WO2017056867A1 - 車両用熱管理装置 - Google Patents
車両用熱管理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017056867A1 WO2017056867A1 PCT/JP2016/076076 JP2016076076W WO2017056867A1 WO 2017056867 A1 WO2017056867 A1 WO 2017056867A1 JP 2016076076 W JP2016076076 W JP 2016076076W WO 2017056867 A1 WO2017056867 A1 WO 2017056867A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- path
- heat medium
- heat
- heater core
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00892—Devices specially adapted for avoiding uncomfortable feeling, e.g. sudden temperature changes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
- B60H1/08—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
Definitions
- the present disclosure relates to a heat management device used for a vehicle.
- Patent Document 1 describes a vehicle air conditioner that heats a passenger compartment by heat radiation from a heater core.
- the heater core heats the passenger compartment with cooling water heated by heat radiation from the engine.
- the cooling water can be heated not only by the engine but also by a water refrigerant heat exchanger.
- the water-refrigerant heat exchanger is a heat exchanger that heats engine coolant using a refrigeration cycle.
- the vehicle interior can be heated by heating the cooling water by the heat released from the water-refrigerant heat exchanger.
- the engine is a first heat source that heats cooling water as a heat medium
- the water-refrigerant heat exchanger is a second heat source that heats cooling water as a heat medium.
- the heater core When adopting a configuration in which the heater core can be switched and connected to the first heat medium path having the first heat source and the second heat medium path having the second heat source, the heater core is between the first heat medium path and the second heat medium path.
- the temperature difference of the heat medium becomes large, the temperature of the heat medium flowing into the heater core changes when the heat medium path connected to the heater core is switched. As a result, the heater core blowing air temperature fluctuates, and passenger comfort may be impaired.
- the present disclosure aims to suppress a change in the temperature of the heat medium flowing into the heater core when the heat medium path connected to the heater core is switched.
- the vehicle heat management apparatus includes a first heat source, a second heat source, a heater core, a first heat medium path, a second heat medium path, a heater core path, a switching unit, and a control.
- the first heat source heats the heat medium by the waste heat generated during operation.
- the second heat source can arbitrarily control the calorific value, and heats the heat medium.
- the heater core heats the air by exchanging heat between the heat medium and the air blown into the vehicle interior.
- the first heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the first heat source is arranged.
- the second heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the second heat source is arranged.
- the heater core path forms a flow path through which the heat medium flows, and the heater core is disposed.
- the switching unit switches the fluid connection and blocking between the first heat medium path and the heater core path and switches the fluid connection and blocking between the second heat medium path and the heater core path.
- the control unit controls the temperature of the heat medium in the second heat medium path by performing at least one of switching control and second heat source control. Higher than.
- the control unit controls the operation of the switching unit so that the second heat medium path is connected to the heater core path.
- the control unit causes the second heat source to generate heat in the second heat source control.
- the temperature of the heat medium in the second heat medium path can be increased by at least one of the heat medium in the heater core path and the heat generated in the second heat source.
- a vehicle heat management apparatus includes a first heat source, a second heat source, a heater core, a first heat medium path, a second heat medium path, a heater core path, a switching unit, and a control.
- the first heat source heats the heat medium by the waste heat generated during operation.
- the second heat source can arbitrarily control the calorific value, and heats the heat medium.
- the heater core heats the air by exchanging heat between the heat medium and the air blown into the vehicle interior.
- the first heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the first heat source is arranged.
- the second heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the second heat source is arranged.
- the heater core path forms a flow path through which the heat medium flows, and the heater core is disposed.
- the switching unit switches the fluid connection and blocking between the first heat medium path and the heater core path and switches the fluid connection and blocking between the second heat medium path and the heater core path.
- the controller is configured to connect the first heat medium path to the heater core path.
- the temperature of the heat medium in the heater core path when the temperature of the heat medium in the heater core path is high and the temperature of the heat medium in the first heat medium path is low, the temperature of the heat medium in the first heat medium path can be increased by the heat medium in the heater core path.
