JP7263116B2 - 車両搭載機器の温度調整装置及びそれを備えた車両用空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載された機器の温度を調整する車両搭載機器の温度調整装置、及び、それを備えて車室内を空調するヒートポンプ方式の車両用空気調和装置に関するものである。
近年の環境問題の顕在化から、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動する電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の車両が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、バッテリからの給電により駆動する電動式の圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させることで暖房し、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において蒸発させ、吸熱させることで冷房する等して車室内を空調するものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
また、車両に搭載された例えばバッテリは、周囲の温度環境や自己発熱により温度が上昇する。このような高温となった状態で充放電を行うと劣化が進行するため、冷媒回路にバッテリ用の熱交換器を別途設け、冷媒回路を循環する冷媒とバッテリ用の熱媒体とをこのバッテリ用の熱交換器で熱交換させ、この熱交換した熱媒体をバッテリに循環させることでバッテリを冷却(温調)することができるようにした車両用空気調和装置も開発されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
特開2014-213765号公報 特許第5860360号公報 特許第5860361号公報
ここで、上記のように冷媒回路の冷媒によりバッテリを冷却することができる装置において、例えば、バッテリ用の熱交換器に冷媒を流す回路に設けられた電磁弁が故障した場合、冷媒回路が閉塞してしまう。冷媒回路が閉塞すると、圧縮機から吐出された冷媒は、室外に設けられた熱交換器(室外熱交換器)に溜め込まれる状態になるため、圧縮機には冷媒やオイルが戻らなくなり、やがては圧縮機に焼き付きが生じて、故障する事態に陥るという問題があった。
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、バッテリ等の車両搭載機器を冷媒を用いて冷却する温度調整装置の信頼性を向上させること、及び、係る温度調整装置を備えた車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、車両に搭載された機器の温度を調整するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、冷媒を吸熱させて車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、制御装置を備え、この制御装置は、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、車両搭載機器の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定し、圧縮機を停止することを特徴とする。
請求項2の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、車両に搭載された機器の温度を調整するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、冷媒を吸熱させて車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、制御装置を備え、吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却すると共に、制御装置は、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、熱媒体の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定し、圧縮機を停止することを特徴とする。
請求項3の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、車両に搭載された機器の温度を調整するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、冷媒を吸熱させて車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、制御装置を備え、吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却すると共に、制御装置は、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、冷媒と熱交換した後の熱媒体の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定し、圧縮機を停止することを特徴とする。
請求項4の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、車両に搭載された機器の温度を調整するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、冷媒を吸熱させて車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、制御装置を備え、吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却すると共に、制御装置は、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、この圧縮機の回転数から算出される圧縮機の冷却能力からの冷媒と熱交換する前と後の熱媒体の温度差と循環量から算出される熱媒体循環装置の冷却能力の乖離の度合いが所定値より大きい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定し、圧縮機を停止することを特徴とする。
請求項5の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、請求項2乃至請求項4の発明において制御装置は、圧縮機を停止した後も、熱媒体循環装置による熱媒体の循環を継続することを特徴とする。
請求項6の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、上記各発明において冷媒回路は、吸熱用の熱交換器への冷媒の流入を制御する弁装置を有し、制御装置は、弁装置の電気的異常と区別して冷媒回路の閉塞を判定することを特徴とする。
請求項7の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、上記各発明において制御装置は、冷媒回路が閉塞したものと所定回数以上判定した場合、圧縮機を停止することを特徴とする。
請求項8の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、上記各発明において制御装置は、圧縮機を停止した後、所定時間経過後に当該圧縮機の再起動を許可することを特徴とする。
請求項9の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、請求項1乃至請求項7の発明において制御装置は、圧縮機の吸込側の冷媒温度が所定値以上となった場合、圧縮機の再起動を許可することを特徴とする。
請求項10の発明の車両搭載機器の温度調整装置は、上記各発明において制御装置は、所定の報知装置を有し、冷媒回路が閉塞したことに基づいて圧縮機を停止した場合、報知装置にて所定の報知動作を実行することを特徴とする。
請求項11の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明の車両搭載機器の温度調整装置を備え、冷媒回路が、車両の車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた放熱用の熱交換器としての室外熱交換器を更に有し、室内熱交換器により車室内を空調することを特徴とする。
本発明によれば、車両搭載機器の温度を調整する温度調整装置において、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、冷媒を吸熱させて車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、制御装置を備えており、この制御装置が、冷媒回路が閉塞したことに基づいて圧縮機を停止するようにしたので、車両搭載機器を冷却するための冷媒回路が閉塞したことによって生じる圧縮機の故障を未然に回避することが可能となり、信頼性の向上を図ることができるようになる。
上記において制御装置が、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、車両搭載機器の温度を示す指標の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定するようにしたので、冷媒回路が閉塞していることを的確に判定することができるようになり、閉塞していないにも拘わらず閉塞と判定する誤検知や、閉塞しているにも拘わらず長期間放置されてしまう不都合を未然に回避することができるようになる。
この場合の車両搭載機器の温度を示す指標としては、請求項1の発明の如き当該車両搭載機器の温度の他、請求項2の発明の如く車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置を設けて吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却する場合には、熱媒体の温度を車両搭載機器の温度を示す指標として採用することができる。
また、車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置を備えて吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却する場合には、請求項3の発明の如く制御装置が、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、冷媒と熱交換した後の熱媒体の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定するようにしても、冷媒回路が閉塞していることを的確に判定することができるようになる。
同じく車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置を備えて吸熱用の熱交換器にて冷媒により熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して車両搭載機器を冷却する場合には、請求項4の発明の如く制御装置が、圧縮機の回転数が所定回転数より高く、この圧縮機の回転数から算出される圧縮機の冷却能力からの冷媒と熱交換する前と後の熱媒体の温度差と循環量から算出される熱媒体循環装置の冷却能力の乖離の度合いが所定値より大きい状態が所定時間継続した場合、冷媒回路が閉塞したものと判定するようにしても、冷媒回路が閉塞していることを的確に判定することができるようになる。
また、請求項5の発明の如く制御装置が、圧縮機を停止した後も、熱媒体循環装置による熱媒体の循環を継続することで、冷媒回路の閉塞により圧縮機を停止した後も、熱媒体の循環により、車両搭載機器の温度上昇をできるだけ抑制することが可能となる。
ここで、冷媒回路に吸熱用の熱交換器への冷媒の流入を制御する弁装置が設けられている場合、制御装置は、係る弁装置の電気的異常は把握することができるので、請求項6の発明の如く制御装置が、弁装置の電気的異常と区別して上述したような冷媒回路の閉塞を判定するようにすれば、弁装置の機械的異常や冷媒回路の目詰まりによって閉塞が生じたことを明確化し、部品交換を促すことが可能となる。
また、請求項7の発明の如く制御装置が、冷媒回路が閉塞したものと所定回数以上判定した場合、圧縮機を停止するようにすれば、誤検知により無用に圧縮機が停止されてしまう不都合を効果的に回避することができるようになる。
また、請求項8の発明の如く制御装置が、圧縮機を停止した後、所定時間経過後に当該圧縮機の再起動を許可するようにすれば、再起動時に圧縮機の吸込側が負圧となってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。これは、請求項9の発明の如く、圧縮機の吸込側の冷媒温度が所定値以上となった場合、制御装置が圧縮機の再起動を許可するようにしても同様である。
また、請求項10の発明の如く所定の報知装置を設け、冷媒回路が閉塞したことに基づいて圧縮機を停止した場合、制御装置が報知装置にて所定の報知動作を実行するようにすれば、冷媒回路に閉塞が発生していることを使用者に報知して迅速な対応を促すことができるようになる。
そして、請求項11の発明の車両用空気調和装置によれば、上記各発明の車両搭載機器の温度調整装置を備え、冷媒回路が、車両の車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた放熱用の熱交換器としての室外熱交換器を更に有し、室内熱交換器により車室内を空調するようにしているので、車室内を空調しながら、信頼性のある車両搭載機器の温度調整を実現することができるようになるものである。
