JPH0820236A - 車両用空気調和装置 - Google Patents
車両用空気調和装置Info
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Abstract
でき、しかも冷房,暖房及び除湿の運転を効率よく行え
る車両用空気調和装置を提供すること。 【構成】 吐出能力を可変可能な圧縮機1と吸熱用の第
1室内熱交換器3と放熱用の第2室内熱交換器4とを備
え、吸熱作用を利用した冷房運転と放熱作用を主に利用
した暖房運転と吸・放熱作用の両方を利用した除湿運転
とを可能とした冷媒回路と、各室内熱交換器吸熱器3,
4の出口側空気温度を夫々検出する空気温度検出器3
8,39と、第1室内熱交換器3の出口側空気温度と第
2室内熱交換器4の出口側空気温度の少なくとも一方に
基づいて圧縮機1の吐出能力を可変制御する能力可変手
段とを具備しているので、各室内熱交換器3,4におけ
る吸熱作用と放熱作用を各運転モード別に冷媒回路側で
制限して吸・放熱作用が不要に発揮されることを防止で
き、また、ダクト15から車室内に吹き出される空気温
度を圧縮機1による各室内熱交換器3,4の吸・放熱能
力調整によって的確にコントロールできる。
Description
び除湿を行う車両用空気調和装置に関するものである。
風ダクト内の上・下流位置に配置された吸熱器と放熱器
との間に、下流側の放熱器を通過する空気量を可変する
エアミックスダンパを備えており、吸熱器と放熱器で吸
熱作用と放熱作用を同時に発揮させつつ、吸熱器を通過
した空気に与える熱量をエアミックスダンパの開度によ
りコントロールして冷房,暖房或いは除湿の運転を行っ
ている。
調和装置では、設定温度等に基づき予め規定された開度
でダンパを可変しているだけなので、通風ダクトから実
際に車室内に吹き出される空気温度を適正に管理するこ
とが難しい。また、吸・放熱の一方を主として利用する
冷房運転時や暖房運転時には他方の吸・放熱エネルギー
が無駄になり易い問題点がある。
で、その目的とするところは、車室内に吹き出される空
気温度を適正に管理でき、しかも冷房,暖房及び除湿の
運転を効率よく行える車両用空気調和装置を提供するこ
とにある。
め、請求項1の発明は、吐出能力を可変可能な圧縮機と
通風ダクト内の上流位置にあって吸熱作用を発揮する吸
熱器と通風ダクト内の下流位置にあって放熱作用を発揮
する放熱器とを備え、吸熱作用を利用した冷房運転と放
熱作用を主に利用した暖房運転と吸・放熱作用の両方を
利用した除湿運転とを可能とした冷媒回路と、吸熱器と
放熱器の出口側空気温度を夫々検出する温度検出手段
と、吸熱器の出口側空気温度と放熱器の出口側空気温度
の少なくとも一方に基づいて圧縮機の吐出能力を可変制
御する能力可変手段とを具備したことを特徴としてい
る。
空気調和装置において、下流側の放熱器を通過する空気
量を可変する通気量可変手段を具備し、冷房運転時には
放熱器の通過空気量を最小とし、且つ吸熱器の出口側空
気温度が目標吹出温度となるように圧縮機の吐出能力を
可変制御することを特徴としている。
空気調和装置において、下流側の放熱器を通過する空気
量を可変する通気量可変手段を具備し、暖房運転時には
放熱器の通過空気量を最大とし、且つ放熱器の出口側空
気温度が目標吹出温度となるように圧縮機の吐出能力を
可変制御することを特徴としている。
空気調和装置において、下流側の放熱器を通過する空気
量を可変する通気量可変手段を具備し、除湿運転時には
放熱器の出口側空気温度と目標吹出温度との比率に基づ
いて放熱器の通過空気量を決定し、且つ吸熱器の出口側
空気温度が目標除湿温度となるように圧縮機の吐出能力
を可変制御することを特徴としている。
される吸熱作用を利用して冷房運転が行われ、また放熱