- a vehicle heat management apparatus includes a first heat source, a second heat source, a heater core, a first heat medium path, a second heat medium path, a heater core path, a switching unit, and a control.
- the first heat source heats the heat medium by the waste heat generated during operation.
- the second heat source can arbitrarily control the calorific value, and heats the heat medium.
- the heater core heats the air by exchanging heat between the heat medium and the air blown into the vehicle interior.
- the first heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the first heat source is arranged.
- the second heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the second heat source is arranged.
- the heater core path forms a flow path through which the heat medium flows, and the heater core is disposed.
- the switching unit switches the fluid connection and blocking between the first heat medium path and the heater core path and switches the fluid connection and blocking between the second heat medium path and the heater core path.
- the control unit performs at least one of switching control and second heat source control to thereby control the temperature of the heat medium in the second heat medium path. Is higher than the outside temperature.
- the control unit controls the operation of the switching unit so that the second heat medium path is connected to the first heat medium path.
- the control unit causes the second heat source to generate heat in the second heat source control.
- the temperature of the heat medium in the first heat medium path is high, the temperature of the heat medium in the second heat medium path is increased by at least one of the heat medium in the first heat medium path and the heat generated in the second heat source. Can be made.
- the temperature difference of the heat medium between the first heat medium path and the second heat medium path can be reduced, the temperature of the heat medium flowing into the heater core changes when the heat medium path connected to the heater core path is switched. This can be suppressed.
- a vehicle heat management apparatus includes a first heat source, a second heat source, a heater core, a first heat medium path, a second heat medium path, a heater core path, a switching unit, and a control.
- the first heat source heats the heat medium by the waste heat generated during operation.
- the second heat source can arbitrarily control the calorific value, and heats the heat medium.
- the heater core heats the air by exchanging heat between the heat medium and the air blown into the vehicle interior.
- the first heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the first heat source is arranged.
- the second heat medium path forms a flow path through which the heat medium flows, and the second heat source is arranged.
- the heater core path forms a flow path through which the heat medium flows, and the heater core is disposed.
- the switching unit switches the fluid connection and blocking between the first heat medium path and the heater core path and switches the fluid connection and blocking between the second heat medium path and the heater core path.
- the control unit determines that the first heat medium path is the second heat medium path.
- the temperature of the heat medium in the first heat medium path is increased by controlling the operation of the switching unit so as to be connected to.
- the temperature of the heat medium in the second heat medium path is high and the temperature of the heat medium in the first heat medium path is low, the temperature of the heat medium in the first heat medium path is increased by the heat medium in the second heat medium path. Can be raised.
- the temperature difference of the heat medium between the second heat medium path and the first heat medium path can be reduced, the temperature of the heat medium flowing into the heater core changes when the heat medium path connected to the heater core path is switched. This can be suppressed.
- thermo management device for vehicles in a 1st embodiment of this indication It is a figure showing the thermal management device for vehicles in a 1st embodiment of this indication. It is sectional drawing which shows the indoor air conditioning unit in 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the electric control part of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment. It is a figure which shows the operation mode of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment. It is a figure which shows the other operation mode of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment. It is a figure which shows the other operation mode of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment. It is a figure which shows the other operation mode of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment. It is a figure which shows the other operation mode of the thermal management apparatus for vehicles in 1st Embodiment.
- the vehicle thermal management apparatus 10 shown in FIG. 1 is used to adjust various devices and vehicle interiors included in a vehicle to an appropriate temperature.
- the vehicle thermal management device 10 is applied to a hybrid vehicle that obtains driving force for vehicle traveling from an engine and an electric motor for traveling.
- the hybrid vehicle of the present embodiment is configured as a plug-in hybrid vehicle that can charge power supplied from an external power source to a battery mounted on the vehicle when the vehicle is stopped.
- a battery for example, a lithium ion battery can be used.
- the driving force output from the engine is used not only for driving the vehicle but also for operating the generator.
- the electric power generated by the generator and the electric power supplied from the external power source can be stored in the battery, and the electric power stored in the battery constitutes the vehicle thermal management apparatus 10 as well as the electric motor for traveling. It is supplied to various in-vehicle devices such as electric components.