本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置(車両搭載機器の温度調整装置を含む)の構成図である。 図1の車両用空気調和装置の制御装置の電気回路のブロック図である。 図2の制御装置が実行する運転モードを説明する図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる暖房モードと除霜モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿暖房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿冷房モードと冷房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる空調(優先)+バッテリ冷却モードとバッテリ冷却(優先)+空調モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによるバッテリ冷却(単独)モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラの圧縮機制御に関する制御ブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラの圧縮機制御に関するもう一つの制御ブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラの空調(優先)+バッテリ冷却モードでの電磁弁69の制御を説明するブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラの圧縮機制御に関する更にもう一つの制御ブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラのバッテリ冷却(優先)+空調モードでの電磁弁35の制御を説明するブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラの熱媒体加熱ヒータ制御に関する制御ブロック図である。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる電磁弁(チラー)の機械的異常による冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御の一実施例を説明するフローチャートである(実施例1)。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる電磁弁(チラー)の機械的異常による冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御の他の実施例を説明するフローチャートである(実施例2)。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる電磁弁(チラー)の機械的異常による冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御のもう一つの他の実施例を説明するフローチャートである(実施例3)。 図2の制御装置のヒートポンプコントローラによる電磁弁(チラー)の機械的異常による冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御の更にもう一つの他の実施例を説明するフローチャートである(実施例4)。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の車両搭載機器の温度調整装置を備えた一実施形態の車両用空気調和装置1の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン(内燃機関)が搭載されていない電気自動車(EV)であって、車両に搭載されているバッテリ55(例えば、リチウムイオン電池)に充電された電力を走行用モータ(電動モータ。図示せず)に供給することで駆動し、走行するものであり、本発明の車両用空気調和装置1の後述する冷媒回路Rの電動式の圧縮機2や、機器温度調整装置61も、バッテリ55から供給される電力で駆動されるものとする。
即ち、実施例の車両用空気調和装置1は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Rを用いたヒートポンプ運転により暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、除霜モード、空調(優先)+バッテリ冷却モード、バッテリ冷却(優先)+空調モード、及び、バッテリ冷却(単独)モードの各運転モードを切り換えて実行することで車室内の空調やバッテリ55の温調を行うものである。
尚、車両としては電気自動車に限らず、エンジンと走行用モータを供用する所謂プラグインハイブリッド自動車にも本発明は有効である。また、実施例の車両用空気調和装置1を適用する車両は外部の充電器(急速充電器や通常の充電器)からバッテリ55に充電可能とされているものである。更に、前述したバッテリ55や走行用モータ、それを制御するインバータ等が本発明における車両搭載機器(車両に搭載された機器)となるが、以下の実施例ではバッテリ55を例に採り上げて説明する。
実施例の車両用空気調和装置1は、電気自動車の車室内の空調(暖房、冷房、除湿、及び、換気)を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機2と、車室内の空気が通気循環されるHVACユニット10の空気流通路3内に設けられ、圧縮機2から吐出されたオイルを含む高温高圧の冷媒がマフラー5と冷媒配管13Gを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱(冷媒の熱を放出)させる室内熱交換器としての放熱器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁(電子膨張弁)から成る室外膨張弁6と、車室外に設けられ、冷房時等には冷媒を放熱させる放熱用の熱交換器として機能し、暖房時等には冷媒を吸熱(冷媒に熱を吸収)させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器7と、冷媒を減圧膨張させる機械式膨張弁から成る室内膨張弁8と、空気流通路3内に設けられて冷房時及び除湿時に冷媒を蒸発させて車室内外から冷媒に吸熱(冷媒に熱を吸収)させる室内熱交換器としての吸熱器9と、アキュムレータ12等が冷媒配管13により順次接続され、冷媒回路Rが構成されている。
そして、室外膨張弁6は放熱器4から出て室外熱交換器7に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉も可能とされている。また、実施例では機械式膨張弁が使用された室内膨張弁8は、吸熱器9に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器9における冷媒の過熱度を調整する。
尚、室外熱交換器7には、室外送風機15が設けられている。この室外送風機15は、室外熱交換器7に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中(即ち、車速が0km/h)にも室外熱交換器7に外気が通風されるよう構成されている。
また、室外熱交換器7は冷媒下流側にレシーバドライヤ部14と過冷却部16を順次有し、室外熱交換器7の冷媒出口側の冷媒配管13Aは、吸熱器9に冷媒を流す際に開放される開閉弁としての電磁弁17(冷房)を介してレシーバドライヤ部14に接続され、過冷却部16の出口側の冷媒配管13Bは内部熱交換器20、逆止弁18、電磁弁35(キャビン)、及び、室内膨張弁8を順次介して吸熱器9の冷媒入口側に接続されている。尚、レシーバドライヤ部14及び過冷却部16は構造的に室外熱交換器7の一部を構成している。また、逆止弁18は電磁弁35(室内膨張弁8)の方向が順方向とされている。
上記内部熱交換器20は冷媒配管13Bと吸熱器9の冷媒出口側の冷媒配管13Cを熱交換させるものである。また、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは冷媒配管13Dに分岐しており、この分岐した冷媒配管13Dは、暖房時に開放される開閉弁としての電磁弁21(暖房)を介して内部熱交換器20より冷媒下流側の冷媒配管13Cに連通接続されている。そして、この冷媒配管13Cがアキュムレータ12の入口側に接続され、アキュムレータ12の出口側は圧縮機2の冷媒吸込側の冷媒配管13Kに接続されている。
更に、放熱器4の冷媒出口側の冷媒配管13Eにはストレーナ19が接続されており、更に、この冷媒配管13Eは室外膨張弁6の手前(冷媒上流側)で冷媒配管13Jと冷媒配管13Fに分岐し、分岐した一方の冷媒配管13Jが室外膨張弁6を介して室外熱交換器7の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管13Fは除湿時に開放される開閉弁としての電磁弁22(除湿)を介し、逆止弁18の冷媒下流側であって、電磁弁35(室内膨張弁8)の冷媒上流側の位置にて冷媒配管13Bに連通接続されている。
これにより、冷媒配管13Fは室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁6、室外熱交換器7及び逆止弁18をバイパスするバイパス回路となる。
また、吸熱器9の空気上流側における空気流通路3には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており(図1では吸込口25で代表して示す)、この吸込口25には空気流通路3内に導入する空気を車室内の空気である内気(内気循環)と、車室外の空気である外気(外気導入)とに切り換える吸込切換ダンパ26が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ26の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路3に送給するための室内送風機(ブロワファン)27が設けられている。
尚、実施例の吸込切換ダンパ26は、吸込口25の外気吸込口と内気吸込口を任意の比率で開閉することにより、空気流通路3の吸熱器9に流入する空気(外気と内気)のうちの内気の比率を0~100%の間で調整することができるように構成されている(外気の比率も100%~0%の間で調整可能)。
また、放熱器4の風下側(空気下流側)における空気流通路3内には、実施例ではPTCヒータ(電気ヒータ)から成る補助加熱装置としての補助ヒータ23が設けられ、放熱器4を経て車室内に供給される空気を加熱することが可能とされている。更に、放熱器4の空気上流側における空気流通路3内には、当該空気流通路3内に流入し、吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気(内気や外気)を放熱器4及び補助ヒータ23に通風する割合を調整するエアミックスダンパ28が設けられている。
更にまた、放熱器4の空気下流側における空気流通路3には、FOOT(フット)、VENT(ベント)、DEF(デフ)の各吹出口(図1では代表して吹出口29で示す)が形成されており、この吹出口29には上記各吹出口からの空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ31が設けられている。
更に、車両用空気調和装置1には、バッテリ55に熱媒体を循環させて当該バッテリ55の温度を調整する本発明の車両搭載機器の温度調整装置としての機器温度調整装置61を備えている。実施例の機器温度調整装置61は、バッテリ55に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ62と、吸熱用の熱交換器としての冷媒-熱媒体熱交換器64と、加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ63を備え、それらとバッテリ55が熱媒体配管66にて環状に接続されている。機器温度調整装置61のこれら循環ポンプ62や熱媒体配管66が、冷媒-熱媒体熱交換器64で冷却された熱媒体をバッテリ55(車両搭載機器)に循環させる熱媒体循環装置を構成する。
実施例の場合、循環ポンプ62の吐出側に冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの入口が接続され、この熱媒体流路64Aの出口は熱媒体加熱ヒータ63の入口に接続されている。この熱媒体加熱ヒータ63の出口がバッテリ55の入口に接続され、バッテリ55の出口が循環ポンプ62の吸込側に接続されている。
この機器温度調整装置61で使用される熱媒体としては、例えば水、HFO-1234yfのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、熱媒体加熱ヒータ63はPTCヒータ等の電気ヒータから構成されている。更に、バッテリ55の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ55と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。
そして、循環ポンプ62が運転されると、循環ポンプ62から吐出された熱媒体は冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに流入する。この冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は熱媒体加熱ヒータ63に至り、当該熱媒体加熱ヒータ63が発熱されている場合にはそこで加熱された後、バッテリ55に至り、熱媒体はそこでバッテリ55と熱交換する。そして、このバッテリ55と熱交換した熱媒体が循環ポンプ62に吸い込まれることで熱媒体配管66内を循環される。
一方、冷媒回路Rの冷媒配管13Fと冷媒配管13Bとの接続部の冷媒下流側であって、電磁弁35の冷媒上流側に位置する冷媒配管13Bには、分岐回路としての分岐配管67の一端が接続されている。この分岐配管67には弁装置としての電磁弁69(チラー)と、実施例では機械式の膨張弁から構成された補助膨張弁68が順次設けられている。補助膨張弁68は冷媒-熱媒体熱交換器64の後述する冷媒流路64Bに流入する冷媒を減圧膨張させると共に、冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bにおける冷媒の過熱度を調整する。