器で発揮される放熱作用或いは吸・放熱器夫々で発揮さ
れる吸・放熱作用の両方を利用して暖房運転が行われ、
更に吸・放熱器夫々で発揮される吸・放熱作用の両方を
利用して除湿運転が行われる。つまり、吸熱器における
吸熱作用と放熱器における放熱作用を各運転モード別に
冷媒回路側で制限することにより、吸・放熱器夫々で吸
・放熱作用が不要に発揮されることを防止して吸・放熱
エネルギーの無駄を解消できる。また、各運転モードで
は吸熱器の出口側空気温度と放熱器の出口側空気温度の
少なくとも一方に基づいて圧縮機の吐出能力を可変制御
することにより、通風ダクトから車室内に吹き出される
空気温度を吸・放熱器の吸・放熱能力調整によって的確
にコントロールできる。
ない放熱器の通過空気量を最小とすることにより、放熱
器の残存熱量により冷却効果が損なわれることを防止で
きる。また、吸熱器の出口側空気温度が目標吹出温度と
なるように圧縮機の吐出能力を可変制御することによ
り、吸熱器の吸熱能力調整によって冷房運転を省動力,
高効率で行うことができる。
の主体となる放熱器の通過空気量を最大とし、放熱器の
出口側空気温度が目標吹出温度となるように圧縮機の吐
出能力を可変制御することにより、放熱器で必要分の放
熱を行って暖房運転を省動力,高効率で行うことがで
き、また放熱器の出口側空気温度を通風ダクトから車室
内に吹き出される空気温度とすることができる。
の出口側空気温度と目標吹出温度との比率に基づいて放
熱器の通過空気量を決定することにより、目標吹出温度
に対する放熱器の通過空気量可変を適切に行うことがで
きる。また、吸熱器の出口側空気温度が目標除湿温度と
なるように圧縮機の吐出能力を可変制御することによ
り、除湿運転時における除湿量を吸熱器の吸熱能力調整
によって的確にコントロールできる。
の制御回路を夫々示してある。図1において、1は能力
可変型の電動圧縮機、2は室外熱交換器、3は吸熱用の
第1室内熱交換器、4は放熱用の第2室内熱交換器、
5,6は感熱式の第1,第2膨張弁、7〜10は第1〜
第4電磁弁、11,12は第1,第2逆止弁、13は受
液器、14はアキュムレータである。
吸入口、17は内気吸入口、18は吸入口用の切換ダン
パ、19はベント吹出口、20はフット吹出口、21は
デフ吹出口、22はベント吹出口用の開閉ダンパ、23
はフット吹出口用の開閉ダンパ、24はデフ吹出口用の
開閉ダンパ、25はエアミックスダンパ(以下、AMダ
ンパと言う)、26はAMダンパ25を駆動するエアミ
ックスモータ(以下、AMモータと言う)、27は電動
ファンである。
て室外熱交換器2の一端口に接続され、該室外熱交換器
2の他端口は第1逆止弁11を介して受液器13の入口
に接続されている。受液器13の出口は第3電磁弁9及
び第1膨張弁5を介して第1室内熱交換器3の一端口に
接続され、該第1室内熱交換器3の他端口はアキュムレ
ータ14の入口に接続され、該アキュムレータ14の出
口は圧縮機1の吸入口に接続されている。
介して第2室内熱交換器4の一端口に接続され、該第2
室内熱交換器4の他端口は第2逆止弁12を介して受液
器13の入口に接続されている。更に、受液器13の出
口と室外熱交換器2の他端口との間には第2膨張弁6が
介装され、室外熱交換器2の一端口とアキュムレータ1
4の入口との間には第2電磁弁8が介装されている。
32は空調温度設定器、33は送風モード設定器、34
はドライスイッチ、35はサーミスタ等から成る内気温
度検出器、36はサーミスタ等から成る外気温度検出
器、37はホトセンサ等から成る日射量検出器、38は
サーミスタ等から成り第1室内熱交換器3の出口側空気
温度を検出する第1空気温度検出器、39はサーミスタ
等から成り第2室内熱交換器4の出口側空気温度(MI
