation is performed without excess or deficiency. It can be done.

車両用空調装置100では、コントローラ90は、除霜運転を終了したときに、算出した累積着霜度Sをリセットする。   In the vehicle air conditioner 100, the controller 90 resets the calculated cumulative frost level S when the defrosting operation is finished.

車両用空調装置100によれば、除霜運転が終了したときに累積着霜度Sがリセットされるので、改めて累積着霜度Sを算出できるようになる。このため、室外熱交換器40に着霜が発生していない場合に、累積着霜度Sが0より大きいと誤判定されることがなく、精度よく除霜運転を実行できる。   According to the vehicle air conditioner 100, since the cumulative frost level S is reset when the defrosting operation is completed, the cumulative frost level S can be calculated again. For this reason, when frost formation is not generated in the outdoor heat exchanger 40, it is not erroneously determined that the cumulative frost formation degree S is greater than 0, and the defrosting operation can be executed with high accuracy.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、上記実施形態では室外熱交換器40の出口側冷媒温度Toを図5のステップS207の除霜運転終了条件の判定に用いたが、コンプレッサ20の吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧の少なくともいずれか一つのみを判定に用いてもよい。このように、コンプレッサの吐出温度Td、吐出圧Pd、及び吸入圧Psの少なくともいずれか一つのみを用いれば、着霜度推定を行わない場合に、室外熱交換器出口温センサ91を設ける必要がなくなるのでコストダウンを図ることができる。   For example, although the outlet-side refrigerant temperature To of the outdoor heat exchanger 40 is used to determine the defrosting operation end condition in step S207 of FIG. 5 in the above embodiment, the discharge temperature Td of the compressor 20, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Only at least one of the above may be used for the determination. As described above, if only one of the discharge temperature Td of the compressor, the discharge pressure Pd, and the suction pressure Ps is used, it is necessary to provide the outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 91 when the frosting degree estimation is not performed. Costs can be reduced.

また、除霜運転の実行中に、温水ヒータ33を熱源として用いて暖房運転を適宜実行してもよい。温水ヒータ33を用いて暖房運転を実行する場合には、コントローラ90は、コンプレッサ20によって圧縮された冷媒の温度が、温水ヒータ33で加熱された冷却水の温度を超えないように、コンプレッサ20の出力を制御する。このようにすることで、除霜運転の実行中も、車室内の暖房要求を満たすように暖房運転を実行することができる。   Further, during the defrosting operation, the heating operation may be appropriately performed using the hot water heater 33 as a heat source. When the heating operation is performed using the hot water heater 33, the controller 90 causes the temperature of the refrigerant compressed by the compressor 20 not to exceed the temperature of the cooling water heated by the hot water heater 33. Control the output. By doing in this way, heating operation can be performed so that the heating request | requirement of a vehicle interior may be satisfy | filled also during execution of defrost operation.

さらに、車両が走行を開始して除霜運転が途中で中止された場合には、コントローラ90は、除霜終了判定開始時間teに対する除霜運転時間tmの比率に基づいて、除霜運転中止時の累積着霜度Sを新たに算出してもよい(S=(1−tm/te)×S)。例えば、除霜運転開始時の累積着霜度Sが0.7であり、除霜終了判定開始時間teが10分であるとする。除霜運転の開始後、除霜運転時間tmが5分に到達したときに除霜運転が中止されたとすると、コントローラ90は、除霜運転時の累積着霜度Sが0.35であると算出する(S=(1−5/10)×0.7=0.35)。このようにすることで、コントローラ90は、算出し直した累積着霜度Sに基づいて、次回の車両停止時に着霜の程度に応じた時間だけ過不足なく適切に除霜運転を実行することができる。   Furthermore, when the vehicle starts traveling and the defrosting operation is stopped halfway, the controller 90 cancels the defrosting operation based on the ratio of the defrosting operation time tm to the defrost termination determination start time te. May be newly calculated (S = (1-tm / te) × S). For example, it is assumed that the cumulative degree of frost formation S at the start of the defrosting operation is 0.7, and the defrost termination determination start time te is 10 minutes. Assuming that the defrosting operation is stopped when the defrosting operation time tm reaches 5 minutes after the start of the defrosting operation, the controller 90 determines that the cumulative degree of frost formation S at the time of the defrosting operation is 0.35. Calculate (S = (1-5 / 10) × 0.7 = 0.35). By doing this, the controller 90 appropriately executes the defrosting operation without excess or deficiency for the time corresponding to the degree of frost formation at the time of the next stop of the vehicle, based on the cumulative degree of frost formation S recalculated. Can.

