JP6719923B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
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Description
コントローラ32により(オートモード)或いは空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、コントローラ32は電磁弁21(暖房用)を開放し、電磁弁17(冷房用)を閉じる。また、電磁弁30(除湿用)を開放し、電磁弁40(除湿用)を閉じる。
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を開放し、電磁弁40を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
次に、冷房モードでは、コントローラ32は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁6の弁開度を全開とする。尚、コントローラ32はエアミックスダンパ28を制御し、図1に実線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気が、補助ヒータ23及び放熱器4に通風される割合を調整する。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
次に、最大冷房モードとしてのMAX冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図3に示す如く補助ヒータ23及び放熱器4に空気流通路3内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
空気流通路3内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器9からの冷却や放熱器4(及び補助ヒータ23)からの加熱作用(エアミックスダンパ28で調整)を受けて吹出口29から車室内に吹き出される。コントローラ32は外気温度センサ33が検出する外気温度Tam、内気温度センサ37が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ51が検出する日射量等と、空調操作部53にて設定された車室内の目標車室内温度(設定温度)とに基づいて目標吹出温度TAOを算出し、各運転モードを切り換えて吹出口29から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度TAOに制御する。
ここで、圧縮機2から吐出された冷媒を放熱器4に流す運転モード(本発明における第1の運転モード)である暖房モード、除湿冷房モード、又は、冷房モードから、室外膨張弁6の弁開度を全閉とし、電磁弁30を閉じ、電磁弁35を開いてバイパス装置45により放熱器4と室外膨張弁6をバイパスして圧縮機2から吐出された冷媒を室外熱交換器7に直接流入させる運転モード(本発明における第2の運転モード)である除湿暖房モード、又は、MAX冷房モードに切り換えた場合、そのときに放熱器4に残留している冷媒は、当該放熱器4内に寝込んだ状態となる。
ステップS3で現在圧縮機2を起動しているとき(起動中)の場合は、当該圧縮機2を起動する前に、ステップS4に進んで放熱器4に溜まって寝込んでいる冷媒が多いか否か判定する。ここで、コントローラ32は、前回圧縮機2を停止したときの外気温度センサ33が検出する外気温度Tam、内気温度センサ37が検出する車室内の温度、及び、放熱器温度センサ46が検出する放熱器温度TH、室外熱交換器温度センサ54が検出する室外熱交換器7の温度を記憶している。そして、実施例では以下の(i)〜(v)の条件のうちの何れかが成立している場合、コントローラ32は放熱器4に溜まって寝込んでいる冷媒が多い、又は、多いか否か不明と判定する。即ち、
(i)前回圧縮機2を停止したときの放熱器温度TH>(今回起動時の放熱器温度TH−所定値(例えば5〜10deg))
(ii)外気温度Tam>(車室内の温度−所定値)
(iii)室外熱交換器7の温度>(放熱器温度TH−所定値)
(iv)前回停止時の状態が不明
(v)掃気運転終了フラグfSCAVrefがリセット(=0)
コントローラ32はステップS5の冷媒掃気運転で、現在選択されている運転モードが除湿暖房モードである場合、外気温度Tamが所定値(例えば+5℃)より低く、且つ、吸熱器温度Teから所定値(例えば2deg)差し引いた値(Te−2)が目標吸熱器温度TEOより低く、且つ、目標放熱器温度TCOが所定値(例えば+50℃)より高い条件(vi)が成立している場合、運転モードを暖房モードとして圧縮機2を起動する。この暖房モードでは前述した如く放熱器4に冷媒が流れるので、放熱器4内に溜まって寝込んだ冷媒を追い出すことができる。即ち、この場合暖房モードが冷媒掃気運転となる。コントローラ32は係る暖房モード(冷媒掃気運転)での運転を所定時間(例えば1分程度)実行した後、冷媒掃気運転を終了して除湿暖房モードに運転モードを切り換える。
他方、ステップS3で起動後であるとき、即ち、除湿暖房モードかMAX冷房モードで運転中であるときは、コントローラ32はステップS9に進んで放熱器4に溜まって寝込んでいる冷媒の量、即ち、冷媒寝込み量STrefを演算して推定する。前述した如く除湿暖房モードやMAX冷房モードでは室外膨張弁6が全閉とされ、電磁弁30も閉じられるため、放熱器4内には冷媒が封じ込まれることになる。この封じ込まれた冷媒はその後の放熱器4の温度低下で凝縮するため、放熱器圧力PCIは低下する。
冷媒寝込み量STref=∫Lrefdt=∫{f(ΔP)}dt ・・(I)
2 圧縮機
3 空気流通路
4 放熱器
6 室外膨張弁
7 室外熱交換器
8 室内膨張弁
9 吸熱器
23 補助ヒータ(補助加熱装置)
27 室内送風機(ブロワファン)
28 エアミックスダンパ
30、40 電磁弁(流路切換装置)
31 吹出口切換ダンパ
32 コントローラ(制御装置)
35 バイパス配管
45 バイパス装置
R 冷媒回路
Claims (8)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
前記車室外に設けられた室外熱交換器と、
前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流すためのバイパス装置と、
制御装置を備え、