X・S)を検出する第2空気温度検出器、40はマイコ
ン、41は圧縮機駆動回路、42は電磁弁駆動回路、4
3はAMモータ駆動回路、44はファン駆動回路であ
る。
は温度設定ボタン等を備えており、これらの操作により
所望の空調温度を適宜選択,設定できる。送風モード設
定器33はOFF及びAUTOを指定可能な風量可変レ
バーを備えており、可変レバーによって風量を多段階或
いは無段階に変更できる他、AUTOスイッチによって
風量をマイコン制御に切り換えることができる。
を具備し、モード判定,圧縮機回転制御及び弁切換制御
等のプログラムの他、後に詳述するAMダンパ開度制御
のプログラムをROMに格納している。このマイコン4
0は、エアコンスイッチ31,空調温度設定器32,送
風モード設定器33及びドライスイッチ34の操作信号
と、内気温度検出器35,外気温度検出器36,日射量
検出器37及び第1,第2空気温度検出器38,39の
検出信号に基づいて所定の信号を各駆動回路41〜44
に送出する。
回転数信号に基づいて圧縮機1の回転数を制御しその吐
出能力を可変する。電磁弁駆動回路42はマイコン40
からのモード信号に基づいて各電磁弁7〜10の開閉を
制御し冷媒サイクルの切り換えを行う。
らの開度信号に基づいてAMモータ26への供給電力を
制御し、AMダンパ25を図3に示す0%位置と100
%位置との間で回動させその開度を可変する。ファン駆
動回路44はマイコン40からの風量信号に基づいて電
動ファン27への供給電力を制御しその送風能力を可変
する。
房ドライ,暖房及び暖房ドライの4つのモードの運転を
可能としており、各モードは各検出信号及び操作信号等
に基づいてマイコン40により自動判定される。
制御の手順を回路動作と共に順に説明する。
示すように開度DARとして0%をセットし、同開度に
応じた信号をAMモータ駆動回路43に出力してAMダ
ンパ25の開度調整を行う(ステップST1,2)。
8を閉じ、且つ第3,第4電磁弁9,10を開けた状態
で圧縮機1及び電動ファン27が作動される。図5に示
すように、圧縮機1から吐出した冷媒は第4電磁弁10
を通じて室外熱交換器2に流れ込んで凝縮され、第1逆
止弁11,受液器13及び第3電磁弁9を通じて第1膨
張弁5及び第1室内熱交換器3に流れ込んで蒸発し、ア
キュムレータ14を通じて圧縮機1に吸入される。電動
ファン27の作動によってダクト15内に取り込まれた
空気は、第1室内熱交換器3を通過した後に第2室内熱
交換器4を迂回して所定の吹出口に送り込まれる。
換器3で発揮される吸熱作用を利用して車室内の冷房を
行うことができる。ちなみに、この冷房モード運転時に
は、第1熱交換器3の出口側空気温度が後述する目標吹
出温度TAOとなるように圧縮機1の吐出能力が可変制
御される。
6に示すように、まず、DA=(TAO−TC)/(M
IX・S−TC)の式に基づいて基本開度DAを算出す
る(ステップST1)。式中のTAOは、TAO=Ks
・Ts−Kr・Tr−Kam・Tam−Krad・Tr
ad+Cの式に基づきマイコン42にて随時算出される
目標吹出温度である。式中のTsは利用者により設定さ
れた設定温度、Trは内気温度、Tamは外気温度、T
radは日射量を温度換算した数値であり、Ksは設定
温度係数、Krは内気温度係数、Kamは外気温度係
数、Kradは日射量係数、Cは補正数でこれらには対
象空間の大きさ等に応じて適宜の実数値が選ばれる。ま
た、式中のMIX・Sは第2室内熱交換器4の出口側空
気温度であり、TCは予め定められた温度補正数であ
る。
の開度DARを算出し、開度算出後は同開度に応じた信
号をAMモータ駆動回路43に出力してAMダンパ25
の開度調整を行う(ステップST2,3)。
弁7,9,10を開け、且つ第2電磁弁8を閉じた状態
