JP7312617B2 - vehicle air conditioner - Google Patents

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本発明は、車両の空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner.

車両では、室内の温度を調整するために空調装置が用いられる。空調装置は、基本的に、たとえば特許文献1のように走行中の車両のエンジンの熱を熱媒サイクルの熱媒を用いてヒータコアへ供給し、冷媒サイクルで冷却した冷媒をエバボレータへ供給する。 An air conditioner is used in a vehicle to adjust the temperature in the room. An air conditioner basically supplies heat from an engine of a running vehicle to a heater core using a heat medium in a heat medium cycle, and supplies the refrigerant cooled in a refrigerant cycle to an evaporator, as disclosed in Patent Document 1, for example.

特開平08-040050号公報JP-A-08-040050 特開2012-001141号公報JP 2012-001141 A

ところで、ハイブリッド自動車などでは、停車中や走行中においてもエンジンが停止することがあり、エンジンの発熱を常に期待できるわけではなく、熱量不足が生じやすい。また、電気自動車では、エンジンを搭載していない。
そこで、車両では、最近、エンジンの不備や作動停止にかかわらず動作可能なヒートポンプ方式のサイクルを用いて、空調に利用する熱媒または冷媒を生成することがある。
しかしながら、ヒートポンプ方式のサイクルでは、そのサイクルが複雑であり、その結果として車両の重量が増加しやすい。車両の重量は、燃費にダイレクトに影響する。また、エンジンが停止している場合でも空調のためにモータなどの動力源を常に作動させることになり、走行用のバッテリの蓄電電力を使用してしまう。その結果、空調を作動させた状態での走行可能距離は低下する。
By the way, in a hybrid vehicle or the like, the engine may stop even when the vehicle is stopped or running, and heat generation from the engine cannot always be expected, and a shortage of heat is likely to occur. Also, an electric vehicle does not have an engine.
Therefore, in recent years, some vehicles use a heat pump cycle that can be operated regardless of engine failure or stoppage to generate a heat medium or refrigerant used for air conditioning.
However, the cycle of the heat pump system is complicated, and as a result, the weight of the vehicle tends to increase. Vehicle weight directly affects fuel efficiency. In addition, even when the engine is stopped, the power source such as the motor is always operated for air conditioning, and the power stored in the battery for running is used. As a result, the travelable distance with the air conditioning on is reduced.

そこで、特許文献2のように、冷房用の冷媒サイクルにコンプレッサを含むようにバイパス回路を追加し、このバイパス回路の冷媒と熱媒サイクルの熱媒との間で熱交換をすることが考えられる。これにより、エンジンが動作している場合にはエンジンの熱をヒータコアへ供給しつつ、下り坂などでエンジンが停止している場合には冷媒の熱を熱媒へ熱交換することが可能になる。重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジンが停止している場合であっても、冷媒との熱交換により熱媒を温めることが期待できる。
しかしながら、特許文献2のように単に冷媒の循環経路を通常の冷媒サイクルからバイパス回路へ切り替えてコンプレッサを動作させるとしても、熱媒を冷媒との熱交換により有効に温めることができるとは限らない。たとえば直前まで動作していない場合の冷媒は、外気温と同様に冷却された状態にある。
Therefore, as in Patent Document 2, it is conceivable to add a bypass circuit so as to include a compressor in the refrigerant cycle for cooling, and to exchange heat between the refrigerant in the bypass circuit and the heat medium in the heat medium cycle. As a result, the heat of the engine can be supplied to the heater core when the engine is operating, and the heat of the refrigerant can be exchanged with the heat medium when the engine is stopped on a downhill or the like. Without using a heavy and complicated heat pump cycle, the heat transfer medium can be expected to be warmed by heat exchange with the refrigerant even when the engine is stopped.
However, even if the refrigerant circulation path is simply switched from the normal refrigerant cycle to the bypass circuit to operate the compressor as in Patent Document 2, the heat medium cannot always be effectively warmed by heat exchange with the refrigerant. For example, the refrigerant that has not been operated just before is in a state of being cooled to the outside air temperature.

このように車両の空調装置には改善が求められている。 Thus, there is a demand for improvement in vehicle air conditioners.

本発明に係る車両の空調装置は、車両のエンジンの熱を熱媒によりヒータコアへ供給する熱媒サイクルと、コンプレッサにより冷媒を圧縮する冷媒サイクルと、前記熱媒サイクルに設けられ、前記冷媒サイクルの前記コンプレッサの熱または前記コンプレッサの排気管の熱を前記熱媒に伝える伝熱器と、前記冷媒サイクルの前記冷媒を貯蔵するタンクと、前記冷媒サイクルを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記ヒータコアへ熱媒を供給する場合、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵して過少冷媒状態にして前記コンプレッサを動作させる。 A vehicle air conditioner according to the present invention includes: a heat medium cycle that supplies heat from a vehicle engine to a heater core using a heat medium; a refrigerant cycle that compresses a refrigerant with a compressor; a heat transfer device that is provided in the heat medium cycle and transfers heat from the compressor of the refrigerant cycle or heat from an exhaust pipe of the compressor to the heat medium; a tank that stores the refrigerant in the refrigerant cycle; of the refrigerant is stored in the tank to create an insufficient refrigerant state, and the compressor is operated.

好適には、前記タンクは、前記冷媒サイクルの前記冷媒の半分以上を貯蔵可能である、とよい。
Preferably, the tank can store more than half of the refrigerant of the refrigerant cycle .

好適には、前記伝熱器は、前記コンプレッサおよび前記排気管の少なくとも一部を収容する、とよい。 Preferably, the heat exchanger houses at least part of the compressor and the exhaust pipe.

好適には、前記伝熱器から出力される前記熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ、を有し、前記制御部は、前記熱媒温度センサにより検出される前記熱媒の温度に応じて、前記コンプレッサの回転数を制御する、とよい。 Preferably, a heat medium temperature sensor that detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device is provided, and the control unit preferably controls the rotation speed of the compressor according to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor.

好適には、前記車両の外気温を検出する外気温センサ、を有し、前記制御部は、前記外気温センサにより検出される車両の外気温が低くなると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵する、とよい。
好適には、前記制御部は、前記外気温センサにより検出される外気温が高くなると、前記タンクから、前記タンクに貯蔵している前記冷媒を排出する、とよい。
Preferably, the vehicle includes an outside temperature sensor that detects an outside temperature of the vehicle, and the control unit stores the refrigerant of the refrigerant cycle in the tank when the outside temperature of the vehicle detected by the outside temperature sensor becomes low.
Preferably, the controller discharges the refrigerant stored in the tank from the tank when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor rises.

好適には、前記制御部は、前記車両のエンジンの発熱が低下する状態になると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵している状態で前記コンプレッサを動作させる、とよい。 Preferably, the controller operates the compressor while the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank when the heat generation of the engine of the vehicle decreases.

好適には、前記制御部は、前記車両のエンジンが発熱を生じ得る状態になると、前記コンプレッサを停止する、とよい。 Preferably, the control unit stops the compressor when the engine of the vehicle is in a state where heat can be generated.

好適には、前記冷媒サイクルは、前記コンプレッサへのオイル循環を確保するようにオイルセパレータ方式により前記冷媒を循環する、とよい。 Preferably, the refrigerant cycle circulates the refrigerant in an oil separator manner to ensure oil circulation to the compressor.