100 車両用空調装置
1 冷凍サイクル
3 冷却水循環サイクル
7 HVACユニット
8 エンジン冷却水循環サイクル
10 アキュムレータ
20 コンプレッサ(圧縮機)
30 水冷媒熱交換器
40 室外熱交換器
41 室外ファン
50 エバポレータ
60 冷媒流路
60a 第1バイパス流路
61 第1膨張弁
62 第1開閉弁
70 エアミックスドア
80 エンジン
90 コントローラ(除霜運転実行部、着霜度推定部、温度差算出部)
91 室外熱交換器出口温センサ
92 外気温センサ
93 吐出温度センサ
94 吐出圧センサ
95 吸入圧センサ
100 Vehicle air conditioner 1 Refrigerant cycle 3 Cooling water circulation cycle 7 HVAC unit 8 Engine cooling water circulation cycle 10 Accumulator 20 Compressor (compressor)
Reference Signs List 30 water refrigerant heat exchanger 40 outdoor heat exchanger 41 outdoor fan 50 evaporator 60 refrigerant flow path 60a first bypass flow path 61 first expansion valve 62 first opening / closing valve 70 air mix door 80 engine 90 controller (defrosting operation execution unit Frosting degree estimation unit, temperature difference calculation unit)
91 outdoor heat exchanger outlet temperature sensor 92 outside air temperature sensor 93 discharge temperature sensor 94 discharge pressure sensor 95 suction pressure sensor

Claims (4)

車両用空調装置であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に着霜が発生している場合に、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記室外熱交換器に導いて除霜運転を実行する除霜運転実行部と、
前記室外熱交換器に生じた着霜の度合として着霜度を推定する着霜度推定部と、
前記室外熱交換器の前記出口側冷媒温度と外気の温度との温度差を算出する温度差算出部と、
を備え、
前記除霜運転実行部は、車両停止時に、前記除霜運転を開始してから所定の除霜終了判定開始時間が経過した後に、前記室外熱交換器の出口側冷媒温度、前記圧縮機の吐出温度、吐出圧、及び吸入圧の少なくともいずれか一つが上昇した場合、若しくは所定値に達した場合に前記除霜運転を終了
前記除霜運転実行部は、前記着霜度推定部によって推定された前記着霜度に基づいて前記除霜終了判定開始時間を設定し、
前記着霜度推定部は、
前記温度差算出部によって算出された前記温度差が前記室外熱交換器に着霜が発生する着霜温度差以上になっている状態の経過時間を計測し、
所定の設定条件で暖房運転を続けた場合に、前記室外熱交換器の全体に着霜が発生すると予測される着霜予測時間を設定し、
前記着霜予測時間に対する前記経過時間の比率に基づいて、前記着霜度を推定する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner,
A compressor for compressing a refrigerant,
An outdoor heat exchanger that exchanges heat between the outside air and the refrigerant;
A defrosting operation executing unit for guiding the refrigerant compressed by the compressor to the outdoor heat exchanger and performing a defrosting operation when frost is generated in the outdoor heat exchanger;
A frosting degree estimation unit that estimates a frosting degree as the degree of frosting generated in the outdoor heat exchanger;
A temperature difference calculation unit that calculates a temperature difference between the outlet side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger and the temperature of the outside air;
Equipped with
The defrosting operation execution unit starts the defrosting operation when the vehicle stops, and after a predetermined defrost termination determination start time has elapsed, the outlet side refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger, and the discharge of the compressor temperature, the exit defrosting operation when the discharge pressure, and at least one of the suction pressure when rising or has reached a predetermined value,
The defrosting operation execution unit sets the defrosting end determination start time based on the frosting degree estimated by the frosting degree estimation unit,
The frost degree estimation unit
Measuring an elapsed time of a state in which the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit is equal to or more than a frosting temperature difference at which frost formation occurs in the outdoor heat exchanger;
When the heating operation is continued under a predetermined setting condition, a frost formation predicted time in which frost formation is expected to occur in the entire outdoor heat exchanger is set,
The degree of frosting is estimated based on the ratio of the elapsed time to the predicted frosting time,
An air conditioner for a vehicle.
請求項1に記載の車両用空調装置であって、
前記着霜度推定部は、
前記経過時間毎に、前記着霜予測時間に対する前記経過時間の比率に基づいて前記着霜度を推定し、
前記経過時間毎に推定される前記着霜度を積算して積算値を算出する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner according to claim 1, wherein
The frost degree estimation unit
The frosting degree is estimated based on a ratio of the elapsed time to the predicted frosting time for each elapsed time,
The integration degree is calculated by integrating the degree of frosting estimated for each elapsed time,
An air conditioner for a vehicle.
請求項2に記載の車両用空調装置であって、
前記着霜度推定部は、前記除霜運転実行部が前記除霜運転を終了したときに、算出した前記積算値をリセットする、
ことを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner according to claim 2, wherein
The frost formation degree estimation unit resets the calculated integrated value when the defrosting operation execution unit ends the defrosting operation.
An air conditioner for a vehicle.
請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記着霜度推定部は、前記温度差算出部によって算出された前記温度差が大きいほど、前記着霜予測時間を短く設定する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein
The frost formation degree estimation unit sets the frost formation prediction time to be shorter as the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit is larger.
An air conditioner for a vehicle.
JP2015088591A 2015-04-23 2015-04-23 Vehicle air conditioner Active JP6553931B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015088591A JP6553931B2 (en) 2015-04-23 2015-04-23 Vehicle air conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015088591A JP6553931B2 (en) 2015-04-23 2015-04-23 Vehicle air conditioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016203822A JP2016203822A (en) 2016-12-08
JP6553931B2 true JP6553931B2 (en) 2019-07-31