- the vehicle thermal management device 10 includes a cooling water circuit 11 and a refrigeration cycle 12. Cooling water circulates in the cooling water circuit 11.
- the refrigeration cycle 12 is a vapor compression refrigerator.
- Cooling water is a fluid as a heat medium.
- the cooling water is a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid.
- the cooling water circuit 11 is a heat medium circuit in which the heat medium circulates.
- the cooling water circuit 11 has an engine pump 20, an engine 21, a condenser pump 22, a condenser 23, a heater core 24, an EGR cooler 25, an exhaust heat recovery device 26, an engine side switching valve 27, and a capacitor side switching valve 28.
- the engine pump 20 is an electric pump that sucks and discharges cooling water.
- the engine pump 20 may be a belt-driven pump that is driven by transmitting the driving force of the engine 21 through a belt.
- the engine 21 is a first heat source that heats the cooling water using waste heat generated during operation.
- the engine pump 20 and the engine 21 are arranged in series in the engine path 30.
- the engine path 30 forms a flow path through which cooling water flows.
- the engine path 30 is a first heat medium path in which the engine 21 that is the first heat source is arranged.
- the condenser pump 22 is an electric pump that sucks and discharges cooling water.
- the condenser pump 22 may be a belt-driven pump that is driven by transmitting the driving force of the engine 21 through a belt.
- the condenser 23 is a high-pressure side heat exchanger that heats the cooling water by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 12 and the cooling water.
- condenser 23 can control the emitted-heat amount arbitrarily and is a 2nd heat source which heats cooling water.
- the capacitor pump 22 and the capacitor 23 are arranged in series with the capacitor path 31.
- the capacitor path 31 forms a flow path through which cooling water flows.
- route 31 is a 2nd heat carrier path
- the heater core 24 is an air heating heat exchanger that heats air by exchanging heat between cooling water and air blown into the vehicle interior.
- the heater core 24 is a heat exchanger used for heating the passenger compartment.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 are on-vehicle heating devices that are mounted on a vehicle and generate heat.
- the EGR cooler 25 is a heat exchanger that cools the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas returned to the intake side of the engine 21 and the cooling water.
- the exhaust heat recovery unit 26 is a heat exchanger that recovers heat from the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas of the engine 21 and the cooling water.
- the heater core 24, the EGR cooler 25, and the exhaust heat recovery device 26 are arranged in series with the heater core path 32.
- the heater core path 32 forms a flow path through which cooling water flows.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 are arranged in the heater core path 32 on the downstream side of the cooling water flow of the heater core 24.
- the heater core path 32 is connected to the engine path 30 and the engine side bypass flow path 33 via the engine side switching valve 27.
- the engine side bypass flow path 33 is connected to the engine path 30 in parallel with the heater core path 32.
- the heater core path 32 is connected to the capacitor path 31 and the capacitor side bypass flow path 34 via the capacitor side switching valve 28.
- the capacitor side bypass flow path 34 is connected to the capacitor path 31 in parallel with the heater core path 32.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 are switching units that switch the flow of cooling water.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 switch the fluid connection and disconnection between the engine path 30 and the heater core path 32 and switch the fluid connection and disconnection between the capacitor path 31 and the heater core path 32. Part.
- the engine side switching valve 27 switches the fluid connection and disconnection between the engine path 30, the heater core path 32, and the engine side bypass flow path 33.
- the capacitor side switching valve 28 switches the fluid connection and disconnection between the capacitor path 31, the heater core path 32, and the capacitor side bypass flow path 34.
- the fluid connection may mean a state in which the paths are connected so that fluid flows between the paths.
- the fluid interruption may mean a state where the fluid flow is interrupted so that the fluid does not flow between the paths.
- the refrigeration cycle 12 includes a compressor 41, a condenser 23, an expansion valve 42, and an evaporator 43.
- the refrigerant of the refrigeration cycle 12 is a fluorocarbon refrigerant.
- the refrigeration cycle 12 is a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant.