そして、分岐配管67の他端は冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに接続されており、この冷媒流路64Bの出口には冷媒配管71の一端が接続され、冷媒配管71の他端はアキュムレータ12より冷媒下流側の冷媒配管13Kに接続されている。そして、これら補助膨張弁68や電磁弁69、冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64B、分岐配管67、冷媒配管71、圧縮機2、室外熱交換器7等を有する車両用空気調和装置1の冷媒回路Rは、機器温度調整装置61(本発明の車両搭載機器の温度調整装置)の冷媒回路Rでもある。
電磁弁69が開いている場合、室外熱交換器7から出た冷媒(一部又は全ての冷媒)は分岐配管67に流入し、電磁弁69を経て、補助膨張弁68で減圧された後、冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入して、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路64Bを流れる過程で熱媒体流路64Aを流れる熱媒体から吸熱した後、冷媒配管71、冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれることになる。
次に、図2は実施例の車両用空気調和装置1の制御装置11のブロック図を示している。尚、この制御装置11も本発明の機器温度調整装置61を構成するものである。制御装置11は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ45及びヒートポンプコントローラ32から構成されており、これらがCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)を構成する車両通信バス65に接続されている。また、圧縮機2と補助ヒータ23、循環ポンプ62と熱媒体加熱ヒータ63も車両通信バス65に接続され、これら空調コントローラ45、ヒートポンプコントローラ32、圧縮機2、補助ヒータ23、循環ポンプ62及び熱媒体加熱ヒータ63が車両通信バス65を介してデータの送受信を行うように構成されている。
更に、車両通信バス65には走行を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ72(ECU)と、バッテリ55の充放電の制御を司るバッテリコントローラ(BMS:Battery Management system)73と、GPSナビゲーション装置74が接続されている。車両コントローラ72やバッテリコントローラ73、GPSナビゲーション装置74もプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成されており、制御装置11を構成する空調コントローラ45とヒートポンプコントローラ32は、車両通信バス65を介してこれら車両コントローラ72やバッテリコントローラ73、GPSナビゲーション装置74と情報(データ)の送受信を行う構成とされている。
空調コントローラ45は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ45の入力には、車両の外気温度Tamを検出する外気温度センサ33と、外気湿度を検出する外気湿度センサ34と、吸込口25から空気流通路3に吸い込まれて吸熱器9に流入する空気の温度を検出するHVAC吸込温度センサ36と、車室内の空気(内気)温度を検出する内気温度センサ37と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ38と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内CO2濃度センサ39と、車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ41と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ51と、車両の移動速度(車速)を検出するための車速センサ52の各出力と、車室内の設定温度や運転モードの切り換え等の車室内の空調設定操作や情報の表示を行うための空調操作部53が接続されている。尚、図中53Aはこの空調操作部53に設けられた報知装置としてのディスプレイである。
また、空調コントローラ45の出力には、室外送風機15と、室内送風機(ブロワファン)27と、吸込切換ダンパ26と、エアミックスダンパ28と、吹出口切換ダンパ31が接続され、それらは空調コントローラ45により制御される。
ヒートポンプコントローラ32は、主に冷媒回路Rの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ32の入力には、放熱器4の冷媒入口温度Tcxin(圧縮機2の吐出冷媒温度でもある)を検出する放熱器入口温度センサ43と、放熱器4の冷媒出口温度Tciを検出する放熱器出口温度センサ44と、圧縮機2の吸込冷媒温度Tsを検出する吸込温度センサ46と、放熱器4の冷媒出口側の冷媒圧力(放熱器4の圧力:放熱器圧力Pci)を検出する放熱器圧力センサ47と、吸熱器9の温度(吸熱器9自体の温度、又は、吸熱器9により冷却された直後の空気(冷却対象)の温度:以下、吸熱器温度Te)を検出する吸熱器温度センサ48と、室外熱交換器7の出口の冷媒温度(室外熱交換器7の冷媒蒸発温度:室外熱交換器温度TXO)を検出する室外熱交換器温度センサ49と、補助ヒータ23の温度を検出する補助ヒータ温度センサ50A(運転席側)及び50B(助手席側)の各出力が接続されている。
また、ヒートポンプコントローラ32の出力には、室外膨張弁6、電磁弁22(除湿)、電磁弁17(冷房)、電磁弁21(暖房)、電磁弁35(キャビン)及び電磁弁69(チラー)の各電磁弁が接続され、それらはヒートポンプコントローラ32により制御される。尚、圧縮機2、補助ヒータ23、循環ポンプ62及び熱媒体加熱ヒータ63はそれぞれコントローラを内蔵しており、実施例では圧縮機2や補助ヒータ23、循環ポンプ62や熱媒体加熱ヒータ63のコントローラは車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ32によって制御される。尚、32Mはヒートポンプコントローラ32が有するメモリ(記憶装置)である。
尚、機器温度調整装置61を構成する循環ポンプ62や熱媒体加熱ヒータ63はバッテリコントローラ73により制御されるようにしてもよい。更に、このバッテリコントローラ73には機器温度調整装置61の冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの入口側の熱媒体の温度(熱媒体入口温度Twin:バッテリ55(車両搭載機器)の温度を示す指標)を検出する熱媒体入口温度センサ75と、冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの出口側の熱媒体の温度(熱媒体温度Tw:バッテリ55の温度を示す指標)を検出する熱媒体出口温度センサ76と、バッテリ55の温度(以下、バッテリ温度Tcell:これもバッテリ55の温度を示す指標)を検出するバッテリ温度センサ77の出力が接続されている。
そして、実施例ではバッテリ55の充電率SOCや、熱媒体温度Tw、熱媒体入口温度Twin、バッテリ温度Tcell、バッテリ55の劣化状態SOHの他、バッテリ55に関する情報(放電深度DoD、サイクル劣化、保存劣化、充電中であること、充電完了時間、残充電時間等に関する情報)は、バッテリコントローラ73から車両通信バス65を介して空調コントローラ45や車両コントローラ72に送信される。
ヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ45は車両通信バス65を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部53にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ33、外気湿度センサ34、HVAC吸込温度センサ36、内気温度センサ37、内気湿度センサ38、室内CO2濃度センサ39、吹出温度センサ41、日射センサ51、車速センサ52、空気流通路3に流入して当該空気流通路3内を流通する空気の風量Ga(空調コントローラ45が算出)、エアミックスダンパ28による風量割合SW(空調コントローラ45が算出)、室内送風機27の電圧(BLV)、前述したバッテリコントローラ73からの各情報(熱媒体温度Tw、熱媒体入口温度Twin、バッテリ充電率SOC、バッテリ温度Tcell、バッテリ劣化状態SOH他の情報)、GPSナビゲーション装置74からの情報、空調操作部53に入力された情報は空調コントローラ45から車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32に送信され、ヒートポンプコントローラ32による制御に供される構成とされている。
また、ヒートポンプコントローラ32からも冷媒回路Rや機器温度調整装置61の制御に関するデータ(情報)、空調操作部53に出力する情報が車両通信バス65を介して空調コントローラ45に送信される。尚、前述したエアミックスダンパ28による風量割合SWは、0≦SW≦1の範囲で空調コントローラ45が算出する。そして、SW=1のときはエアミックスダンパ28により、吸熱器9を経た空気の全てが放熱器4及び補助ヒータ23に通風されることになる。
以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置1の動作を説明する。この実施例では制御装置11(空調コントローラ45、ヒートポンプコントローラ32)は、暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、空調(優先)+バッテリ冷却モードの各空調運転と、バッテリ冷却(優先)+空調モード、バッテリ冷却(単独)モードの各バッテリ冷却運転と、除霜モードを切り換えて実行する。これらが図3に示されている。
このうち、暖房モードと、除湿暖房モードと、除湿冷房モードと、冷房モードと、空調(優先)+バッテリ冷却モードの各空調運転は、実施例ではバッテリ55を充電しておらず、車両のイグニッション(IGN)がONされ、空調操作部53の空調スイッチがONされている場合に実行されるものである。但し、リモート運転時(プレ空調等)にはイグニッションがOFFの場合にも実行される。
また、バッテリ55を充電中でもバッテリ冷却要求が無く、空調スイッチがONされているときは実行される。一方、バッテリ冷却(優先)+空調モードと、バッテリ冷却(単独)モードの各バッテリ冷却運転は、例えば急速充電器(外部電源)のプラグを接続し、バッテリ55に充電しているときに実行されるものである。但し、バッテリ冷却(単独)モードは、バッテリ55の充電中以外にも、空調スイッチがOFFで、バッテリ冷却要求があった場合(高外気温で走行時等)には実行される。
また、実施例ではヒートポンプコントローラ32は、イグニッションがONされているときや、イグニッションがOFFされていてもバッテリ55が充電中であるときは、機器温度調整装置61の循環ポンプ62を運転し、図4~図8に破線で示す如く熱媒体配管66内に熱媒体を循環させるものとする。更に、図3には示していないが、実施例のヒートポンプコントローラ32は、機器温度調整装置61の熱媒体加熱ヒータ63を発熱させることでバッテリ55を加熱するバッテリ加熱モードも実行する。
(1)暖房モード
先ず、図4を参照しながら暖房モードについて説明する。尚、各機器の制御はヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ45の協働により実行されるものであるが、以下の説明ではヒートポンプコントローラ32を制御主体とし、簡略化して説明する。図4には暖房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。
ヒートポンプコントローラ32により(オートモード)或いは空調コントローラ45の空調操作部53へのマニュアルの空調設定操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21を開き、電磁弁17、電磁弁22、電磁弁35、電磁弁69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は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
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内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
放熱器4内で液化した冷媒は当該放熱器4を出た後、冷媒配管13E、13Jを経て室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。即ち、冷媒回路Rがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び冷媒配管13D、電磁弁21を経て冷媒配管13Cに至り、更にこの冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、冷媒配管13Kからガス冷媒が圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器4にて加熱された空気は吹出口29から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は、車室内に吹き出される空気の目標温度(車室内に吹き出される空気の温度の目標値)である後述する目標吹出温度TAOから算出される目標ヒータ温度TCO(放熱器4の目標温度)から目標放熱器圧力PCOを算出し、この目標放熱器圧力PCOと、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、放熱器出口温度センサ44が検出する放熱器4の冷媒出口温度Tci及び放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pciに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度を制御する。