本発明では、熱媒サイクルのヒータコアへ熱媒を供給する場合、冷媒サイクルの冷媒をタンクへ貯蔵する。これにより、冷媒サイクルは、過少冷媒状態となることができる。過少冷媒状態でコンプレッサを動作させることにより、コンプレッサは、過少冷媒状態でない通常の場合より高く発熱する。伝熱器は、コンプレッサおよび排気管の少なくとも一部を収容し、過少冷媒状態で動作して高温になるコンプレッサの熱、または高温のコンプレッサの排気管の熱を熱媒へ伝える。熱媒は、発熱するコンプレッサまたは排気管の熱により加熱される。その結果、本発明では、過少冷媒状態で動作するコンプレッサの熱を、熱媒サイクルのヒータコアを通じて、車両の室内へ供給することができる。
これに対し、仮にたとえば過少冷媒状態とすることなくコンプレッサを動作させた場合、コンプレッサはあまり多く発熱しない。冷媒の温度もあまり上がらない。しかも、コンプレッサや冷媒の温度が上がるまでに時間がかかる。この場合、熱媒の熱量が不足する際にコンプレッサを作動させて、その作動開始直後から即時的に高い温度にして、その熱を熱媒サイクルのヒータコアを通じて車両の室内へ供給することは、容易でない。
しかも、本発明では、冷媒サイクルと熱媒サイクルとの組み合わせで構成されている。したがって、本発明では、重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジンが停止する場合において熱媒を良好に温めて車両の室内の加温に用いることが可能である。その結果、本発明では、たとえば調温のためだけに走行には不要な状態においてエンジンを動作させる必要が少なくできる。また、本発明では、コンプレッサを作動させる単位エネルギー当たりの発熱量を増やすことができるので、高い発熱効率により車両の燃費を改善できる。
このように本発明では、車両の空調装置を改善することができる。
In the present invention, when supplying the heat medium to the heater core of the heat medium cycle, the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank. As a result, the refrigerant cycle can enter an insufficient refrigerant state. By operating the compressor under refrigerant starvation conditions, the compressor will generate more heat than would normally be the case without refrigerant starvation. The heat exchanger accommodates at least a part of the compressor and the exhaust pipe, and transfers the heat of the compressor, which is high in temperature due to operation in a state of insufficient refrigerant, or the heat of the exhaust pipe of the high-temperature compressor, to the heat medium. The heat medium is heated by the heat of the exothermic compressor or the exhaust pipe. As a result, in the present invention, the heat of the compressor that operates in a refrigerant shortage state can be supplied to the interior of the vehicle through the heater core of the heat medium cycle.
On the other hand, if the compressor is operated without, for example, an insufficient refrigerant state, the compressor does not generate much heat. The temperature of the refrigerant does not rise too much. Moreover, it takes time for the temperature of the compressor and the refrigerant to rise. In this case, it is not easy to operate the compressor when the amount of heat in the heat medium is insufficient, immediately raise the temperature to a high temperature immediately after the start of operation, and supply the heat to the interior of the vehicle through the heater core of the heat medium cycle.
Moreover, in the present invention, the refrigerant cycle and the heat medium cycle are combined. Therefore, in the present invention, it is possible to warm the heat transfer medium well and use it for warming the interior of the vehicle when the engine is stopped without using a heavy and complicated heat pump type cycle. As a result, in the present invention, it is possible to reduce the need to operate the engine when it is not necessary for driving, for example, just for temperature control. In addition, in the present invention, the amount of heat generated per unit of energy for operating the compressor can be increased, so the fuel efficiency of the vehicle can be improved due to the high heat generation efficiency.
Thus, the present invention can improve the air conditioning system of a vehicle.

図1は、本発明の実施形態に係る車両の空調装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の空調ECUによる冷媒のタンクへの貯蔵制御のフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart of storage control of the refrigerant in the tank by the air conditioning ECU of FIG. 図3は、図1の空調ECUによるコンプレッサの作動制御のフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart of compressor operation control by the air conditioning ECU of FIG. 図4は、図1の車両の空調装置による熱媒の制御例の模式的なタイミングチャートである。横軸は、時間である。FIG. 4 is a schematic timing chart of an example of heat medium control by the vehicle air conditioner of FIG. The horizontal axis is time.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る車両の空調装置1の説明図である。
図1の車両の空調装置1は、冷媒サイクル10、熱媒サイクル20、および、これらの作動を制御する制御部としての空調ECU31、を有する。冷媒サイクル10、および熱媒サイクル20は、たとえば車両のエンジン22とともに、車両のエンジン室に設けられる。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.
The vehicle air conditioner 1 of FIG. 1 has a refrigerant cycle 10, a heat medium cycle 20, and an air conditioning ECU 31 as a control unit that controls the operations of these. The refrigerant cycle 10 and the heat medium cycle 20 are provided, for example, together with the engine 22 of the vehicle in the engine room of the vehicle.

冷媒サイクル10は、冷媒を循環させるために、コンプレッサ11、オイルセパレータ12、コンデンサ13、膨張弁14、およびエバボレータ15が、その順番で耐圧チューブにより連結される。エバボレータ15は、車両の室内に通じる空調ダクト2に設けられる。
冷媒は、たとえばR12、r134aなどでよい。
コンプレッサ11は、冷媒を圧縮し、オイルセパレータ12を通じてコンデンサ13へ供給する。コンデンサ13は、圧縮された冷媒を凝集して液化する。膨張弁14は、凝集により液化している冷媒をエバボレータ15へ向けて噴霧する。噴霧された冷媒は、エバボレータ15において気化する。液状の冷媒が気化することにより、エバボレータ15は、その周囲から気化熱を吸収する。空調ダクト2内の空気は、エバボレータ15により冷却される。
気化した冷媒は、エバボレータ15からコンプレッサ11へ供給され、再び圧縮される。このようにして冷媒サイクル10は、冷媒を循環させて、空調ダクト2内の空気を冷却し続けることができる。
オイルセパレータ12は、冷媒に混ざるオイルを分離し、コンプレッサ11へ戻す。これにより、コンプレッサ11は、コンプレッサ11へのオイル循環を確保できる。
In order to circulate the refrigerant, the refrigerant cycle 10 includes a compressor 11, an oil separator 12, a condenser 13, an expansion valve 14, and an evaporator 15, which are connected in that order by pressure-resistant tubes. The evaporator 15 is provided in the air conditioning duct 2 leading to the interior of the vehicle.
The refrigerant may be, for example, R12, r134a, or the like.
Compressor 11 compresses the refrigerant and supplies it to condenser 13 through oil separator 12 . The condenser 13 condenses and liquefies the compressed refrigerant. The expansion valve 14 sprays the refrigerant liquefied by condensation toward the evaporator 15 . The sprayed coolant is vaporized in the evaporator 15 . As the liquid refrigerant evaporates, the evaporator 15 absorbs heat of vaporization from its surroundings. Air in the air conditioning duct 2 is cooled by the evaporator 15 .
The vaporized refrigerant is supplied from the evaporator 15 to the compressor 11 and compressed again. In this manner, the refrigerant cycle 10 can continue to circulate the refrigerant and cool the air within the air conditioning duct 2 .
The oil separator 12 separates oil mixed with the refrigerant and returns it to the compressor 11 . Thereby, the compressor 11 can ensure oil circulation to the compressor 11 .