で圧縮機1及び電動ファン27が作動される。図7に示
すように、圧縮機1から吐出した冷媒の一部分は第4電
磁弁10を通じて室外熱交換器2に流れ込んで凝縮さ
れ、第1逆止弁11,受液器13及び第3電磁弁9を通
じて第1膨張弁5及び第1室内熱交換器3に流れ込んで
蒸発し、アキュムレータ14を通じて圧縮機1に吸入さ
れる。また、冷媒の残り部分は第1電磁弁7を通じて第
2室内熱交換器4に流れ込んで凝縮され、第2逆止弁1
2を通過した後に上記の冷媒と合流する。電動ファン2
7の作動によってダクト15内に取り込まれた空気は、
第1室内熱交換器3を通過した後にAMダンパ25の開
度に応じて第2室内熱交換器4を適宜通過して所定の吹
出口に送り込まれる。
換器3と第2室内熱交換器4の夫々で吸熱作用と放熱作
用を発揮させ、両作用を利用してエア吹出温度を低下さ
せることなく車室内の除湿を行うことができる。ちなみ
に、この冷房ドライモード運転時には、先に述べたよう
に第2室内熱交換器4の出口側空気温度MIX・Sと目
標吹出温度TAOとの比率に基づいてAMダンパ25の
開度DARがコントロールされると共に、第1室内熱交
換器3の出口側空気温度が所定の目標除湿温度(室内温
度等により決定される低温域の温度)に保たれるように
圧縮機1の吐出能力が可変制御される。尚、ダンパ開度
DARが0%に近い条件では、室内熱交換器2が余剰熱
量を放出し吸熱・放熱のバランスが適正に保たれる。
すように開度DARとして100%をセットし、同開度
に応じた信号をAMモータ駆動回路43に出力してAM
ダンパ25の開度調整を行う(ステップST1,2)。
弁7,8,9を開け、且つ第4電磁弁10を閉じた状態
で圧縮機1及び電動ファン27が作動される。図9に示
すように、圧縮機1から吐出した冷媒は第1電磁弁7を
通じて第2室内熱交換器4に流れ込んで凝縮され、第2
逆止弁12及び受液器13を通過した後に分流され、冷
媒の一部分は第3電磁弁9を通じて第1膨張弁5及び第
1室内熱交換器3に流れ込んで蒸発し、アキュムレータ
14を通じて圧縮機1に吸入される。また、冷媒の残り
部分は第2膨張弁6及び室外熱交換器2に流れ込んで蒸
発し、第2電磁弁8を通過した後にアキュムレータ14
の入口部分で上記の冷媒と合流する。電動ファン27の
作動によってダクト15内に取り込まれた空気は、第1
室内熱交換器3と第2室内熱交換器4の両方を順に通過
して所定の吹出口に送り込まれる。
換器4で発揮される放熱作用を利用して車室内の暖房を
行えると共に、室外熱交換器2及び第1室内熱交換器3
で吸熱作用を発揮させ該第1室内熱交換器の吸熱作用を
利用して車室内の除湿を同時に行うことができる。ちな
みに、この暖房モード運転時には、第2室内熱交換器4
の出口側空気温度MIX・Sが先に述べた目標吹出温度
TAOとなるように圧縮機1の吐出能力が可変制御され
る。
図10に示すように開度DARとして100%をセット
し、同開度に応じた信号をAMモータ駆動回路43に出
力してAMダンパ25の開度調整を行う(ステップST
1,2)。
9を開け、且つ第2,第4電磁弁8,10を閉じた状態
で圧縮機1及び電動ファン27が作動される。図11に
示すように、圧縮機1から吐出した冷媒は第1電磁弁7
を通じて第2室内熱交換器4に流れ込んで凝縮され、第
2逆止弁12,受液器13及び第3電磁弁9を通じて第
1膨張弁5及び第1室内熱交換器3に流れ込んで蒸発
し、アキュムレータ14を通じて圧縮機1に吸入され
る。電動ファン27の作動によってダクト15内に取り
込まれた空気は、第1室内熱交換器3と第2室内熱交換
器4の両方を順に通過して所定の吹出口に送り込まれ
る。
換器4で発揮される放熱作用を利用して車室内の暖房を
行えると共に、第1室内熱交換器3で発揮される吸熱作