また、ヒートポンプコントローラ32は、必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く暖房する。
(2)除湿暖房モード
次に、図5を参照しながら除湿暖房モードについて説明する。図5は除湿暖房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21、電磁弁22、電磁弁35を開き、電磁弁17、電磁弁69は閉じる。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は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
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内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
放熱器4内で液化した冷媒は放熱器4を出た後、冷媒配管13Eを経て一部は冷媒配管13Jに入り、室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び冷媒配管13D、電磁弁21を経て冷媒配管13Cに至り、この冷媒配管13Cを経てアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
一方、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒の残りは分流され、この分流された冷媒が電磁弁22を経て冷媒配管13Fに流入し、冷媒配管13Bに至る。次に、冷媒は電磁弁35を経て室内膨張弁8に至り、この室内膨張弁8にて減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときに吸熱器9で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は、冷媒配管13Cに出て内部熱交換器20を経た後、冷媒配管13Dからの冷媒(室外熱交換器7からの冷媒)と合流し、アキュムレータ12を経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて除湿された空気は放熱器4や補助ヒータ23(発熱している場合)を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は、実施例では目標ヒータ温度TCOから算出される目標放熱器圧力PCOと放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御するか、又は、吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。このとき、ヒートポンプコントローラ32は放熱器圧力Pciによるか吸熱器温度Teによるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機2を制御する。また、吸熱器温度Teに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御する。
また、ヒートポンプコントローラ32は、この除湿暖房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く除湿暖房する。
(3)除湿冷房モード
次に、図6を参照しながら除湿冷房モードについて説明する。図6は除湿冷房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、及び、電磁弁35を開き、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁69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は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。
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内の高温冷媒と熱交換して加熱される。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。
放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13E、13Jを経て室外膨張弁6に至り、暖房モードや除湿暖房モードよりも開き気味(大きい弁開度の領域)で制御される室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器20、逆止弁18、電磁弁35を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着し、空気は冷却され、且つ、除湿される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は冷媒配管13Cに出て内部熱交換器20を通過した後、アキュムレータ12に至り、そこを経て冷媒配管13Kから圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却され、除湿された空気は放熱器4や補助ヒータ23(発熱している場合)を通過する過程で再加熱(除湿暖房時よりも加熱能力は低い)されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
ヒートポンプコントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)と吸熱器9の目標温度(吸熱器温度Teの目標値)である目標吸熱器温度TEOに基づき、吸熱器温度Teを目標吸熱器温度TEOにするように圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)と目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力Pciの目標値)に基づき、放熱器圧力Pciを目標放熱器圧力PCOにするように室外膨張弁6の弁開度を制御することで放熱器4による必要なリヒート量(再加熱量)を得る。
また、ヒートポンプコントローラ32は、この除湿冷房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器4による暖房能力(再加熱能力)が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完する。これにより、車室内の温度を下げ過ぎること無く、除湿冷房する。
(4)冷房モード
次に、冷房モードについて説明する。この冷房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方は図6と同様である。即ち、冷房モードでも、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、及び、電磁弁35を開き、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁69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は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助ヒータ23には通電されない。
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内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので(冷房時のリヒート(再加熱)のみのため)、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。ここで、冷房モードでは室外膨張弁6は全開とされている。従って、冷媒はそのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器20、逆止弁18、電磁弁35を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出されて吸熱器9と熱交換する空気は冷却される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は冷媒配管13Cに出て内部熱交換器20を通過した後、アキュムレータ12に至り、そこから冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却された空気は吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
(5)空調(優先)+バッテリ冷却モード
次に、図7を参照しながら空調(優先)+バッテリ冷却モードについて説明する。図7は空調(優先)+バッテリ冷却モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。空調(優先)+バッテリ冷却モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、電磁弁35、及び、電磁弁69を開き、電磁弁21、及び、電磁弁22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は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。尚、この運転モードでは補助ヒータ23には通電されない。また、熱媒体加熱ヒータ63にも通電されない。
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内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので(冷房時のリヒート(再加熱)のみのため)、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。この空調(優先)+バッテリ冷却モードでも、室外膨張弁6は全開とされるので冷媒はそのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入る。この冷媒配管13Bに流入した冷媒は、内部熱交換器20及び逆止弁18を経た後に分流され、一方はそのまま冷媒配管13Bを流れ、電磁弁35を経て室内膨張弁8に至る。この室内膨張弁8に流入した冷媒はそこで減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出されて吸熱器9と熱交換する空気は冷却される。
吸熱器9で蒸発した冷媒は冷媒配管13Cに出て内部熱交換器30を通過した後、アキュムレータ12に至り、そこから冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却された空気は吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。
他方、逆止弁18を経た冷媒の残りは分流されて分岐配管67に流入し、電磁弁69を経て補助膨張弁68に至る。ここで冷媒は減圧された後、冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入し、そこで蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路64Bで蒸発した冷媒は、冷媒配管71を経て冷媒配管13Kに至り、圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す(図7に実線矢印で示す)。
一方、循環ポンプ62が運転されているので、この循環ポンプ62から吐出された熱媒体が熱媒体配管66内を冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに至り、そこで冷媒流路64B内で蒸発する冷媒と熱交換し、吸熱されて熱媒体は冷却される。この冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ63に至る。但し、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63は発熱されないので、熱媒体はそのまま通過してバッテリ55に至り、当該バッテリ55と熱交換する。これにより、バッテリ55は冷却されると共に、バッテリ55を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ62に吸い込まれる循環を繰り返す(図7に破線矢印で示す)。
この空調(優先)+バッテリ冷却モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁35を開いた状態を維持し、吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて後述する図10に示す如く圧縮機2の回転数NCを制御する。また、実施例では熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体の温度(熱媒体温度Tw:バッテリコントローラ73から送信される)に基づき、電磁弁69を以下の如く開閉制御する。
図11は空調(優先)+バッテリ冷却モードにおける電磁弁69の開閉制御のブロック図を示している。ヒートポンプコントローラ32のバッテリ用電磁弁制御部90には熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体温度Twと、当該熱媒体温度Twの目標値としての目標熱媒体温度TWOが入力される。そして、バッテリ用電磁弁制御部90は、目標熱媒体温度TWOの上下に所定の温度差を有して制御上限値TwULと制御下限値TwLLを設定し、電磁弁69を閉じている状態からバッテリ55の発熱等により熱媒体温度Twが高くなり、制御上限値TwULまで上昇した場合(制御上限値TwULを上回った場合、又は、制御上限値TwUL以上となった場合。以下、同じ)、電磁弁69を開放する(電磁弁69開指示)。これにより、冷媒は冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入して蒸発し、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体を冷却するので、この冷却された熱媒体によりバッテリ55は冷却される。