- the compressor 41 is an electric compressor driven by electric power supplied from a battery, and sucks, compresses and discharges the refrigerant of the refrigeration cycle 12.
- the compressor 41 may be a variable capacity compressor driven by an engine belt by the driving force of the engine.
- the condenser 23 is a heat exchanger that condenses the high-pressure side refrigerant by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant discharged from the compressor 41 and the cooling water.
- the expansion valve 42 is a decompression unit that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the condenser 23.
- the expansion valve 42 is a temperature type expansion valve having a temperature sensing unit that detects the degree of superheat of the evaporator 43 outlet-side refrigerant based on the temperature and pressure of the evaporator 43 outlet-side refrigerant. That is, the expansion valve 42 is a temperature type expansion valve that adjusts the throttle passage area by a mechanical mechanism so that the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 43 falls within a predetermined range.
- the expansion valve 42 may be an electric expansion valve that adjusts the throttle passage area by an electric mechanism.
- the evaporator 43 is a low-pressure side heat exchanger that evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve 42 and the air blown into the vehicle interior.
- the gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator 43 is sucked into the compressor 41 and compressed.
- the refrigeration cycle 12 may include a chiller instead of the evaporator 43.
- the chiller is a cooling water cooling heat exchanger that cools the cooling water by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve 42 and the cooling water.
- the evaporator 43 and the heater core 24 are accommodated in a casing 51 of an indoor air conditioning unit 50 of the vehicle air conditioner.
- An air passage through which air flows is formed inside the casing 51.
- the inside / outside air switching box is an inside / outside air switching unit that switches between outside air and inside air. Outside air is outside the passenger compartment. The inside air is the air in the passenger compartment.
- the indoor blower 61 is a blower that sucks air and blows air.
- the evaporator 43 and the heater core 24 are arranged on the downstream side of the air flow of the indoor blower 61.
- the heater core 24 is disposed on the downstream side of the air flow from the evaporator 43.
- the indoor blower 61 is an air flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of air in the heater core 24.
- a cold air bypass passage 52 is formed on the downstream side of the air flow of the evaporator 43.
- the cold air bypass passage 52 is a passage through which the cold air after passing through the evaporator 43 flows around the heater core 24.
- an air mix door 53 that constitutes a temperature adjusting unit is disposed.
- the air mix door 53 adjusts the flow rate ratio between the cool air flowing into the heater core 24 and the cool air passing through the cool air bypass passage 52 by adjusting the opening degree of the cool air bypass passage 52 and the air passage on the heater core 24 side. It is an adjustment unit.
- the air mix door 53 is a rotary door having a rotary shaft that is rotatably supported with respect to the casing 51, and a door substrate portion coupled to the rotary shaft.
- the hot air that has passed through the heater core 24 and the cold air that has passed through the cold air bypass passage 52 are mixed, and the temperature of the conditioned air blown into the vehicle interior space is adjusted. Therefore, the temperature of the conditioned air can be adjusted to a desired temperature by adjusting the opening position of the air mix door 53.
- a defroster opening 54, a face opening 55, a foot opening 56A, and a rear foot opening 56B are formed in the most downstream portion of the casing 51 in the air flow.
- the defroster opening 54 is connected to a defroster outlet through a defroster duct.
- the defroster outlet is disposed in the vehicle interior space. Air-conditioned air is blown out from the defroster outlet toward the inner surface of the vehicle window glass.
- the face opening 55 is connected to the face outlet through a face duct.
- the face outlet is located in the vehicle interior space. Air-conditioned air is blown out from the face outlet toward the upper body of the passenger.
- the foot opening 56A is connected to the foot duct.
- the foot duct extends downward. Air-conditioned air is blown out from the foot outlet at the tip of the foot duct toward the feet of the front seat occupant.
- the rear foot opening 56B is connected to the rear foot duct.
- the rear foot duct extends rearward of the vehicle. Air-conditioned air is blown out from the rear foot outlet at the tip of the rear foot duct toward the feet of the rear seat occupant.
- the defroster opening 54 is opened and closed by a defroster door 57.