熱媒サイクル20は、熱媒を循環させるために、ウォータポンプ21、車両のエンジン22、伝熱器23、およびヒータコア24が、その順番で耐圧チューブにより連結される。ヒータコア24は、車両の室内に通じる空調ダクト2に設けられる。なお、熱媒サイクル20は、この他にも、ヒータコア24および伝熱器23と並列的に連結される図示外のラジエタを備えてよい。ラジエタは、熱媒を外気により冷却する。
熱媒は、たとえば冷却水でよい。熱媒は、この他にもたとえば冷却用のオイルでよい。
ウォータポンプ21は、熱媒としての冷却水を、熱媒サイクル20において強制循環させる。エンジン22を通過した熱媒は、作動するエンジン22の排熱により温められ、伝熱器23を通過し、ヒータコア24へ循環する。ヒータコア24は、車両のエンジン22の熱が熱媒により供給されることにより加熱され、空調ダクト2内の空気を温める。空調ダクト2内の空気は、ヒータコア24により加温される。
ヒータコア24を通過した熱媒は、再びウォータポンプ21へ供給される。このようにして熱媒サイクル20は、熱媒を循環させて、空調ダクト2内の空気を加温し続けることができる。
In order to circulate the heat medium, the heat medium cycle 20 includes a water pump 21, a vehicle engine 22, a heat transfer device 23, and a heater core 24, which are connected in that order by a pressure-resistant tube. The heater core 24 is provided in the air conditioning duct 2 leading to the interior of the vehicle. In addition, the heat medium cycle 20 may also include a radiator (not shown) connected in parallel with the heater core 24 and the heat transfer device 23 . The radiator cools the heat medium with outside air.
The heat medium may be cooling water, for example. The heat medium may also be, for example, cooling oil.
The water pump 21 forcedly circulates cooling water as a heat medium in the heat medium cycle 20 . The heat medium that has passed through the engine 22 is warmed by exhaust heat from the operating engine 22 , passes through the heat transfer device 23 , and circulates to the heater core 24 . The heater core 24 is heated by being supplied with the heat of the vehicle engine 22 by the heat medium, and heats the air in the air conditioning duct 2 . Air in the air conditioning duct 2 is heated by the heater core 24 .
The heat medium that has passed through the heater core 24 is supplied to the water pump 21 again. In this manner, the heat medium cycle 20 can continue to heat the air in the air conditioning duct 2 by circulating the heat medium.

空調ECU31は、車両に設けられる車載ネットワーク30に接続される。車載ネットワーク30には、この他にもたとえばエンジンECU32、走行制御ECU33、ユーザインタフェースECU34、などが接続される。
空調ECU31は、ユーザインタフェースECU34からの温度設定に基づいて、車室の温度が設定温度となるように、冷媒サイクル10および熱媒サイクル20の作動を制御する。
The air conditioning ECU 31 is connected to an in-vehicle network 30 provided in the vehicle. In addition, an engine ECU 32, a travel control ECU 33, a user interface ECU 34, and the like are also connected to the in-vehicle network 30, for example.
The air conditioning ECU 31 controls the operation of the refrigerant cycle 10 and the heat medium cycle 20 based on the temperature setting from the user interface ECU 34 so that the temperature of the passenger compartment reaches the set temperature.

ところで、車両のエンジンECU32は、停車中や走行中などにおいてエンジン22の駆動力が不要である場合、エンジン22を停止する制御を実行する。また、車両がエンジン22以外の動力源としてたとえばモータなどを有する場合、エンジンECU32は、エンジン22を停止してモータの駆動で車両を走行させることがある。このように走行中などにおいてエンジン22が停止制御される場合、走行中などにおいてエンジン22が停止することなく継続的に作動している場合と比べて、エンジン22の発熱量が減ることがある。この場合、熱媒サイクル20は、エンジン22の発熱を常に期待することができず、エンジン22の停止制御中には熱量不足が生じやすい。熱量不足が生じると、空調ECU31は、熱媒サイクル20を作動させても、車室を設定温度まで温めたり、車室を設定温度に維持したりできなくなる。 By the way, the engine ECU 32 of the vehicle executes control to stop the engine 22 when the driving force of the engine 22 is unnecessary while the vehicle is stopped or running. Also, if the vehicle has a motor or the like as a power source other than the engine 22, the engine ECU 32 may stop the engine 22 and run the vehicle by driving the motor. When the engine 22 is controlled to be stopped while the vehicle is running in this way, the amount of heat generated by the engine 22 may be reduced compared to when the engine 22 is continuously operated without being stopped while the vehicle is running. In this case, the heat medium cycle 20 cannot be expected to generate heat from the engine 22 at all times, and the amount of heat is likely to be insufficient during the stop control of the engine 22 . When the amount of heat is insufficient, the air conditioning ECU 31 cannot warm the vehicle compartment to the set temperature or maintain the vehicle compartment at the set temperature even if the heat medium cycle 20 is operated.

そこで、車両には、最近、エンジン22の作動停止にかかわらず作動可能なヒートポンプ方式のサイクルを用いて、空調に利用する熱媒体を加熱または冷却するものが増えている。
しかしながら、ヒートポンプ方式のサイクルでは、熱媒体を加熱し且つ冷却できるようにするためにサイクルが複雑化し、空調装置1の重量が増加する。車両の重量は、燃費にダイレクトに影響する。
しかも、ヒートポンプ方式のサイクルでは、エンジン22が作動している場合でも、空調のためのモータを作動させ続ける。これにより、走行用のバッテリの蓄電電力は、空調のために消費され続ける。空調を作動させた状態での走行可能距離は、格段に低下する。
Therefore, recently, an increasing number of vehicles heat or cool a heat medium used for air conditioning using a heat pump cycle that can be operated regardless of whether the engine 22 is stopped.
However, in the heat pump type cycle, the cycle is complicated and the weight of the air conditioner 1 is increased in order to be able to heat and cool the heat medium. Vehicle weight directly affects fuel efficiency.
Moreover, in the heat pump cycle, the motor for air conditioning continues to operate even when the engine 22 is operating. As a result, the electric power stored in the running battery continues to be consumed for air conditioning. The mileage that can be traveled with the air conditioning on is significantly reduced.

このように車両の空調装置1では、改善することが求められている。 Thus, the vehicle air conditioner 1 is required to be improved.

そこで、本実施形態では、熱媒サイクル20のたとえばエンジン22とヒータコア24との間に、伝熱器23を設ける。伝熱器23は、冷媒サイクル10のコンプレッサ11と、コンプレッサ11の排気管16とを収容する容器である。伝熱器23は、伝熱器23からの放熱を抑制するために断熱構造に形成されてもよい。これにより、伝熱器23は、冷媒サイクル10のコンプレッサ11の熱またはコンプレッサ11の排気管16の熱を、熱媒に伝えることができる。 Therefore, in the present embodiment, a heat transfer device 23 is provided between, for example, the engine 22 and the heater core 24 of the heat medium cycle 20 . The heat transfer device 23 is a container that accommodates the compressor 11 of the refrigerant cycle 10 and the exhaust pipe 16 of the compressor 11 . The heat transfer device 23 may be formed in a heat insulating structure to suppress heat radiation from the heat transfer device 23 . Thereby, the heat transfer device 23 can transfer the heat of the compressor 11 of the refrigerant cycle 10 or the heat of the exhaust pipe 16 of the compressor 11 to the heat medium.