Family

ID=57486722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015088591A Active JP6553931B2 (en) 2015-04-23 2015-04-23 Vehicle air conditioner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6553931B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107655150A (en) * 2017-10-16 2018-02-02 广东美的暖通设备有限公司 Air-conditioner defrosting control device and method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009103363A (en) * 2007-10-23 2009-05-14 Daikin Ind Ltd Liquid receiver and refrigerator having it
JP5510367B2 (en) * 2011-03-08 2014-06-04 株式会社デンソー Air conditioner for vehicles
JP6257940B2 (en) * 2013-07-11 2018-01-10 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 Heat pump type vehicle air conditioning system and defrosting method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016203822A (en) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6486335B2 (en) Air conditioner and its defrosting operation method
JP5709993B2 (en) Refrigeration air conditioner
US6314750B1 (en) Heat pump air conditioner
JP4465903B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP6499441B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5532095B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP6909890B2 (en) Heat pump system for electric vehicles and its control method
JP4147942B2 (en) Freezing prevention device for refrigeration equipment
JP6071648B2 (en) Air conditioner
JP5423181B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5935625B2 (en) Refrigeration cycle controller
JP5169736B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5796535B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2018103720A (en) Air conditioner
JP2004017684A (en) Air-conditioner for vehicle
JP6134290B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP6553931B2 (en) Vehicle air conditioner
KR20070064908A (en) Air conditioner and driving method thereof
KR102418657B1 (en) Airconditioning apparatus for electric vehicle
JP2016185757A (en) Vehicular air conditioning device
KR101155804B1 (en) The apparatus and the control method of heat pump system for car
JP4844241B2 (en) Refrigeration cycle equipment
JP2021139597A (en) Defrosting method of outdoor heat exchanger in heat pump-type refrigeration cycle
JP2012076589A (en) Air conditioner for vehicle
KR101481698B1 (en) Heat pump system for vehicle and its control method

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20161221

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190118

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: 20190611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6553931

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250