その後、熱媒体温度Twが制御下限値TwLLまで低下した場合(制御下限値TwLLを下回った場合、又は、制御下限値TwLL以下となった場合。以下、同じ)、電磁弁69を閉じる(電磁弁69閉指示)。以後、このような電磁弁69の開閉を繰り返して、車室内の冷房を優先しながら、熱媒体温度Twを目標熱媒体温度TWOに制御し、バッテリ55の冷却を行う。
(6)空調運転の切り換え
ヒートポンプコントローラ32は下記式(I)から前述した目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
TAO=(Tset-Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
・・(I)
ここで、Tsetは空調操作部53で設定された車室内の設定温度、Tinは内気温度センサ37が検出する車室内空気の温度、Kは係数、Tbalは設定温度Tsetや、日射センサ51が検出する日射量SUN、外気温度センサ33が検出する外気温度Tamから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度TAOは外気温度Tamが低い程高く、外気温度Tamが上昇するに伴って低下する。
そして、ヒートポンプコントローラ32は起動時には外気温度センサ33が検出する外気温度Tamと目標吹出温度TAOとに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。また、起動後は外気温度Tamや目標吹出温度TAO、熱媒体温度Tw等の運転条件や環境条件、設定条件の変化に応じ、前記各空調運転を選択して切り換えていく。例えば、冷房モードから空調(優先)+バッテリ冷却モードへの移行は、バッテリコントローラ73からのバッテリ冷却要求が入力されたことに基づいて実行される。この場合、バッテリコントローラ73は例えば熱媒体温度Twやバッテリ温度Tcellが所定値以上に上昇した場合にバッテリ冷却要求を出力し、ヒートポンプコントローラ32や空調コントローラ45に送信するものである。
(7)バッテリ冷却(優先)+空調モード
次に、バッテリ55の充電中の動作について説明する。例えば急速充電器(外部電源)の充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されているときに(これらの情報はバッテリコントローラ73から送信される)、車両のイグニッション(IGN)のON/OFFに拘わらず、バッテリ冷却要求があり、空調操作部53の空調スイッチがONされた場合、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ冷却(優先)+空調モードを実行する。このバッテリ冷却(優先)+空調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方は、図7に示した空調(優先)+バッテリ冷却モードの場合と同様である。
但し、このバッテリ冷却(優先)+空調モードの場合、実施例ではヒートポンプコントローラ32は電磁弁69を開いた状態に維持し、熱媒体出口温度センサ76(バッテリコントローラ73から送信される)が検出する熱媒体温度Twに基づいて後述する図12に示す如く圧縮機2の回転数NCを制御する。また、実施例では吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づき、電磁弁35を以下の如く開閉制御する。
図13はこのバッテリ冷却(優先)+空調モードにおける電磁弁35の開閉制御のブロック図を示している。ヒートポンプコントローラ32の吸熱器用電磁弁制御部95には吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器温度Teと、当該吸熱器温度Teの目標値としての所定の目標吸熱器温度TEOが入力される。そして、吸熱器用電磁弁制御部95は、目標吸熱器温度TEOの上下に所定の温度差を有して制御上限値TeULと制御下限値TeLLを設定し、電磁弁35を閉じている状態から吸熱器温度Teが高くなり、制御上限値TeULまで上昇した場合(制御上限値TeULを上回った場合、又は、制御上限値TeUL以上となった場合。以下、同じ)、電磁弁35を開放する(電磁弁35開指示)。これにより、冷媒は吸熱器9に流入して蒸発し、空気流通路3を流通する空気を冷却する。
その後、吸熱器温度Teが制御下限値TeLLまで低下した場合(制御下限値TeLLを下回った場合、又は、制御下限値TeLL以下となった場合。以下、同じ)、電磁弁35を閉じる(電磁弁35閉指示)。以後、このような電磁弁35の開閉を繰り返して、バッテリ55の冷却を優先しながら、吸熱器温度Teを目標吸熱器温度TEOに制御し、車室内の冷房を行う。
(8)バッテリ冷却(単独)モード
次に、イグニッションのON/OFFに関わらず、空調操作部53の空調スイッチがOFFされた状態で、急速充電器の充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されているとき、バッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ冷却(単独)モードを実行する。但し、バッテリ55の充電中以外にも、空調スイッチがOFFで、バッテリ冷却要求があった場合(高外気温で走行時等)には実行される。図8はこのバッテリ冷却(単独)モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。バッテリ冷却(単独)モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17、及び、電磁弁69を開き、電磁弁21、電磁弁22、及び、電磁弁35を閉じる。
そして、圧縮機2、及び、室外送風機15を運転する。尚、室内送風機27は運転されず、補助ヒータ23にも通電されない。また、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63も通電されない。
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内の空気は通風されないので、ここは通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て冷媒配管13Jに至る。このバッテリ冷却(単独)モードでも室外膨張弁6は全開とされるので、冷媒はそのまま室外熱交換器7に流入し、そこで室外送風機15により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。
室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13A、電磁弁17、レシーバドライヤ部14、過冷却部16を経て冷媒配管13Bに入る。この冷媒配管13Bに流入した冷媒は、内部熱交換器20、逆止弁18を経た後、全てが分岐配管67に流入し、電磁弁69を経て補助膨張弁68に至る。ここで冷媒は減圧された後、冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入し、そこで蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路64Bで蒸発した冷媒は、冷媒配管71、冷媒配管13Kを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す(図8に実線矢印で示す)。
一方、循環ポンプ62が運転されているので、この循環ポンプ62から吐出された熱媒体が熱媒体配管66内を冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに至り、そこで冷媒流路64B内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却されるようになる。この冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ63に至る。但し、この運転モードでは熱媒体加熱ヒータ63は発熱されないので、熱媒体はそのまま通過してバッテリ55に至り、当該バッテリ55と熱交換する。これにより、バッテリ55は冷却されると共に、バッテリ55を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ62に吸い込まれる循環を繰り返す(図8に破線矢印で示す)。
このバッテリ冷却(単独)モードにおいても、ヒートポンプコントローラ32は熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体温度Twに基づいて後述する如く圧縮機2の回転数NCを制御することにより、バッテリ55を冷却する。
(9)除霜モード
次に、室外熱交換器7の除霜モードについて説明する。前述した如く暖房モードでは、室外熱交換器7では冷媒が蒸発し、外気から吸熱して低温となるため、室外熱交換器7には外気中の水分が霜となって付着する。
そこで、ヒートポンプコントローラ32は室外熱交換器温度センサ49が検出する室外熱交換器温度TXO(室外熱交換器7における冷媒蒸発温度)と、室外熱交換器7の無着霜時における冷媒蒸発温度TXObaseとの差ΔTXO(=TXObase-TXO)を算出しており、室外熱交換器温度TXOが無着霜時における冷媒蒸発温度TXObaseより低下して、その差ΔTXOが所定値以上に拡大した状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器7に着霜しているものと判定して所定の着霜フラグをセットする。
そして、この着霜フラグがセットされており、空調操作部53の前述した空調スイッチがOFFされた状態で、急速充電器の充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されるとき、ヒートポンプコントローラ32は以下の如く室外熱交換器7の除霜モードを実行する。
ヒートポンプコントローラ32はこの除霜モードでは、冷媒回路Rを前述した図4の暖房モードの状態とした上で、室外膨張弁6の弁開度を全開とする。そして、圧縮機2を運転し、当該圧縮機2から吐出された高温の冷媒を放熱器4、室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入させ、当該室外熱交換器7の着霜を融解させる。そして、ヒートポンプコントローラ32は室外熱交換器温度センサ49が検出する室外熱交換器温度TXOが所定の除霜終了温度(例えば、+3℃等)より高くなった場合、室外熱交換器7の除霜が完了したものとして除霜モードを終了する。
(10)バッテリ加熱モード
また、車両が走行中に空調運転を実行しているとき、或いは、バッテリ55を充電しているとき、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ加熱モードを実行する。このバッテリ加熱モードでは、ヒートポンプコントローラ32は循環ポンプ62を運転し、熱媒体加熱ヒータ63に通電する。尚、電磁弁69は閉じる。
これにより、循環ポンプ62から吐出された熱媒体は熱媒体配管66内を冷媒-熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに至り、そこを通過して熱媒体加熱ヒータ63に至る。このとき熱媒体加熱ヒータ63は発熱されているので、熱媒体は熱媒体加熱ヒータ63により加熱されて温度上昇した後、バッテリ55に至り、当該バッテリ55と熱交換する。これにより、バッテリ55は加熱されると共に、バッテリ55を加熱した後の熱媒体は、循環ポンプ62に吸い込まれる循環を繰り返す。
このバッテリ加熱モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32は熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体温度Twに基づいて後述する如く熱媒体加熱ヒータ63の発熱を制御することにより、熱媒体温度Twを所定の目標熱媒体温度TWOに調整し、バッテリ55を加熱する。
(11)ヒートポンプコントローラ32による圧縮機2の制御
また、ヒートポンプコントローラ32は、暖房モードでは放熱器圧力Pciに基づき、図9の制御ブロック図により圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNChを算出し、除湿冷房モード、冷房モード、空調(優先)+バッテリ冷却モードでは、吸熱器温度Teに基づき、図10の制御ブロック図により圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcを算出する。尚、除湿暖房モードでは圧縮機目標回転数TGNChと圧縮機目標回転数TGNCcのうちの低い方向を選択する。また、バッテリ冷却(優先)+空調モード、バッテリ冷却(単独)モードでは、熱媒体温度Twに基づき、図12の制御ブロック図により圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCwを算出する。
(11-1)放熱器圧力Pciに基づく圧縮機目標回転数TGNChの算出
先ず、図9を用いて放熱器圧力Pciに基づく圧縮機2の制御について詳述する。図9は放熱器圧力Pciに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNChを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F(フィードフォワード)操作量演算部78は外気温度センサ33から得られる外気温度Tamと、室内送風機27のブロワ電圧BLVと、SW=(TAO-Te)/(Thp-Te)で得られるエアミックスダンパ28による風量割合SWと、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度SCの目標値である目標過冷却度TGSCと、ヒータ温度Thpの目標値である前述した目標ヒータ温度TCOと、放熱器4の圧力の目標値である目標放熱器圧力PCOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNChffを算出する。