また、冷媒サイクル10には、冷媒を貯蔵するタンク17を設ける。タンク17は、冷媒サイクル10の冷媒の7~8割以上を貯蔵できるサイズに形成する。タンク17は、冷媒サイクル10の冷媒の半分以上を貯蔵できるサイズに形成されてもよい。タンク17は、冷媒サイクル10において、たとえば膨張弁14に対して並列に接続される。タンク17へ冷媒を分岐する分岐管には、開閉制御可能な流入弁18が設けられる。タンク17から冷媒を戻す戻し管には、開閉制御可能な流出弁19が設けられる。
Further, the refrigerant cycle 10 is provided with a tank 17 for storing refrigerant. The tank 17 is formed in a size capable of storing 70% to 80% or more of the refrigerant of the refrigerant cycle 10 . The tank 17 may be sized to store more than half of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 . The tank 17 is connected in parallel with the expansion valve 14 in the refrigerant cycle 10, for example. A branch pipe that branches the refrigerant to the tank 17 is provided with an inflow valve 18 whose opening and closing can be controlled. A return pipe for returning the refrigerant from the tank 17 is provided with an outflow valve 19 that can be controlled to open and close.

また、制御部としての空調ECU31には、外気温センサ35、熱媒温度センサ36、が接続される。
外気温センサ35は、車両の外気温を検出する。
熱媒温度センサ36は、伝熱器23から出力される熱媒の温度を検出する。
An outside air temperature sensor 35 and a heat medium temperature sensor 36 are connected to the air conditioning ECU 31 as a control unit.
The outside air temperature sensor 35 detects the outside air temperature of the vehicle.
A heat medium temperature sensor 36 detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23 .

そして、空調ECU31は、これらの温度センサ35,36により検出される温度を用いて、冷媒サイクル10での冷媒の循環、および熱媒サイクル20での熱媒の循環を制御する。具体的には、空調ECU31は、流入弁18の開閉、流出弁19の開閉、コンプレッサ11の作動停止、ウォータポンプ21の作動停止、を制御する。たとえばヒータコア24へ熱媒を供給して車室の温度を上げる場合、空調ECU31は、ウォータポンプ21を作動させて、熱媒サイクル20で熱媒を循環する。エバボレータ15へ冷媒を供給して車室の温度を下げる場合、空調ECU31は、流入弁18および流出弁19をともに閉じた状態でコンプレッサ11を作動させて、冷媒サイクル10で冷媒を循環する。 The air conditioning ECU 31 uses the temperatures detected by these temperature sensors 35 and 36 to control the circulation of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 and the circulation of the heat medium in the heat medium cycle 20 . Specifically, the air conditioning ECU 31 controls opening and closing of the inflow valve 18 , opening and closing of the outflow valve 19 , stoppage of operation of the compressor 11 , and stoppage of operation of the water pump 21 . For example, when supplying a heat medium to the heater core 24 to raise the temperature of the passenger compartment, the air conditioning ECU 31 operates the water pump 21 to circulate the heat medium in the heat medium cycle 20 . When supplying refrigerant to the evaporator 15 to lower the temperature of the passenger compartment, the air conditioning ECU 31 operates the compressor 11 with both the inflow valve 18 and the outflow valve 19 closed to circulate the refrigerant in the refrigerant cycle 10 .

図2は、図1の空調ECU31による冷媒の貯蔵制御のフローチャートである。
空調ECU31は、たとえば車両に乗員が乗車している場合に、図2の処理を繰り返し実行する。
FIG. 2 is a flow chart of refrigerant storage control by the air conditioning ECU 31 of FIG.
The air-conditioning ECU 31 repeatedly executes the process of FIG. 2, for example, when an occupant is in the vehicle.

ステップST1において、空調ECU31は、外気温センサ35により検出される車両の外気温を、加温要温度と比較する。加温要温度は、たとえば車室の加温が必要となると考えられる最高の温度でよい。車両の外気温が加温要温度以下である場合、空調ECU31は、処理をステップST3へ進める。車両の外気温が加温要温度より高い場合、空調ECU31は、処理をステップST2へ進める。 In step ST1, the air conditioning ECU 31 compares the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor 35 with the heating required temperature. The heating required temperature may be, for example, the maximum temperature at which heating of the passenger compartment is considered necessary. When the outside air temperature of the vehicle is equal to or lower than the heating required temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST3. When the outside air temperature of the vehicle is higher than the heating required temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST2.

ステップST2において、空調ECU31は、車内加温の要否を判断する。空調ECU31は、たとえばユーザインタフェースECU34からの車内加温の指示がある場合、車内加温が必要と判断し、処理をステップST2へ進める。ユーザインタフェースECU34から車内加温の指示がない場合、空調ECU31は、車内加温を不要と判断し、処理をステップST4へ進める。 In step ST2, the air-conditioning ECU 31 determines whether it is necessary to heat the interior of the vehicle. For example, when there is an instruction to heat the interior of the vehicle from the user interface ECU 34, the air conditioning ECU 31 determines that the heating of the interior of the vehicle is necessary, and advances the process to step ST2. When there is no instruction to heat the interior of the vehicle from the user interface ECU 34, the air conditioning ECU 31 determines that the heating of the interior of the vehicle is unnecessary, and advances the process to step ST4.

ステップST3において、空調ECU31は、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵する。空調ECU31は、流出弁19を閉じたまま流入弁18を開き、コンプレッサ11を作動させる。これにより、冷媒サイクル10の冷媒は、タンク17に流入して圧縮して蓄積される。空調ECU31は、たとえば図示外の圧力センサによりタンク17の内圧を繰り返し計測し、または図示外のタイマにより経過時間を計測し、冷媒サイクル10の冷媒の7~8割以上がタンク17に蓄積されていると考えられる状態になると、流出弁19を閉じたまま流入弁18を閉じる。これにより、冷媒サイクル10は、過少冷媒状態となる。 In step ST<b>3 , the air conditioning ECU 31 stores the refrigerant of the refrigerant cycle 10 in the tank 17 . The air conditioning ECU 31 opens the inflow valve 18 while keeping the outflow valve 19 closed, and operates the compressor 11 . Thereby, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 flows into the tank 17 and is compressed and accumulated. The air conditioning ECU 31, for example, repeatedly measures the internal pressure of the tank 17 with a pressure sensor (not shown) or measures the elapsed time with a timer (not shown), and when it is considered that 70% to 80% or more of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 is accumulated in the tank 17, the inflow valve 18 is closed while the outflow valve 19 is closed. As a result, the refrigerant cycle 10 enters an insufficient refrigerant state.

ステップST4において、空調ECU31は、タンク17に貯蔵されている冷媒を冷媒サイクル10へ戻す。空調ECU31は、流入弁18を閉じたまま流出弁19を開き、コンプレッサ11を作動させる。これにより、タンク17の冷媒は、冷媒サイクル10へ戻る。空調ECU31は、たとえば図示外の圧力センサによりタンク17の内圧を繰り返し計測し、または図示外のタイマにより経過時間を計測し、タンク17の冷媒がほぼ無くなると考えられる状態になると、流入弁18を閉じたまま流出弁19を閉じる。これにより、タンク17は、冷媒サイクル10から分離される。冷媒サイクル10は、通常量の冷媒が存在する状態になる。空調ECU31は、外気温センサ35により検出される外気温が車内加温を不要とする程度に高い場合、タンク17から、タンク17に貯蔵している冷媒を排出する。
In step ST<b>4 , the air conditioning ECU 31 returns the refrigerant stored in the tank 17 to the refrigerant cycle 10 . The air conditioning ECU 31 opens the outflow valve 19 while keeping the inflow valve 18 closed, and operates the compressor 11 . Thereby, the refrigerant in the tank 17 returns to the refrigerant cycle 10 . The air conditioning ECU 31, for example, repeatedly measures the internal pressure of the tank 17 using a pressure sensor (not shown) or measures the elapsed time using a timer (not shown), and closes the outflow valve 19 while keeping the inflow valve 18 closed when the tank 17 is considered to run out of refrigerant. The tank 17 is thereby separated from the refrigerant cycle 10 . The refrigerant cycle 10 is brought to a state where a normal amount of refrigerant is present. The air conditioning ECU 31 discharges the refrigerant stored in the tank 17 from the tank 17 when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 35 is high enough to eliminate the need for heating the vehicle interior.