用を利用して車室内の除湿を同時に行うことができる。
ちなみに、この暖房ドライモード運転時には、第2熱交
換器4の出口側空気温度MIX・Sが先に述べた目標吹
出温度TAOとなるように圧縮機1の吐出能力が可変制
御される。
ード運転時には第1室内熱交換器3で吸熱作用を発揮さ
せ、また暖房モード運転時には主として第2室内熱交換
器4で放熱作用を発揮させ、冷房ドライモード運転時及
び暖房ドライモード運転時には第1,第2室内熱交換器
3,4で吸・放熱作用を夫々同時に発揮させているの
で、各室内熱交換器3,4で吸・放熱作用が不要に発揮
されることを防止し、吸・放熱エネルギーの無駄を解消
して省エネ運転が実現できる。
用しない第2室内熱交換器4の通過空気量を最小(ダン
パ開度0%)としているので、暖房モード運転または暖
房ドライモード運転から冷房モード運転への切り替え時
等において第2室内熱交換器4に残存している熱量が放
出されて冷却効果が損なわれることがない。しかも、同
モード運転時には、第1室内熱交換器3の出口側空気温
度が目標吹出温度TAOとなるように圧縮機1の吐出能
力を可変制御しているので、該吐出能力可変に基づく第
1室内熱交換器3の吸熱能力調整によって冷房モード運
転を省動力,高効率で行うことができると共に、ダクト
15から車室内に吹き出される空気温度を的確にコント
ロールできる。
ード運転時には、熱交換の主体となる第2室内熱交換器
4の通過空気量を最大(ダンパ開度100%)とし、第
2室内熱交換器4の出口側空気温度MIX・Sが目標吹
出温度TAOとなるように圧縮機1の吐出能力を可変制
御しているので、該吐出能力可変により第2室内熱交換
器4で必要分の放熱を行うことによって両モード運転を
省動力,高効率で行うことができると共に、ダクト15
から車室内に吹き出される空気温度を的確にコントロー
ルできる。また、第2室内熱交換器4の出口側空気温度
MIX・Sがダクト15から車室内に吹き出される空気
温度となるので、吹出空気の温度を吹出口毎にばらつく
ことなく均一にすることができる。
第2室内熱交換器4の出口側空気温度MIX・Sと目標
吹出温度TAOとの比率に基づいてダンパ開度DAR、
即ち第2室内熱交換器4の通過空気量を決定しているの
で、目標吹出温度TAOに対する第2室内熱交換器4の
通過空気量可変を適切に行うことができ、これによりダ
クト15から車室内に吹き出される空気温度を的確にコ
ントロールできる。しかも、同モード運転では、第1室
内熱交換器3の出口側空気温度が目標除湿温度TAOと
なるように圧縮機1の吐出能力を可変制御しているの
で、除湿量を第1室内熱交換器3の吸熱能力調整によっ
て的確にコントロールできる。
型の圧縮機を備え吸熱器と放熱器を通風ダクト内の上・
下流位置に配置したものであれば種々適用でき同様の効
果が得られる。
よれば、吸熱器における吸熱作用と放熱器における放熱
作用を各運転モード別に冷媒回路側で制限しているの
で、吸・放熱器夫々で吸・放熱作用が不要に発揮される
ことを防止し、吸・放熱エネルギーの無駄を解消して省
エネ運転を実現できる。また、各運転モードでは吸熱器
の出口側空気温度と放熱器の出口側空気温度の少なくと
も一方に基づいて圧縮機の吐出能力を可変制御している
ので、該吐出能力可変に基づく吸・放熱能力の調整が可
能となり、これにより通風ダクトから車室内に吹き出さ
れる空気温度を的確にコントロールしてその温度管理を
適正に行うことできる。
要のない放熱器の通過空気量を最小としているので、暖
房運転から冷房運転への切り替え時等において放熱器に
残存している熱量が放出されて冷却効果が損なわれるこ
とがない。また、吸熱器の出口側空気温度が目標吹出温
度となるように圧縮機の吐出能力を可変制御しているの
で、該吐出能力可変に基づく吸熱器の吸熱能力調整によ