- the face opening 55, the foot opening 56 ⁇ / b> A, and the rear foot opening 56 ⁇ / b> B are opened and closed by a face / foot door 58.
- the face / foot door 58 opens and closes the foot opening 56A and the rear foot opening 56B by opening and closing the foot passage entrance 59.
- the foot passage inlet 59 is an air passage inlet from the vicinity of the face opening 55 to the foot opening 56A and the rear foot opening 56B.
- the defroster door 57 and the face / foot door 58 are rotary doors having a rotary shaft that is rotatably supported with respect to the casing 51, and a door substrate portion coupled to the rotary shaft.
- the control device 60 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM and the like and peripheral circuits thereof.
- the control device 60 performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM.
- Various devices to be controlled are connected to the output side of the control device 60.
- the control device 60 is a control unit that controls the operation of various devices to be controlled.
- the control target devices controlled by the control device 60 include the engine pump 20, the condenser pump 22, the engine side switching valve 27, the capacitor side switching valve 28, the compressor 41, the air mix door 53 of the indoor air conditioning unit 50, the indoor blower 61, and the like. It is.
- detection signals of sensor groups such as an inside air temperature sensor 62, an outside air temperature sensor 63, a solar radiation sensor 64, an engine water temperature sensor 65, a condenser water temperature sensor 66, a refrigerant pressure sensor 67, a heater core temperature sensor 68, and the like. Entered.
- the inside air temperature sensor 62 is an inside air temperature detector that detects the temperature of the inside air.
- the outside temperature sensor 63 is an outside temperature detector that detects the temperature of the outside air.
- the solar radiation sensor 64 is a solar radiation amount detector that detects the amount of solar radiation in the passenger compartment.
- the engine water temperature sensor 65 is a cooling water temperature detection unit that detects the temperature of the cooling water flowing through the engine path 30.
- the condenser water temperature sensor 66 is a cooling water temperature detector that detects the temperature of the cooling water flowing through the condenser path 31.
- the refrigerant pressure sensor 67 is a refrigerant pressure detector that detects the pressure of the refrigerant.
- the heater core temperature sensor 68 is a heat exchanger temperature detector that detects the temperature of the heater core 24.
- the heater core temperature sensor 68 is a cooling water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water flowing through the heater core 24.
- the heater core temperature sensor 68 may be a fin thermistor that detects the temperature of the heat exchange fins of the heater core 24.
- the control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 according to the load of the engine 21.
- control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 according to the coolant temperature of the engine path 30.
- the load of the engine 21 is small, the waste heat of the engine 21 is reduced and the cooling water temperature of the engine path 30 is lowered.
- the load of the engine 21 is large, the waste heat of the engine 21 is increased and the cooling water temperature of the engine path 30 is Because it becomes higher.
- control device 60 switches the operation states (1) to (7) below by controlling the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28.
- the control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 so that the cooling water circuit shown in FIG. 4 is formed. Specifically, the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the capacitor path 31 and do not connect the heater core path 32 to the engine path 30. Thereby, the cooling water temperature of the heater core path 32 becomes substantially the same as the cooling water temperature of the capacitor path 31.
- control device 60 sets the rotation speed of the compressor 41 to the maximum rotation speed. Thereby, the cooling water heating capacity of the condenser 23 is maximized. And since the cooling water heated with the capacitor
- the control device 60 reduces the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a low air volume.
- the case where the temperature of the cooling water heated by the capacitor 23 is not sufficiently high is, for example, the case where the temperature of the cooling water heated by the capacitor 23 is about 40 ° C.
- the control device 60 increases the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to increase the air volume.
- the case where the temperature of the cooling water heated by the capacitor 23 is sufficiently high is, for example, the case where the temperature of the cooling water heated by the capacitor 23 is 45 ° C. or higher.
- the control device 60 ends the rapid heating by setting the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air volume or a low air volume.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the control device 60 After engine warm-up When the cooling water in the engine path 30 is heated in the state immediately after the start-up, and the cooling water temperature in the engine path 30 becomes equal to or higher than the first predetermined temperature TW1, the control device 60 is shown in FIG. The operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 is controlled so that a cooling water circuit is formed.