このように、本実施形態では、ステップST2の判断によりステップST3へ進むことにより、ステップST2の判断によりステップST3へ進んでいなくとも、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵することができる。
また、ステップST2の判断にかかわらずステップST1の判断によりステップST3へ進むことになり、走行途中においてエンジン22が停止している状態で車内加温が操作されたとしても、冷媒サイクル10を予め過少冷媒状態に準備しておいて即時的にコンプレッサ11を作動させて発熱させることが可能になる。
Thus, in the present embodiment, by proceeding to step ST3 based on the determination in step ST2, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 can be stored in the tank 17 even if the determination in step ST2 does not proceed to step ST3.
In addition, regardless of the judgment in step ST2, the process proceeds to step ST3 by the judgment in step ST1, and even if the vehicle interior heating is operated while the engine 22 is stopped while the vehicle is running, the refrigerant cycle 10 is prepared in advance in an insufficient refrigerant state, and the compressor 11 can be immediately operated to generate heat.

図3は、図1の空調ECU31によるコンプレッサ11の作動制御のフローチャートである。
空調ECU31は、たとえば車両に乗員が乗車している場合に、図3の処理を繰り返し実行する。
FIG. 3 is a flow chart of operation control of the compressor 11 by the air conditioning ECU 31 of FIG.
The air-conditioning ECU 31 repeatedly executes the process of FIG. 3, for example, when an occupant is in the vehicle.

ステップST11において、空調ECU31は、図2のステップST3による冷媒のタンク17への貯蔵が完了したか否かを判断する。冷媒のタンク17への貯蔵が完了している場合、空調ECU31は、処理をステップST12へ進める。冷媒のタンク17への貯蔵が完了していない場合、空調ECU31は、図3の処理を終了する。冷媒のタンク17への貯蔵が完了している場合、冷媒サイクル10は、過少冷媒状態になる。 In step ST11, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the refrigerant has been stored in the tank 17 in step ST3 of FIG. When the storage of the refrigerant in the tank 17 is completed, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST12. If the storage of the refrigerant in the tank 17 has not been completed, the air conditioning ECU 31 terminates the processing of FIG. When the storage of the refrigerant in the tank 17 is completed, the refrigerant cycle 10 is in a state of insufficient refrigerant.

ステップST12において、空調ECU31は、車内加温の要否を判断する。空調ECU31は、たとえばユーザインタフェースECU34からの車内加温の開始指示があった場合、車内加温が必要と判断し、処理をステップST13へ進める。ユーザインタフェースECU34から車内加温の開始指示がない場合、空調ECU31は、車内加温を不要と判断し、図3の処理を終了する。なお、ユーザインタフェースECU34からの車内加温の開始指示があった場合、空調ECU31は、すでに熱媒サイクル20において熱媒を循環させて、車室の加温を開始している。したがって、空調ECU31は、車内加温の指示により熱媒サイクル20を用いた加温を開始した後に、処理をステップST13へ進めることになる。 In step ST12, the air-conditioning ECU 31 determines whether it is necessary to heat the interior of the vehicle. For example, when the user interface ECU 34 issues an instruction to start heating the interior of the vehicle, the air conditioning ECU 31 determines that the heating of the interior of the vehicle is necessary, and advances the process to step ST13. When the user interface ECU 34 does not give an instruction to start heating the vehicle interior, the air conditioning ECU 31 determines that the heating of the vehicle interior is unnecessary, and terminates the processing of FIG. 3 . When the user interface ECU 34 issues an instruction to start heating the vehicle interior, the air conditioning ECU 31 has already started to heat the vehicle interior by circulating the heat medium in the heat medium cycle 20 . Therefore, the air-conditioning ECU 31 advances the process to step ST13 after starting heating using the heat medium cycle 20 in response to the instruction to warm the vehicle interior.

ステップST13において、空調ECU31は、車両のエンジン22の発熱が低下する状態を、エンジン22の停止の有無により判断する。エンジンECU32は、たとえば走行制御ECU33からの指示により、たとえば長い下り坂を走行する場合、アイドリングでの停車が生じる場合、エンジン22への燃料供給を停止する。空調ECU31は、たとえばこの走行制御ECU33からエンジンECU32への指示を取得すると、エンジン22が停止すると判断し、処理をステップST14へ進める。エンジン22が停止していないと判断する場合、空調ECU31は、処理をステップST18へ進める。 In step ST13, the air conditioning ECU 31 determines whether the heat generation of the engine 22 of the vehicle is reduced based on whether or not the engine 22 is stopped. The engine ECU 32 stops the supply of fuel to the engine 22 in response to an instruction from the travel control ECU 33, for example, when the vehicle travels down a long downhill slope or when the vehicle stops at idling. The air conditioning ECU 31 determines that the engine 22 is to be stopped, for example, upon obtaining an instruction from the travel control ECU 33 to the engine ECU 32, and advances the process to step ST14. When determining that the engine 22 is not stopped, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST18.

ステップST14において、空調ECU31は、熱媒温度センサ36により検出される伝熱器23から出力される熱媒の温度が、所定の補助開始温度以下であるか否かを判断する。補助開始温度は、たとえばエンジン22が冬季に通常負荷で連続的に作動している場合での熱媒の定常温度より低い温度であればよい。また、補助開始温度は、後述するように、熱媒の温度として熱量が不足して車室を良好に温めることができなくなる熱量不足温度より高い温度とするとよい。熱媒の検出温度が補助開始温度以下である場合、空調ECU31は、処理をステップST16へ進める。熱媒の検出温度が補助開始温度より高い場合、空調ECU31は、処理をステップST15へ進める。 In step ST14, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23 detected by the heat medium temperature sensor 36 is equal to or lower than a predetermined auxiliary start temperature. The auxiliary start temperature may be, for example, a temperature lower than the steady-state temperature of the heat medium when the engine 22 is continuously operated under normal load in winter. Also, as will be described later, the auxiliary start temperature is preferably set to a temperature higher than the insufficient heat quantity temperature at which the heat transfer medium cannot sufficiently heat the passenger compartment due to insufficient heat quantity. When the detected temperature of the heat medium is equal to or lower than the assist start temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST16. When the detected temperature of the heat medium is higher than the auxiliary start temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST15.