尚、ヒータ温度Thpは放熱器4の風下側の空気温度(推定値)であり、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pciと放熱器出口温度センサ44が検出する放熱器4の冷媒出口温度Tciから算出(推定)する。また、過冷却度SCは放熱器入口温度センサ43と放熱器出口温度センサ44が検出する放熱器4の冷媒入口温度Tcxinと冷媒出口温度Tciから算出される。
前記目標放熱器圧力PCOは上記目標過冷却度TGSCと目標ヒータ温度TCOに基づいて目標値演算部79が算出する。更に、F/B(フィードバック)操作量演算部81はこの目標放熱器圧力PCOと放熱器圧力Pciに基づくPID演算若しくはPI演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNChfbを算出する。そして、F/F操作量演算部78が算出したF/F操作量TGNChffとF/B操作量演算部81が算出したF/B操作量TGNChfbは加算器82で加算され、TGNCh00としてリミット設定部83に入力される。
リミット設定部83では制御上の下限回転数ECNpdLimLoと上限回転数ECNpdLimHiのリミットが付けられてTGNCh0とされた後、圧縮機OFF制御部84を経て圧縮機目標回転数TGNChとして決定される。即ち、圧縮機2の回転数NCは上限回転数ECNpdLimHi以下に制限される。通常モードではヒートポンプコントローラ32は、この放熱器圧力Pciに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNChにより、放熱器圧力Pciが目標放熱器圧力PCOになるように圧縮機2の運転を制御する。
尚、圧縮機OFF制御部84は、圧縮機目標回転数TGNChが上述した下限回転数ECNpdLimLoとなり、放熱器圧力Pciが目標放熱器圧力PCOの上下に設定された所定の上限値PULと下限値PLLのうちの上限値PULまで上昇した状態(上限値PULを上回った状態、又は、上限値PUL以上となった状態。以下、同じ)が所定時間th1継続した場合、圧縮機2を停止させて圧縮機2をON-OFF制御するON-OFFモードに入る。
この圧縮機2のON-OFFモードでは、放熱器圧力Pciが下限値PLLまで低下した場合(下限値PLLを下回った場合、又は、下限値PLL以下となった場合。以下、同じ)、圧縮機2を起動して圧縮機目標回転数TGNChを下限回転数ECNpdLimLoとして運転し、その状態で放熱器圧力Pciが上限値PULまで上昇した場合は圧縮機2を再度停止させる。即ち、下限回転数ECNpdLimLoでの圧縮機2の運転(ON)と、停止(OFF)を繰り返す。そして、放熱器圧力Pciが下限値PULまで低下し、圧縮機2を起動した後、放熱器圧力Pciが下限値PULより高くならない状態が所定時間th2継続した場合、圧縮機2のON-OFFモードを終了し、通常モードに復帰するものである。
(11-2)吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCcの算出
次に、図10を用いて吸熱器温度Teに基づく圧縮機2の制御について詳述する。図10は吸熱器温度Teに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F操作量演算部86は外気温度Tamと、空気流通路3内を流通する空気の風量Ga(室内送風機27のブロワ電圧BLVでもよい)と、目標放熱器圧力PCOと、吸熱器温度Teの目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCcffを算出する。
また、F/B操作量演算部87は目標吸熱器温度TEOと吸熱器温度Teに基づくPID演算若しくはPI演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCcfbを算出する。そして、F/F操作量演算部86が算出したF/F操作量TGNCcffとF/B操作量演算部87が算出したF/B操作量TGNCcfbは加算器88で加算され、TGNCc00としてリミット設定部89に入力される。
リミット設定部89では制御上の下限回転数TGNCcLimLoと上限回転数TGNCcLimHiのリミットが付けられてTGNCc0とされた後、圧縮機OFF制御部91を経て圧縮機目標回転数TGNCcとして決定される。従って、加算器88で加算された値TGNCc00が上限回転数TGNCcLimHiと下限回転数TGNCcLimLo以内であり、後述するON-OFFモードにならなければ、この値TGNCc00が圧縮機目標回転数TGNCc(圧縮機2の回転数NCとなる)。通常モードではヒートポンプコントローラ32は、この吸熱器温度Teに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCcにより、吸熱器温度Teが目標吸熱器温度TEOになるように圧縮機2の運転を制御する。
尚、圧縮機OFF制御部91は、圧縮機目標回転数TGNCcが上述した下限回転数TGNCcLimLoとなり、吸熱器温度Teが目標吸熱器温度TEOの上下に設定された制御上限値TeULと制御下限値TeLLのうちの制御下限値TeLLまで低下した状態が所定時間tc1継続した場合、圧縮機2を停止させて圧縮機2をON-OFF制御するON-OFFモードに入る。
この場合の圧縮機2のON-OFFモードでは、吸熱器温度Teが制御上限値TeULまで上昇した場合、圧縮機2を起動して圧縮機目標回転数TGNCcを下限回転数TGNCcLimLoとして運転し、その状態で吸熱器温度Teが制御下限値TeLLまで低下した場合は圧縮機2を再度停止させる。即ち、下限回転数TGNCcLimLoでの圧縮機2の運転(ON)と、停止(OFF)を繰り返す。そして、吸熱器温度Teが制御上限値TeULまで上昇し、圧縮機2を起動した後、吸熱器温度Teが制御上限値TeULより低くならない状態が所定時間tc2継続した場合、この場合の圧縮機2のON-OFFモードを終了し、通常モードに復帰するものである。
(11-3)熱媒体温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCwの算出
次に、図12を用いて熱媒体温度Twに基づく圧縮機2の制御について詳述する。図12は熱媒体温度Twに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCwを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F操作量演算部92は外気温度Tamと、機器温度調整装置61内の熱媒体の流量Gw(循環ポンプ62の出力から算出される)と、バッテリ55の発熱量(バッテリコントローラ73から送信される)と、バッテリ温度Tcell(バッテリコントローラ73から送信される)と、熱媒体温度Twの目標値である目標熱媒体温度TWOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCcwffを算出する。
また、F/B操作量演算部93は目標熱媒体温度TWOと熱媒体温度Tw(バッテリコントローラ73から送信される)に基づくPID演算若しくはPI演算により圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCwfbを算出する。そして、F/F操作量演算部92が算出したF/F操作量TGNCwffとF/B操作量演算部93が算出したF/B操作量TGNCwfbは加算器94で加算され、TGNCw00としてリミット設定部96に入力される。
リミット設定部96では制御上の下限回転数TGNCwLimLoと上限回転数TGNCwLimHiのリミットが付けられてTGNCw0とされた後、圧縮機OFF制御部97を経て圧縮機目標回転数TGNCwとして決定される。従って、加算器94で加算された値TGNCw00が上限回転数TGNCwLimHiと下限回転数TGNCwLimLo以内であり、後述するON-OFFモードにならなければ、この値TGNCw00が圧縮機目標回転数TGNCw(圧縮機2の回転数NCとなる)。通常モードではヒートポンプコントローラ32は、この熱媒体温度Twに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCwにより、熱媒体温度Twが前述した適正温度範囲内の目標熱媒体温度TWOになるように圧縮機2の運転を制御する。
尚、圧縮機OFF制御部97は、圧縮機目標回転数TGNCwが上述した下限回転数TGNCwLimLoとなり、熱媒体温度Twが目標熱媒体温度TWOの上下に設定された制御上限値TwULと制御下限値TwLLのうちの制御下限値TwLLまで低下した状態が所定時間tw1継続した場合、圧縮機2を停止させて圧縮機2をON-OFF制御するON-OFFモードに入る。
この場合の圧縮機2のON-OFFモードでは、熱媒体温度Twが制御上限値TwULまで上昇した場合、圧縮機2を起動して圧縮機目標回転数TGNCwを下限回転数TGNCwLimLoとして運転し、その状態で熱媒体温度Twが制御下限値TwLLまで低下した場合は圧縮機2を再度停止させる。即ち、下限回転数TGNCwLimLoでの圧縮機2の運転(ON)と、停止(OFF)を繰り返す。そして、熱媒体温度Twが制御上限値TwULまで上昇し、圧縮機2を起動した後、熱媒体温度Twが制御上限値TwULより低くならない状態が所定時間tw2継続した場合、この場合の圧縮機2のON-OFFモードを終了し、通常モードに復帰するものである。
(12)ヒートポンプコントローラ32による熱媒体加熱ヒータ63の制御
次に、図14を用いて前述したバッテリ加熱モードにおける熱媒体温度Twに基づいた熱媒体加熱ヒータ63の制御について詳述する。図14は熱媒体温度Twに基づいて熱媒体加熱ヒータ63の目標発熱量ECHtwを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F操作量演算部98は外気温度Tamと、機器温度調整装置61内の熱媒体の流量Gw(循環ポンプ62の出力から算出される)と、バッテリ55の発熱量(バッテリコントローラ73から送信される)と、バッテリ温度Tcell(バッテリコントローラ73から送信される)と、熱媒体温度Twの目標値である目標熱媒体温度TWOに基づいて目標発熱量のF/F操作量ECHtffを算出する。
また、F/B操作量演算部99は目標熱媒体温度TWOと熱媒体温度Tw(バッテリコントローラ73から送信される)に基づくPID演算若しくはPI演算により目標発熱量のF/B操作量ECHtwfbを算出する。そして、F/F操作量演算部98が算出したF/F操作量ECHtwffとF/B操作量演算部99が算出したF/B操作量ECHtwfbは加算器101で加算され、ECHtw00としてリミット設定部102に入力される。
リミット設定部102では制御上の下限発熱量ECHtwLimLo(例えば、通電OFF)と上限発熱量ECHtwLimHiのリミットが付けられてECHtw0とされた後、熱媒体加熱ヒータOFF制御部103を経て目標発熱量ECHtwとして決定される。従って、加算器101で加算された値ECHtw00が上限発熱量ECHtwLimHiと下限発熱量ECHtwLimLo以内であり、後述するON-OFFモードにならなければ、この値ECHtw00が目標発熱量ECHtw(熱媒体加熱ヒータ63の発熱量となる)。通常モードではヒートポンプコントローラ32は、この熱媒体温度Twに基づいて算出された目標発熱量ECHtwにより、熱媒体温度Twが目標熱媒体温度TWOになるように熱媒体加熱ヒータ63の発熱を制御する。
尚、熱媒体加熱ヒータOFF制御部103は、目標発熱量ECHtwが上述した下限発熱量ECHtwLimLoとなり、熱媒体温度Twが目標熱媒体温度TWOの上下に設定された制御上限値TwULと制御下限値TwLLのうちの制御上限値TwULまで上昇した状態が所定時間tw1継続した場合、熱媒体加熱ヒータ63の通電を停止させて熱媒体加熱ヒータ63をON-OFF制御するON-OFFモードに入る。
この場合の熱媒体加熱ヒータ63のON-OFFモードでは、熱媒体温度Twが制御下限値TwLLまで低下した場合、熱媒体加熱ヒータ63に通電して所定の低発熱量として通電し、その状態で熱媒体温度Twが制御上限値TwULまで上昇した場合は熱媒体加熱ヒータ63の通電を再度停止させる。即ち、所定の低発熱量での熱媒体加熱ヒータ63の発熱(ON)と、発熱停止(OFF)を繰り返す。そして、熱媒体温度Twが制御下限値TwLLまで低下し、熱媒体加熱ヒータ63を通電した後、熱媒体温度Twが制御下限値TwLLより高くならない状態が所定時間tw2継続した場合、この場合の熱媒体加熱ヒータ63のON-OFFモードを終了し、通常モードに復帰するものである。
(13)冷媒回路Rが閉塞した際の圧縮機2の保護
次に、図15を参照しながら、バッテリ55の冷却に関わる冷媒回路Rが閉塞した際のヒートポンプコントローラ32による圧縮機2の保護について説明する。前述した如く冷媒-熱媒体熱交換器64への冷媒の流入を制御する電磁弁69(チラー)が機械的異常や詰まりによって閉塞した場合、バッテリ冷却(単独)モード(図8)では即座に冷媒回路Rが閉塞してしまう。また、バッテリ冷却(優先)+空調モード(図7)においても、電磁弁69(チラー)が機械的異常や詰まりによって閉塞した場合、電磁弁35(キャビン)が閉じた時点で冷媒回路Rは閉塞してしまう。これは冷媒-熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bとそれに繋がる分岐配管67、冷媒配管71が詰まった場合にも同様である(以下、これらを電磁弁69の周辺回路と云う)。