って冷房運転を省動力,高効率で行うことができると共
に、通風ダクトから車室内に吹き出される空気温度を的
確にコントロールできる。他の効果は請求項1の発明と
同様である。
交換の主体となる放熱器の通過空気量を最大とし、放熱
器の出口側空気温度が目標吹出温度となるように圧縮機
の吐出能力を可変制御しているので、該吐出能力可変に
より放熱器で必要分の放熱を行うことによって暖房運転
を省動力,高効率で行うことができると共に、通風ダク
トから車室内に吹き出される空気温度を的確にコントロ
ールできる。また、放熱器の出口側空気温度が通風ダク
トから車室内に吹き出される空気温度となるので、吹出
空気の温度を吹出口毎にばらつくことなく均一にするこ
とができる。他の効果は請求項1の発明と同様である。
の出口側空気温度と目標吹出温度との比率に基づいて放
熱器の通過空気量を決定しているので、目標吹出温度に
対する放熱器の通過空気量可変を適切に行うことがで
き、これにより除湿運転時に通風ダクトから車室内に吹
き出される空気温度を的確にコントロールできる。ま
た、吸熱器の出口側空気温度が目標除湿温度となるよう
に圧縮機の吐出能力を可変制御しているので、除湿運転
時における除湿量を吸熱器の吸熱能力調整によって的確
にコントロールでき、除湿運転を省動力,高効率で行う
ことができる。他の効果は請求項1の発明と同様であ
る。
示す図
示す図
ーチャート
るフローチャート
ーチャート
係るフローチャート
器、4…第2室内熱交換器、15…ダクト、25…エア
ミックスダンパ、26…エアミックスモータ、38…第
1空気温度検出器、39…第2空気温度検出器、40…
マイコン、43…エアミックスモータ駆動回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 吐出能力を可変可能な圧縮機と通風ダク
ト内の上流位置にあって吸熱作用を発揮する吸熱器と通
風ダクト内の下流位置にあって放熱作用を発揮する放熱
器とを備え、吸熱作用を利用した冷房運転と放熱作用を
主に利用した暖房運転と吸・放熱作用の両方を利用した
除湿運転とを可能とした冷媒回路と、 吸熱器と放熱器の出口側空気温度を夫々検出する温度検
出手段と、 吸熱器の出口側空気温度と放熱器の出口側空気温度の少
なくとも一方に基づいて圧縮機の吐出能力を可変制御す
る能力可変手段とを具備した、 ことを特徴とする車両用空気調和装置。 - 【請求項2】 下流側の放熱器を通過する空気量を可変
する通気量可変手段を具備し、冷房運転時には放熱器の
通過空気量を最小とし、且つ吸熱器の出口側空気温度が
目標吹出温度となるように圧縮機の吐出能力を可変制御
する、 ことを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。 - 【請求項3】 下流側の放熱器を通過する空気量を可変
する通気量可変手段を具備し、暖房運転時には放熱器の
通過空気量を最大とし、且つ放熱器の出口側空気温度が
目標吹出温度となるように圧縮機の吐出能力を可変制御
する、 ことを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。 - 【請求項4】 下流側の放熱器を通過する空気量を可変
する通気量可変手段を具備し、除湿運転時には放熱器の
出口側空気温度と目標吹出温度との比率に基づいて放熱
器の通過空気量を決定し、且つ吸熱器の出口側空気温度
が目標除湿温度となるように圧縮機の吐出能力を可変制
御する、 ことを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。
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