ステップST15において、空調ECU31は、熱媒の検出温度が、所定の補助停止温度以上であるか否かを判断する。補助停止温度は、補助開始温度より高く、かつ、たとえばエンジン22が冬季に通常負荷で連続的に作動している場合での熱媒の定常温度より低い温度であればよい。また、補助停止温度は、補助開始温度より高く、かつ、コンプレッサ11の耐熱温度より低い温度であればよい。熱媒の検出温度が補助停止温度以上である場合、空調ECU31は、処理をステップST18へ進める。熱媒の検出温度が補助停止温度より低い場合、空調ECU31は、処理をステップST16へ進める。 In step ST15, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the detected temperature of the heat medium is equal to or higher than a predetermined auxiliary stop temperature. The auxiliary stop temperature may be higher than the auxiliary start temperature and lower than the steady-state temperature of the heat medium when the engine 22 is continuously operating under normal load in winter, for example. Also, the auxiliary stop temperature may be higher than the auxiliary start temperature and lower than the heat resistant temperature of the compressor 11 . When the detected temperature of the heat medium is equal to or higher than the auxiliary stop temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST18. When the detected temperature of the heat medium is lower than the auxiliary stop temperature, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST16.

ステップST16において、空調ECU31は、熱媒温度センサ36により検出される伝熱器23から出力される熱媒の温度に応じたコンプレッサ11の回転数を取得する。空調ECU31は、取得可能なコンプレッサ11の回転数として、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ11がその耐熱温度を上回ることがない回転数の範囲から取得する。空調ECU31は、その回転数の範囲において、熱媒の温度が高いほど高い回転数を取得してよい。必要以上の回転数としないことにより、コンプレッサ11を回転させるために消費するエネルギーを最適化できる。 In step ST<b>16 , the air conditioning ECU 31 acquires the rotational speed of the compressor 11 according to the temperature of the heat medium output from the heat transfer device 23 detected by the heat medium temperature sensor 36 . The air-conditioning ECU 31 obtains the obtainable rotation speed of the compressor 11 from a rotation speed range in which the compressor 11 operating in an insufficient refrigerant state does not exceed its heat-resistant temperature. The air-conditioning ECU 31 may obtain a higher rotation speed within that rotation speed range as the temperature of the heat medium is higher. The energy consumed for rotating the compressor 11 can be optimized by not increasing the number of revolutions more than necessary.

ステップST17において、空調ECU31は、取得した回転数で、コンプレッサ11を作動する。これにより、コンプレッサ11は、エンジン22が停止する場合に過少冷媒状態で作動し、コンプレッサ11の発熱により熱媒を加熱することができる。熱媒は、エンジン22が停止しているにもかかわらず、コンプレッサ11により加温されて、たとえばエンジン22の停止前と同様に高い温度に維持されるようになり得る。また、エンジン22の停止前よりも温度が低下する場合であっても、冷媒の温度の低下割合を低くすることができる。その後、空調ECU31は、処理をステップST19へ進める。 In step ST17, the air conditioning ECU 31 operates the compressor 11 at the obtained rotational speed. As a result, the compressor 11 can operate in a refrigerant shortage state when the engine 22 is stopped, and the heating medium can be heated by the heat generated by the compressor 11 . Even though the engine 22 is stopped, the heat medium can be heated by the compressor 11 and maintained at the same high temperature as before the engine 22 was stopped, for example. Moreover, even when the temperature is lower than before the engine 22 is stopped, the rate of decrease in the temperature of the coolant can be reduced. After that, the air conditioning ECU 31 advances the process to step ST19.

ステップST18において、空調ECU31は、コンプレッサ11を停止する。これにより、過少冷媒状態でのコンプレッサ11の作動を停止することができる。これにより、エンジン22が作動する場合において、コンプレッサ11を過少冷媒状態で作動させないようできる。 In step ST<b>18 , the air conditioning ECU 31 stops the compressor 11 . This makes it possible to stop the operation of the compressor 11 in the insufficient refrigerant state. As a result, when the engine 22 is operating, the compressor 11 can be prevented from operating in an insufficient refrigerant state.

ステップST19において、空調ECU31は、室内加温が終了するか否かを判断する。空調ECU31は、たとえば乗員の降車やユーザインタフェースECU34からの車内加温の終了指示があった場合、室内加温の終了と判断し、処理をステップST20へ進める。車内加温の終了指示がない場合、空調ECU31は、処理をステップST3へ戻す。空調ECU31は、車内加温の終了指示があるまで、ステップST3からステップST19までの処理を繰り返す。この間に、熱媒の検出温度が補助停止温度より低い場合、ステップST16およびステップST17の処理により、コンプレッサ11が過少冷媒状態で作動する。熱媒の検出温度が補助停止温度以上である場合、ステップST18の処理により、コンプレッサ11の過少冷媒状態での作動が停止する。 In step ST19, the air conditioning ECU 31 determines whether or not the heating of the room is finished. The air-conditioning ECU 31 determines that the heating of the interior of the vehicle has ended, and advances the process to step ST20 when, for example, the passenger gets off the vehicle or the user interface ECU 34 issues an instruction to end the heating of the interior of the vehicle. When there is no instruction to end heating of the vehicle interior, the air conditioning ECU 31 returns the process to step ST3. The air-conditioning ECU 31 repeats the processing from step ST3 to step ST19 until an instruction to end heating of the vehicle interior is given. During this time, if the detected temperature of the heat medium is lower than the auxiliary stop temperature, the compressor 11 operates in an insufficient refrigerant state by the processing of steps ST16 and ST17. When the detected temperature of the heat medium is equal to or higher than the auxiliary stop temperature, the process of step ST18 stops the operation of the compressor 11 in the insufficient refrigerant state.

ステップST20において、空調ECU31は、作動中のコンプレッサ11を停止する。その後、空調ECU31は、図3の処理を終了する。 In step ST20, the air conditioning ECU 31 stops the compressor 11 in operation. After that, the air conditioning ECU 31 terminates the processing of FIG.

図4は、図1の車両の空調装置1による熱媒の制御例の模式的なタイミングチャートである。横軸は、時間である。
図4(A)は、走行中のエンジン22の作動状態である。たとえば走行中に長い下り坂を走行する場合、または走行中において長い期間で減速または停止する場合、エンジン22が停止する。
図4(B)は、コンプレッサ11の作動状態である。コンプレッサ11は、図4(A)においてエンジン22が停止する期間において連続的に作動し続ける。
FIG. 4 is a schematic timing chart of an example of heat medium control by the vehicle air conditioner 1 of FIG. The horizontal axis is time.
FIG. 4A shows the operating state of the engine 22 during running. For example, the engine 22 is stopped when driving down a long downhill during driving, or when decelerating or stopping for a long period of time during driving.
FIG. 4B shows the operating state of the compressor 11 . The compressor 11 continues to operate continuously while the engine 22 is stopped in FIG. 4(A).