該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流す第1の運転モードと、前記室外膨張弁を全閉とし、前記バイパス装置により前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に直接流入させる第2の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いか否か判定し、多いと判定された場合、又は、多いか否か不明な場合には、前記第1の運転モードから前記圧縮機を起動すること、若しくは、前記第2の運転モードから前記第1の運転モードに切り換えることにより、前記放熱器の冷媒掃気運転を実行した後、前記第2の運転モードに切り換えると共に、
前記圧縮機を起動する際、
外気温度、前記車室内の温度、又は、前記放熱器の温度から所定値差し引いた値が、前回圧縮機を停止したときの外気温度、車室内の温度、又は、放熱器の温度より低いこと、
前記車室内の温度から所定値差し引いた値が外気温度より低いこと、及び、
前記放熱器の温度から所定値差し引いた値が前記室外熱交換器の温度より低いこと、
のうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てが成立している場合、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いと判定することを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記第2の運転モードを実行している際、前記圧縮機の吐出冷媒圧力である吐出圧力Pdと前記放熱器の冷媒圧力である放熱器圧力PCIとの差に基づいて前記放熱器への冷媒の漏れ量を推定し、当該漏れ量から前記放熱器に溜まっている冷媒の量を算出して、当該冷媒の量が所定値以上となった場合、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いと判定することを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
前記車室外に設けられた室外熱交換器と、
前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流すためのバイパス装置と、
制御装置を備え、
該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流す第1の運転モードと、前記室外膨張弁を全閉とし、前記バイパス装置により前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に直接流入させる第2の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いか否か判定し、多いと判定された場合、又は、多いか否か不明な場合には、前記第1の運転モードから前記圧縮機を起動すること、若しくは、前記第2の運転モードから前記第1の運転モードに切り換えることにより、前記放熱器の冷媒掃気運転を実行した後、前記第2の運転モードに切り換えると共に、
前記第2の運転モードを実行している際、前記圧縮機の吐出冷媒圧力である吐出圧力Pdと前記放熱器の冷媒圧力である放熱器圧力PCIとの差に基づいて前記放熱器への冷媒の漏れ量を推定し、当該漏れ量から前記放熱器に溜まっている冷媒の量を算出して、当該冷媒の量が所定値以上となった場合、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いと判定することを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記放熱器の冷媒掃気運転を所定時間実行すると共に、前記圧縮機の回転数が高い場合は短く、低い場合は長くする方向で前記所定時間を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
- 前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、
前記制御装置は、
前記第1の運転モードとして、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てを有すると共に、
前記第2の運転モードとして、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス装置により前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、且つ、前記補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス装置により前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、双方を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記除湿暖房モードで前記圧縮機を起動する際、又は、前記除湿暖房モードでの運転中、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いと判定された場合、又は、多いか否か不明な場合、
外気温度が所定値より低く、且つ、前記吸熱器の温度である吸熱器温度Teから所定値差し引いた値が吸熱器温度Teの目標値である目標吸熱器温度TEOより低く、且つ、前記放熱器の温度の目標値である目標放熱器温度TCOが所定値より高い条件が成立するときは、前記暖房モードで前記圧縮機を起動し、又は、前記暖房モードに切り換えることで前記冷媒掃気運転を実行した後、前記除湿暖房モードに切り換えると共に、
前記条件が成立しないときは、前記除湿冷房モード、若しくは、前記冷房モードで前記圧縮機を起動し、又は、前記除湿冷房モード、若しくは、前記冷房モードに切り換えることで前記冷媒掃気運転を実行した後、前記除湿暖房モードに切り換えることを特徴とする請求項5に記載の車両用空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記暖房モードを実行する際、前記放熱器における冷媒の過冷却度SCが所定値以下となるように前記室外膨張弁の弁開度を制御し、若しくは、当該弁開度を固定することを特徴とする請求項6に記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記最大冷房モードで前記圧縮機を起動する際、又は、前記最大冷房モードでの運転中、前記放熱器に溜まっている冷媒が多いと判定された場合、又は、多いか否か不明な場合、前記冷房モードで前記圧縮機を起動し、又は、前記冷房モードに切り換えることで前記冷媒掃気運転を実行した後、前記最大冷房モードに切り換えることを特徴とする請求項5乃至請求項7のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
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