このように冷媒回路Rが閉塞すると、圧縮機2から吐出された冷媒(オイルを含む)は、容量の大きい室外熱交換器7に溜め込まれるかたちとなり、圧縮機2に冷媒とオイルが戻らなくなって、やがては圧縮機2に焼き付きが生じて故障(破損)することになる。この場合、電磁弁69の電気的異常については、信号の授受や電位の状態からヒートポンプコントローラ32は把握することができるが、機械的異常や詰まりについては電気的に把握することができない。
(13-1)冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御(その1)
そこで、制御装置11を構成するヒートポンプコントローラ32は、バッテリ冷却(単独)モードであるとき、及び、バッテリ冷却(優先)+空調モードで電磁弁35(キャビン)が閉じたときに生じる冷媒回路Rの閉塞を、この実施例では熱媒体温度Tw(バッテリ55(車両搭載機器)の温度を示す指標)の低下度合いに基づいて判定し、圧縮機2を停止させる保護制御を実行する。
図15はヒートポンプコントローラ32が実行する冷媒回路Rの閉塞判定と、閉塞した場合の圧縮機2の保護制御の一例を示すフローチャートである。ヒートポンプコントローラ32は、図15のステップS1で前述したバッテリコントローラ73からのバッテリ冷却要求が入力されているか否か判断する。前述した如くバッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32は、バッテリ冷却(単独)モード、バッテリ冷却(優先)+空調モード、又は、空調(優先)+バッテリ冷却モードのうちの何れかのバッテリ55を冷却する運転モードとなる。ステップS1でバッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS2に進んで電磁弁69(チラー)に電気的異常があるか否か判断する。即ち、このステップS2があることにより、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁69の電気的異常と区別して冷媒回路Rの閉塞を判定することになる。
このステップS2で電磁弁69に電気的異常が生じていない場合、ステップS3に進んで前回(前回のサンプリング周期)、バッテリ冷却要求が無かったか否か判断し、無い場合にステップS4に進み、あった場合にはステップS5に進む。ステップS4では熱媒体出口温度センサ76が検出する現在の熱媒体温度Twをバッテリ冷却開始直前熱媒体温度Twinitとしてメモリ32Mに記録する。即ち、ヒートポンプコントローラ32はステップS4でバッテリ冷却要求が入力されたとき(バッテリ55の冷却の開始時)の熱媒体温度Twをバッテリ冷却開始直前熱媒体温度Twinitとすることになる。
次に、ヒートポンプコントローラ32は、ステップS5で圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1(例えば、3000rpm等)より高く、且つ、メモリ32Mに記録したバッテリ冷却開始直前熱媒体温度Twinitと現在の熱媒体温度Twとの差(Twinit-Tw)が所定値T1より小さい状態が所定時間t1以上継続していること(判定条件)が成立したか否か判断する。
上記差(Twinit-Tw)は、バッテリ55の冷却開始時からの熱媒体温度Twの低下度合いを意味している。尚、このような差では無く、例えば比率(Twinit/Tw)等を熱媒体温度Twの低下度合いとして採用してもよいが、実施例では差を用いる。そして、上記判定条件が成立していない場合はステップS5から他の制御に進む。
ここで、電磁弁69の機械的異常や詰まりにより閉塞し、或いは、その周辺回路が詰まりにより閉塞した場合、圧縮機2が回転数NC1より高い回転数で運転されても、冷媒-熱媒体熱交換器64には冷媒が循環されなくなるので、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体は冷却されなくなる。従って、熱媒体温度Twはバッテリ冷却開始直前熱媒体温度Twinitから殆ど変化しなくなり、前述した差(Twinit-Tw)は所定値T1より小さくなる。
ヒートポンプコントローラ32はこのような状態が所定時間t1以上継続している場合(判定条件成立)、ステップS5からステップS6に進んで電磁弁69(チラー)に異常(機械的異常)が生じ、或いは、電磁弁69やその周辺回路が詰まって冷媒回路Rが閉塞しているものと判断し、判定回数(メモリ32Mに記録される)をインクリメントする。次に、ステップS7に進み、係る電磁弁69の異常判定回数(冷媒回路Rの閉塞判定回数)が所定回数n1(例えば、3回等)以上されたか否か判断し、所定回数n1に達していなければ他の制御に進む。
ステップS7で電磁弁69の異常判定回数(冷媒回路Rの閉塞判定回数)が所定回数n1以上となった場合、ヒートポンプコントローラ32はステップS8に進み、電磁弁69に機械的異常が生じ、或いは、電磁弁69やその周辺回路に詰まりが生じて冷媒回路Rが閉塞しているものと確定して、圧縮機2を停止する。
このように、制御装置11のヒートポンプコントローラ32が、冷媒回路Rが閉塞したことに基づいて圧縮機2を停止するようにしたので、バッテリ55を冷却するための冷媒回路Rが閉塞したことによって生じる圧縮機2の故障を未然に回避することが可能となり、信頼性の向上を図ることができるようになる。
特に、実施例ではヒートポンプコントローラ32が、圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1より高く、熱媒体温度Tw(バッテリ55の温度を示す指標)の低下度合いが所定値T1より小さい状態が所定時間t1継続した場合、冷媒回路Rが閉塞したものと判定するようにしているので、電磁弁69の異常や詰まり、その周辺回路の詰まりにより冷媒回路Rが閉塞していることを的確に判定することができるようになり、閉塞していないにも拘わらず閉塞と判定する誤検知や、閉塞しているにも拘わらず長期間放置されてしまう不都合を未然に回避することができるようになる。
また、実施例ではヒートポンプコントローラ32が、電磁弁69(チラー)の電気的異常と区別して冷媒回路Rの閉塞を判定するようにしているので、電磁弁69の機械的異常やその周辺回路の目詰まりによって閉塞が生じたことを明確化し、部品交換を促すことが可能となる。
更に、実施例ではヒートポンプコントローラ32が、冷媒回路Rが閉塞したものと所定回数n1以上判定した場合、冷媒回路Rの閉塞を確定して圧縮機2を停止するようにしているので、誤検知により無用に圧縮機2が停止されてしまう不都合を効果的に回避することができるようになる。
(13-2)冷媒回路閉塞による圧縮機保護停止の報知
ここで、実施例では冷媒回路Rが閉塞したことに基づいて圧縮機2を停止した場合、ヒートポンプコントローラ32はその旨、空調コントローラ45に通知する。空調コントローラ45はこの通知を受けて、空調操作部53のディスプレイ53Aに冷媒回路Rの閉塞で圧縮機2が停止された旨、表示する(所定の報知動作)。これにより、電磁弁69の機械的故障等によって冷媒回路Rに閉塞が発生していることを使用者に報知し、迅速な対応を促すことができるようになる。
(13-3)圧縮機停止後の循環ポンプの動作
また、実施例ではヒートポンプコントローラ32は上記の如く冷媒回路Rが閉塞したことに基づいて圧縮機2を停止した後も、機器温度調整装置61の循環ポンプ62を動作し続ける。即ち、バッテリ55への熱媒体の循環を継続する。熱媒体は冷媒により冷却されなくなっても、熱媒体配管66内を循環することで外気による冷却作用を受けるので、冷媒回路Rの閉塞により圧縮機2を停止した後も、熱媒体の循環により、バッテリ55の温度上昇をできるだけ抑制することが可能となる。
(13-4)圧縮機の再起動(その1)
ヒートポンプコントローラ32は、上記の如く冷媒回路Rが閉塞したことに基づいて圧縮機2を停止した後、所定時間経過後に当該圧縮機2の再起動を許可する。これにより、再起動時に圧縮機2の吸込側が負圧となってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。
(13-5)圧縮機の再起動(その2)
或いは、ヒートポンプコントローラ32は、吸込温度センサ46が検出する圧縮機2の吸込冷媒温度Tsが所定値以上となった場合、圧縮機2の再起動を許可する。これによっても、再起動時に圧縮機2の吸込側が負圧となってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。
(13-6)冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御(その2)
次に、図16を参照しながら、冷媒回路Rの閉塞時の圧縮機2の保護制御の他の例を説明する。この実施例ではヒートポンプコントローラ32は、バッテリ冷却(単独)モードであるとき、及び、バッテリ冷却(優先)+空調モードで電磁弁35(キャビン)が閉じたときに生じる冷媒回路Rの閉塞を、冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換する前と熱交換した後の熱媒体の温度の低下度合いに基づいて判定し、圧縮機2を停止させる保護制御を実行する。
図16は、この実施例においてヒートポンプコントローラ32が実行する冷媒回路Rの閉塞判定と、閉塞した場合の圧縮機2の保護制御を示すフローチャートである。尚、図16において、図15と同一符号で示すステップは同一若しくは同様の動作であるものとして説明を省略する。この実施例では図15のステップS5の代わりに、図16のステップS5Aを実行する。
この場合のステップS5Aでは、ヒートポンプコントローラ32は、圧縮機2の回転数NCが前述した所定回転数NC1より高く、且つ、熱媒体入口温度センサ75が検出する熱媒体入口温度Twin(冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換する前の熱媒体の温度)と、熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体温度Tw(冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換した後の熱媒体の温度)との差(Twin-Tw)が所定値T2より小さい状態が所定時間t1以上継続していること(判定条件)が成立したか否か判断する。
上記差(Twin-Tw)は、冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換する前と熱交換した後の熱媒体の温度の低下度合いを意味している。尚、このような差では無く、例えば比率(Twin/Tw)等をこの場合の熱媒体温度Twの低下度合いとして採用してもよいが、実施例では差を用いる。そして、上記判定条件が成立していない場合はステップS5Aから他の制御に進む。
ここで、電磁弁69の機械的異常や詰まりにより閉塞し、或いは、その周辺回路が詰まりにより閉塞した場合、圧縮機2が回転数NC1より高い回転数で運転されても、冷媒-熱媒体熱交換器64には冷媒が循環されなくなるので、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体は冷却されなくなる。従って、熱媒体温度Twは熱媒体入口温度Twinと殆ど変わらなくなり、前述した差(Twin-Tw)は所定値T2より小さくなる。
ヒートポンプコントローラ32はこのような状態が所定時間t1以上継続している場合(判定条件成立)、ステップS5AからステップS6に進んで、以後、前述同様のステップS6~ステップS8の圧縮機2の停止保護を実行する。このように、圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1より高く、冷媒と熱交換した後の熱媒体温度Twの低下度合いが所定値T2より小さい状態が所定時間n1継続した場合、冷媒回路Rが閉塞したものと判定するようにしても、冷媒回路Rが閉塞していることを的確に判定して、圧縮機2の保護を実現することができるようになる。
尚、この場合の実施例でもヒートポンプコントローラ32は、前述した(13-2)の冷媒回路閉塞による圧縮機保護停止の報知、(13-3)の圧縮機停止後の循環ポンプの動作、(13-4)、(13-5)の圧縮機の再起動の各制御を実行するものとする。
(13-7)冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御(その3)
次に、図17を参照しながら、冷媒回路Rの閉塞時の圧縮機2の保護制御のもう一つの他の例を説明する。この実施例ではヒートポンプコントローラ32は、バッテリ冷却(単独)モードであるとき、及び、バッテリ冷却(優先)+空調モードで電磁弁35(キャビン)が閉じたときに生じる冷媒回路Rの閉塞を、圧縮機2の冷却能力Pcompからの、機器温度調整装置61(熱媒体循環装置を有する)の冷却能力Pchillerの乖離の度合いに基づいて判定し、圧縮機2を停止させる保護制御を実行する。
図17は、この実施例においてヒートポンプコントローラ32が実行する冷媒回路Rの閉塞判定と、閉塞した場合の圧縮機2の保護制御を示すフローチャートである。尚、図17において、図15と同一符号で示すステップは同一若しくは同様の動作であるものとして説明を省略する。この実施例では図15のステップS5の代わりに、図17のステップS5Bを実行する。
この実施例のステップS5Bでは、ヒートポンプコントローラ32は、圧縮機2の回転数NCが前述した所定回転数NC1より高く、且つ、圧縮機2の冷却能力Pcompと、機器温度調整装置61の冷却能力Pchillerとの差(Pcomp-Pchiller)が所定値P1より大きい状態が所定時間t1以上継続していること(判定条件)が成立したか否か判断する。
上記圧縮機2の冷却能力Pcompは、圧縮機2の回転数NCに基づいて算出される。また、機器温度調整装置61の冷却能力Pchillerは、熱媒体入口温度センサ75が検出する熱媒体入口温度Twin(冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換する前の熱媒体の温度)と熱媒体出口温度センサ76が検出する熱媒体温度Tw(冷媒-熱媒体熱交換器64にて冷媒と熱交換した後の熱媒体の温度)との差(Twin-Tw)と、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体の循環量(循環ポンプ62の回転数から導かれる)に基づいて算出される。