図4(C)は、熱媒の検出温度である。熱媒の検出温度は、走行中にエンジン22が停止すると、温度が低下し始める。しかしながら、過少冷媒状態で作動して発熱するコンプレッサ11の熱により、熱媒が加熱されているため、図4(C)の実線で示すように、熱媒の温度低下が抑制される。その後、エンジン22が作動を再開すると、熱媒の温度は停止前と同様の温度に回復する。図4(C)の破線は、エンジン22の停止中にコンプレッサ11を作動させなかった場合での熱媒の検出温度である。この場合、エンジン22の停止期間が長くなると、ヒータコア24により熱を奪われる熱媒の温度は、熱量不足となり、車室を良好に温めることができる下限温度より低くなる。熱量不足になると、空調ECU31は、エンジンECU32へ、エンジン22の始動指示を出力する。これにより、図4(A)に破線で示すように、エンジン22が始動する。エンジン22は、エンジン22が停止可能な期間より早く始動してしまう。エンジン22が実際に停止している期間は、エンジン22が停止可能な期間より短くなる。
これに対し、図4(C)の実線では、エンジン22の停止期間が長くなっても熱媒の温度は下限温度より低くなることはない。車室を良好に温め続けることができる。エンジン22は、エンジン22が停止可能な期間におい実際に停止することが可能になる。
FIG. 4C shows the detected temperature of the heat medium. The detected temperature of the heat medium begins to drop when the engine 22 stops during running. However, since the heat medium is heated by the heat generated by the compressor 11 which operates in a refrigerant shortage state and generates heat, the temperature drop of the heat medium is suppressed as indicated by the solid line in FIG. 4(C). After that, when the engine 22 resumes operation, the temperature of the heat medium recovers to the same temperature as before the stop. The dashed line in FIG. 4C is the detected temperature of the heat medium when the compressor 11 is not operated while the engine 22 is stopped. In this case, if the period during which the engine 22 is stopped becomes longer, the temperature of the heat medium from which heat is taken away by the heater core 24 becomes insufficient and becomes lower than the lower limit temperature at which the vehicle interior can be warmed well. When the amount of heat becomes insufficient, the air conditioning ECU 31 outputs an instruction to start the engine 22 to the engine ECU 32 . As a result, the engine 22 is started as indicated by the dashed line in FIG. 4(A). The engine 22 starts earlier than the period in which the engine 22 can stop. The period during which the engine 22 is actually stopped is shorter than the period during which the engine 22 can be stopped.
On the other hand, in the solid line of FIG. 4(C), the temperature of the heat medium does not fall below the lower limit temperature even if the engine 22 is stopped for a long period of time. The passenger compartment can be kept well warmed. The engine 22 is allowed to actually stop during the period in which the engine 22 can be stopped.

以上のように、本実施形態では、熱媒サイクル20のヒータコア24へ熱媒を供給する場合、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵する。タンク17は、たとえば冷媒サイクル10の冷媒の半分以上、好ましくは7~8割以上を貯蔵してよい。これにより、冷媒サイクル10は、過少冷媒状態となる。この過少冷媒状態でコンプレッサ11を作動させることにより、コンプレッサ11は、過少冷媒状態でない通常の場合より高い温度に発熱する。伝熱器23は、コンプレッサ11および排気管16を収容する容器である。伝熱器23は、過少冷媒状態で作動して高温になるコンプレッサ11の熱、または高温のコンプレッサ11の排気管16の熱を熱媒へ伝える。熱媒は、発熱するコンプレッサ11または排気管16の熱により良好に加熱され得る。その結果、本実施形態では、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ11の熱を、熱媒サイクル20のヒータコア24を通じて、車両の室内へ供給することができる。
これに対し、仮にたとえば過少冷媒状態とすることなくコンプレッサ11を作動させた場合、コンプレッサ11はあまり多くの発熱をすることなく、しかも、その少ない発熱が得られるまでに時間がかかる。コンプレッサ11を作動開始直後から即時的に高い温度へ発熱させることはできない。
しかも、本実施形態では、重量があって複雑なヒートポンプ方式のサイクルを用いることなく、エンジン22が停止している場合において、熱媒を良好に温めて車両の室内の加温に用いることが可能である。その結果、本実施形態では、たとえば調温のためだけに走行には不要な状態においてエンジン22を作動させる必要がなくなる。また、本実施形態では、コンプレッサ11を作動させるための単位エネルギー当たりの発熱が増えているので、高い発熱効率を得て、車両の燃費を改善することができる。本実施形態では、車両の空調装置1を改善することができる。

As described above, in this embodiment, when supplying the heat medium to the heater core 24 of the heat medium cycle 20 , the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17 . The tank 17 may store, for example, half or more of the refrigerant in the refrigerant cycle 10 , preferably 70% to 80% or more. As a result, the refrigerant cycle 10 enters an insufficient refrigerant state. By operating the compressor 11 in this insufficient refrigerant state, the compressor 11 generates heat to a temperature higher than that in a normal case where the refrigerant is not in an insufficient refrigerant state. The heat transfer device 23 is a container that accommodates the compressor 11 and the exhaust pipe 16 . The heat transfer device 23 transfers the heat of the compressor 11, which operates in a refrigerant shortage state and reaches a high temperature, or the heat of the exhaust pipe 16 of the high-temperature compressor 11 to the heat medium. The heat medium can be well heated by the heat of the compressor 11 or the exhaust pipe 16 that generates heat. As a result, in the present embodiment, the heat of the compressor 11 operating in the insufficient refrigerant state can be supplied to the interior of the vehicle through the heater core 24 of the heat medium cycle 20 .
On the other hand, if the compressor 11 were to be operated without, for example, an insufficient refrigerant state, the compressor 11 would not generate much heat, and it would take a long time to generate that little heat. The compressor 11 cannot be instantly heated to a high temperature immediately after the start of operation.
Moreover, in this embodiment, the heat medium can be well warmed and used to heat the interior of the vehicle when the engine 22 is stopped without using a heavy and complicated heat pump cycle. As a result, in this embodiment, it is not necessary to operate the engine 22 in a state that is not necessary for running, for example, just for temperature control. In addition, in the present embodiment, heat generation per unit energy for operating the compressor 11 is increased, so high heat generation efficiency can be obtained and the fuel efficiency of the vehicle can be improved. In this embodiment, the vehicle air conditioner 1 can be improved.

本実施形態では、熱媒温度センサ36により検出される熱媒の温度に応じて、コンプレッサ11の回転数を制御する。よって、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ11が、その耐熱温度以上にならないように、コンプレッサ11の回転数を制御することができる。 In this embodiment, the rotation speed of the compressor 11 is controlled according to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor 36 . Therefore, the rotation speed of the compressor 11 can be controlled so that the compressor 11 operating in a state of insufficient refrigerant does not exceed its heat-resistant temperature.

本実施形態では、外気温センサ35により検出される車両の外気温が低くなると、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵する。よって、外気温が低くなって、車両の室内の加温が必要となりそうな場合には、コンプレッサ11を過少冷媒状態で作動させることが可能になる。そして、実際に車両のエンジン22の発熱が低下する状態になると、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵している状態でコンプレッサ11を作動させる。たとえば、走行中の車両が下り坂にさしかかったり、エンジン22への燃料供給を停止したりする状態では、冷媒サイクル10の冷媒をタンク17へ貯蔵している状態でコンプレッサ11を作動させる。よって、本実施形態では、過少冷媒状態で作動するコンプレッサ11の熱または排気管16の熱により、熱媒を有効に温めて、車両の室内の加温に用いることができる。本実施形態では、温調のためだけにエンジン22を始動させる機会を減らし、燃費を改善できる。 In this embodiment, when the outside air temperature of the vehicle detected by the outside air temperature sensor 35 becomes low, the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17 . Therefore, when the outside air temperature becomes low and it becomes necessary to heat the interior of the vehicle, it is possible to operate the compressor 11 in an insufficient refrigerant state. Then, when the heat generation of the engine 22 of the vehicle actually decreases, the compressor 11 is operated while the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17 . For example, when the vehicle is running downhill or when the supply of fuel to the engine 22 is stopped, the compressor 11 is operated while the refrigerant of the refrigerant cycle 10 is stored in the tank 17 . Therefore, in the present embodiment, the heat of the compressor 11 or the heat of the exhaust pipe 16 operating in the insufficient refrigerant state can be used to effectively warm the heat medium and heat the interior of the vehicle. In this embodiment, the chances of starting the engine 22 only for temperature control can be reduced, and fuel efficiency can be improved.