尚、このような差では無く、例えば比率(Pcomp/Pchiller)等をこの場合のPcompからのPchillerの乖離の低下度合いとして採用してもよいが、実施例では差を用いる。そして、上記判定条件が成立していない場合はステップS5Bから他の制御に進む。
ここで、電磁弁69の機械的異常や詰まりにより閉塞し、或いは、その周辺回路が詰まりにより閉塞した場合、圧縮機2が回転数NC1より高い回転数で運転されても、冷媒-熱媒体熱交換器64には冷媒が循環されなくなるので、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体は冷却されなくなる。従って、機器温度調整装置61の冷却能力Pchillerは圧縮機2の冷却能力Pcompから大きく乖離するようになり、前述した差(Pcomp-Pchiller)は所定値P1より大きくなる。
ヒートポンプコントローラ32はこのような状態が所定時間t1以上継続している場合(判定条件成立)、ステップS5BからステップS6に進んで、以後、前述同様のステップS6~ステップS8の圧縮機2の停止保護を実行する。このように、圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1より高く、圧縮機2の冷却能力Pcompからの機器温度調整装置61の冷却能力Pchillerの乖離の度合いが所定値P1より大きい状態が所定時間t1継続した場合、冷媒回路Rが閉塞したものと判定するようにしても、冷媒回路Rが閉塞していることを的確に判定して、圧縮機2の保護を実現することができるようになる。
尚、この場合の実施例でもヒートポンプコントローラ32は、前述した(13-2)の冷媒回路閉塞による圧縮機保護停止の報知、(13-3)の圧縮機停止後の循環ポンプの動作、(13-4)、(13-5)の圧縮機の再起動の各制御を実行するものとする。
(13-8)冷媒回路閉塞時の圧縮機保護制御(その4)
次に、図18を参照しながら、冷媒回路Rの閉塞時の圧縮機2の保護制御の更にもう一つの他の例を説明する。この実施例ではヒートポンプコントローラ32は、バッテリ冷却(単独)モードであるとき、及び、バッテリ冷却(優先)+空調モードで電磁弁35(キャビン)が閉じたときに生じる冷媒回路Rの閉塞を、バッテリ温度Tcell(バッテリ55(車両搭載機器)の温度を示す指標)の低下度合いに基づいて判定し、圧縮機2を停止させる保護制御を実行する。
図18は、この実施例においてヒートポンプコントローラ32が実行する冷媒回路Rの閉塞判定と、閉塞した場合の圧縮機2の保護制御を示すフローチャートである。尚、図18において、図15と同一符号で示すステップは同一若しくは同様の動作であるものとして説明を省略する。この実施例では図15のステップS4、ステップS5の代わりに、図18のステップS4A、ステップS5Cを実行する。
この場合のステップS4Aではバッテリ温度センサ77が検出する現在のバッテリ温度Tcellをバッテリ冷却開始直前バッテリ温度Tcellinitとしてメモリ32Mに記録する。即ち、ヒートポンプコントローラ32はステップS4Aでバッテリ冷却要求が入力されたとき(バッテリ55の冷却の開始時)のバッテリ温度Tcellをバッテリ冷却開始直前バッテリ温度Tcellinitとすることになる。
次に、この場合のステップS5Cでは、ヒートポンプコントローラ32は、圧縮機2の回転数NCが前述した所定回転数NC1より高く、且つ、メモリ32Mに記録したバッテリ冷却開始直前バッテリ温度Tcellinitと現在のバッテリ温度Tcellとの差(Tcellinit-Tcell)が所定値T1より小さい状態が所定時間t1以上継続していること(判定条件)が成立したか否か判断する。
上記差(Tcellinit-Tcell)は、バッテリ55の冷却開始時からのバッテリ温度Tcellの低下度合いを意味している。尚、このような差では無く、例えば比率(Tcellinit/Tcell)等をバッテリ温度Tcellの低下度合いとして採用してもよいが、実施例では差を用いる。そして、上記判定条件が成立していない場合はステップS5Cから他の制御に進む。
ここで、電磁弁69の機械的異常や詰まりにより閉塞し、或いは、その周辺回路が詰まりにより閉塞した場合、圧縮機2が回転数NC1より高い回転数で運転されても、冷媒-熱媒体熱交換器64には冷媒が循環されなくなるので、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体は冷却されなくなり、バッテリ55も冷却されなくなる。従って、バッテリ温度Tcellはバッテリ冷却開始直前バッテリ温度Tcellinitから殆ど変化しなくなり、前述した差(Tcellinit-Tcell)は所定値T1より小さくなる。
ヒートポンプコントローラ32はこのような状態が所定時間t1以上継続している場合(判定条件成立)、ステップS5CからステップS6に進んで、以後、前述同様のステップS6~ステップS8の圧縮機2の停止保護を実行する。このように、圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1より高く、バッテリ温度Tcell(バッテリ55の温度を示す指標)の低下度合いが所定値T1より小さい状態が所定時間t1継続した場合、冷媒回路Rが閉塞したものと判定するようにしても、冷媒回路Rが閉塞していることを的確に判定して、圧縮機2の保護を実現することができるようになる。
尚、この場合の実施例でもヒートポンプコントローラ32は、前述した(13-2)の冷媒回路閉塞による圧縮機保護停止の報知、(13-3)の圧縮機停止後の循環ポンプの動作、(13-4)、(13-5)の圧縮機の再起動の各制御を実行するものとする。
尚、実施例では車室内を空調する車両用空気調和装置1に本発明の車両搭載機器の温度調整装置である機器温度調整装置61を設けたが、請求項11以外の発明ではそれに限らず、車室内の空調を行わず、バッテリ55(車両搭載機器)の温度調整のみを行う車両搭載機器の温度調整装置にも有効である。
また、実施例ではバッテリ55と冷媒-熱媒体熱交換器64の間で熱媒体を循環させる機器温度調整装置61を用い、熱媒体を介して冷媒によりバッテリ55を冷却するようにしたが、それに限らず、冷媒-熱媒体熱交換器64の代わりにバッテリ55と直接熱交換する吸熱用の熱交換器を設け、この熱交換器にて冷媒を吸熱させてバッテリ55を冷却するようにしてもよい。
そして、その場合には前述した実施例4の場合と同様にバッテリ温度Tcellを用い、圧縮機2の回転数NCが所定回転数NC1より高く、バッテリ温度Tcell(バッテリ55の温度を示す指標)の低下度合いが所定値T1より小さい状態が所定時間t1継続した場合、冷媒回路Rが閉塞したものと判定するようにすればよい。
更に、実施例で説明した冷媒回路Rの構成や数値はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
1 車両用空気調和装置
2 圧縮機
4 放熱器(室内熱交換器)
6 室外膨張弁
7 室外熱交換器(放熱用の熱交換器)
8 室内膨張弁
9 吸熱器
11 制御装置
32 ヒートポンプコントローラ(制御装置の一部を構成)
35 電磁弁(キャビン)
45 空調コントローラ(制御装置の一部を構成)
55 バッテリ(車両搭載機器)
61 機器温度調整装置(車両搭載機器の温度調整装置、熱媒体循環回路)
62 循環ポンプ
64 冷媒-熱媒体熱交換器(吸熱用の熱交換器)
66 熱媒体配管
68 補助膨張弁
69 電磁弁(チラー)
73 バッテリコントローラ
75 熱媒体入口温度センサ
76 熱媒体出口温度センサ
77 バッテリ温度センサ
R 冷媒回路

Claims (11)

  1. 車両搭載機器の温度を調整する温度調整装置であって、
    冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、前記冷媒を吸熱させて前記車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、
    制御装置を備え、
    該制御装置は、前記圧縮機の回転数が所定回転数より高く、前記車両搭載機器の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、前記冷媒回路が閉塞したものと判定し、前記圧縮機を停止することを特徴とする車両搭載機器の温度調整装置。
  2. 車両搭載機器の温度を調整する温度調整装置であって、
    冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、前記冷媒を吸熱させて前記車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、
    前記車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、
    制御装置を備え、
    前記吸熱用の熱交換器にて前記冷媒により前記熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して前記車両搭載機器を冷却すると共に、
    前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が所定回転数より高く、前記熱媒体の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、前記冷媒回路が閉塞したものと判定し、前記圧縮機を停止することを特徴とする車両搭載機器の温度調整装置。
  3. 車両搭載機器の温度を調整する温度調整装置であって、
    冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、前記冷媒を吸熱させて前記車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と
    前記車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、
    制御装置を備え、
    前記吸熱用の熱交換器にて前記冷媒により前記熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して前記車両搭載機器を冷却すると共に、
    前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が所定回転数より高く、前記冷媒と熱交換した後の前記熱媒体の温度の低下度合いが所定値より小さい状態が所定時間継続した場合、前記冷媒回路が閉塞したものと判定し、前記圧縮機を停止することを特徴とする車両搭載機器の温度調整装置。
  4. 車両搭載機器の温度を調整する温度調整装置であって、
    冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱させるための放熱用の熱交換器、及び、前記冷媒を吸熱させて前記車両搭載機器を冷却するための吸熱用の熱交換器を有する冷媒回路と、
    前記車両搭載機器に熱媒体を循環させる熱媒体循環装置と、
    制御装置を備え、
    前記吸熱用の熱交換器にて前記冷媒により前記熱媒体を冷却し、当該熱媒体を介して前記車両搭載機器を冷却すると共に、
    前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が所定回転数より高く、当該圧縮機の回転数から算出される該圧縮機の冷却能力からの前記冷媒と熱交換する前と後の前記熱媒体の温度差と循環量から算出される前記熱媒体循環装置の冷却能力の乖離の度合いが所定値より大きい状態が所定時間継続した場合、前記冷媒回路が閉塞したものと判定し、前記圧縮機を停止することを特徴とする車両搭載機器の温度調整装置。
  5. 前記制御装置は、前記圧縮機を停止した後も、前記熱媒体循環装置による前記熱媒体の循環を継続することを特徴とする請求項2乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  6. 前記冷媒回路は、前記吸熱用の熱交換器への冷媒の流入を制御する弁装置を有し、
    前記制御装置は、前記弁装置の電気的異常と区別して前記冷媒回路の閉塞を判定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  7. 前記制御装置は、前記冷媒回路が閉塞したものと所定回数以上判定した場合、前記圧縮機を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  8. 前記制御装置は、前記圧縮機を停止した後、所定時間経過後に当該圧縮機の再起動を許可することを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  9. 前記制御装置は、前記圧縮機の吸込側の冷媒温度が所定値以上となった場合、前記圧縮機の再起動を許可することを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  10. 前記制御装置は、所定の報知装置を有し、
    前記冷媒回路が閉塞したことに基づいて前記圧縮機を停止した場合、前記報知装置にて所定の報知動作を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項9のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置。
  11. 前記冷媒回路は、車両の車室内に供給する空気と前記冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた前記放熱用の熱交換器としての室外熱交換器を更に有し、前記室内熱交換器により、前記車室内を空調することを特徴とする請求項1乃至請求項10のうちの何れかに記載の車両搭載機器の温度調整装置を備えた車両用空気調和装置。
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