本実施形態では、車両のエンジン22が発熱を生じ得る状態になると、コンプレッサ11を停止する。たとえば、走行中の車両が下り坂から平地へ移行したり、エンジン22への燃料供給を再開したりする状態では、コンプレッサ11を停止する。よって、車両のエンジン22の発熱により熱媒が温められることになる状態においてコンプレッサ11を過少冷媒状態で作動させ続けて、コンプレッサ11が過剰な加熱などにより不具合を生じてしまう可能性を減らすことができる。 In this embodiment, the compressor 11 is stopped when the engine 22 of the vehicle is in a state where it can generate heat. For example, the compressor 11 is stopped when the running vehicle changes from a downhill to a level ground, or when fuel supply to the engine 22 is restarted. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the compressor 11 will continue to operate in an insufficient refrigerant state in a state where the heating medium is warmed by the heat generated by the engine 22 of the vehicle, and that the compressor 11 will cause trouble due to excessive heating or the like.

本実施形態では、外気温センサ35により検出される外気温が高くなると、タンク17から、タンク17に貯蔵している冷媒を排出する。これにより、冷媒サイクル10は、外気温が高く場合には通常通り、冷媒によりエバボレータ15を冷却することができる。 In this embodiment, when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 35 rises, the refrigerant stored in the tank 17 is discharged from the tank 17 . As a result, the refrigerant cycle 10 can cool the evaporator 15 with the refrigerant as usual when the outside air temperature is high.

本実施形態では、冷媒サイクル10は、タンク17に冷媒を貯蔵した状態においてコンプレッサ11へのオイル循環を確保するようにオイルセパレータ12方式により冷媒を循環する。これにより、コンプレッサ11は、過少冷媒状態で作動する際にもオイルによる潤滑を確保でき、焼き付きを効果的に抑制できる。 In this embodiment, the refrigerant cycle 10 circulates the refrigerant by means of an oil separator 12 so as to ensure oil circulation to the compressor 11 while the refrigerant is stored in the tank 17 . As a result, the compressor 11 can ensure lubrication with oil even when it operates in an insufficient refrigerant state, and can effectively suppress seizure.

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるのもではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。 The above embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these, and various modifications and changes are possible without departing from the scope of the invention.

たとえば上記実施形態において、伝熱器23は、コンプレッサ11および排気管16の全体を収容する容器である。
この他にもたとえば、伝熱器23は、コンプレッサ11および排気管16の一部を収容してもよい。
For example, in the above embodiment, the heat transfer device 23 is a container that houses the compressor 11 and the exhaust pipe 16 as a whole.
Alternatively, for example, heat transfer device 23 may house compressor 11 and part of exhaust pipe 16 .

1…車両の空調装置、2…空調ダクト、10…冷媒サイクル、11…コンプレッサ、12…オイルセパレータ、13…コンデンサ、14…膨張弁、15…エバボレータ、16…排気管、17…タンク、20…熱媒サイクル、22…エンジン、23…伝熱器、24…ヒータコア、31…空調ECU、35…外気温センサ、36…熱媒温度センサ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vehicle air conditioner, 2... Air-conditioning duct, 10... Refrigerant cycle, 11... Compressor, 12... Oil separator, 13... Condenser, 14... Expansion valve, 15... Evaporator, 16... Exhaust pipe, 17... Tank, 20... Heat medium cycle, 22... Engine, 23... Heat transfer device, 24... Heater core, 31... Air conditioning ECU, 35... Outside air temperature sensor, 36... Heat medium temperature sensor

Claims (9)

車両のエンジンの熱を熱媒によりヒータコアへ供給する熱媒サイクルと、
コンプレッサにより冷媒を圧縮する冷媒サイクルと、
前記熱媒サイクルに設けられ、前記冷媒サイクルの前記コンプレッサの熱または前記コンプレッサの排気管の熱を前記熱媒に伝える伝熱器と、
前記冷媒サイクルの前記冷媒を貯蔵するタンクと、
前記冷媒サイクルを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記ヒータコアへ熱媒を供給する場合、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵して過少冷媒状態にして前記コンプレッサを動作させる、
車両の空調装置。
a heat medium cycle for supplying heat from a vehicle engine to a heater core using a heat medium;
a refrigerant cycle for compressing refrigerant with a compressor;
a heat exchanger provided in the heat medium cycle for transferring the heat of the compressor of the refrigerant cycle or the heat of the exhaust pipe of the compressor to the heat medium;
a tank for storing the refrigerant of the refrigerant cycle;
a control unit that controls the refrigerant cycle;
has
When a heat medium is supplied to the heater core, the control unit stores the refrigerant of the refrigerant cycle in the tank to bring the refrigerant into an insufficient refrigerant state and causes the compressor to operate.
vehicle air conditioning.
前記タンクは、前記冷媒サイクルの前記冷媒の半分以上を貯蔵可能である、
請求項1記載の車両の空調装置。
The tank can store half or more of the refrigerant of the refrigerant cycle ,
The vehicle air conditioner according to claim 1 .
前記伝熱器は、前記コンプレッサおよび前記排気管の少なくとも一部を収容する、
請求項1または2記載の車両の空調装置。
the heat exchanger houses at least a portion of the compressor and the exhaust pipe;
3. The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2.
前記伝熱器から出力される前記熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ、を有し、
前記制御部は、前記熱媒温度センサにより検出される前記熱媒の温度に応じて、前記コンプレッサの回転数を制御する、
請求項1から3のいずれか一項記載の車両の空調装置。
a heat medium temperature sensor that detects the temperature of the heat medium output from the heat transfer device;
The control unit controls the rotation speed of the compressor according to the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3.
前記車両の外気温を検出する外気温センサ、を有し、
前記制御部は、前記外気温センサにより検出される車両の外気温が低くなると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵する、
請求項1から4のいずれか一項記載の車両の空調装置。
an outside temperature sensor that detects the outside temperature of the vehicle;
The control unit stores the refrigerant of the refrigerant cycle in the tank when the outside temperature of the vehicle detected by the outside temperature sensor becomes low.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4.
前記制御部は、前記外気温センサにより検出される外気温が高くなると、前記タンクから、前記タンクに貯蔵している前記冷媒を排出する、
請求項記載の車両の空調装置。
The control unit discharges the refrigerant stored in the tank from the tank when the outside temperature detected by the outside temperature sensor rises.
The vehicle air conditioner according to claim 5 .
前記制御部は、前記車両のエンジンの発熱が低下する状態になると、前記冷媒サイクルの前記冷媒を前記タンクへ貯蔵している状態で前記コンプレッサを動作させる、
請求項1から6のいずれか一項記載の車両の空調装置。
When the heat generation of the engine of the vehicle is reduced, the control unit operates the compressor while the refrigerant of the refrigerant cycle is stored in the tank.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、前記車両のエンジンが発熱を生じ得る状態になると、前記コンプレッサを停止する、
請求項1から7のいずれか一項記載の車両の空調装置。
The control unit stops the compressor when the engine of the vehicle is in a state where it can generate heat.
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 7.
前記冷媒サイクルは、前記コンプレッサへのオイル循環を確保するようにオイルセパレータ方式により前記冷媒を循環する、
請求項1から8のいずれか一項記載の車両の空調装置。

the refrigerant cycle circulates the refrigerant through an oil separator scheme to ensure oil circulation to the compressor;
The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 8.

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