- the first predetermined temperature TW1 is 40 ° C.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the engine path 30 and the capacitor path 31.
- the cooling water heated by the engine 21 and the cooling water heated by the condenser 23 flow through the heater core 24, and the air blown into the passenger compartment is heated. That is, the cooling water in the engine passage 30 has not yet sufficiently increased in temperature, and only the cooling water heated by the engine 21 has a slightly insufficient air heating capability, so that the cooling water heated by the condenser 23 also enters the heater core 24. To compensate for the lack of air heating capacity.
- the control device 60 When the cooling water temperature in the condenser path 31 is lower than the cooling water temperature in the engine path 30, the control device 60 reduces the flow rate of the cooling water flowing into the heater core path 32 from the condenser path 31, or as shown in FIG. Thus, the heater core path 32 is not connected to the capacitor path 31. Thereby, it can avoid that the temperature of the cooling water of the engine path 30 falls by the low-temperature cooling water of the condenser path 31.
- control device 60 sets the rotational speed of the compressor 41 to the maximum rotational speed. Thereby, the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 is maximized, and the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 is increased.
- control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the second predetermined temperature TW2 is a temperature higher than the first predetermined temperature TW1.
- the second predetermined temperature TW2 is 60 ° C.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the engine path 30, but do not connect the heater core path 32 to the capacitor path 31.
- the cooling water temperature in the heater core path 32 becomes substantially the same as the cooling water temperature in the engine path 30.
- the cooling water heated by the engine 21 flows through the heater core 24 and the air blown into the passenger compartment is heated. That is, since the cooling water temperature in the engine path 30 is sufficiently raised, the air heating capacity can be secured only with the cooling water heated by the engine 21.
- the control device 60 controls the rotation speed of the compressor 41 as low as possible while maintaining the cooling water temperature in the condenser path 31 at or above the first predetermined temperature TW1. Specifically, the control device 60 reduces the rotational speed of the compressor 41 below the maximum rotational speed. As a result, the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 can be prevented from becoming excessive, and power saving of the compressor 41 can be achieved.
- control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 so that the cooling water circuit shown in FIG. 5 is formed.
- the third predetermined temperature TW3 is a temperature higher than the second predetermined temperature TW2.
- the third predetermined temperature TW3 is 80 ° C.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the engine path 30 and the capacitor path 31.
- the cooling water heated by the engine 21 flows through the heater core 24 and the air blown into the passenger compartment is heated. Further, the cooling water heated by the engine 21 flows through the condenser path 31.
- the cooling water in the engine path 30 is excessively heated, the cooling water temperature in the engine path 30 is lowered by causing the cooling water in the engine path 30 to flow into the condenser path 31. Thereby, it can suppress that the air heating capability of the heater core 24 becomes excess. Further, heat radiation from the engine path 30 to the external atmosphere can be suppressed. Further, even if the cooling water heating capacity of the condenser 23 is reduced, the cooling water temperature of the condenser path 31 can be maintained at the first predetermined temperature TW1 or higher, so that the rotational speed of the compressor 41 is reduced and power saving of the compressor 41 is achieved. Can be achieved.
- the control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 so that the cooling water circuit shown in FIG. 6 is formed.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the engine path 30, but do not connect the heater core path 32 to the capacitor path 31.
- the cooling water heated by the engine 21 flows through the heater core 24 and the air blown into the passenger compartment is heated. That is, since the cooling water of the engine path 30 is sufficiently heated, the air heating capacity can be secured only with the cooling water heated by the engine 21.
- control device 60 increases the rotational speed of the compressor 41. Thereby, the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 is increased, and the cooling water temperature in the condenser path 31 is raised.
- control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the capacitor path 31 and the engine path 30. Thereby, the cooling water heated by the engine 21 and the cooling water heated by the condenser 23 flow through the heater core 24, and the air blown into the passenger compartment is heated.
- the cooling water heated by the engine 21 is insufficient for the air heating capability. Therefore, the cooling water heated by the condenser 23 is also passed through the heater core 24 to heat the air. Make up for lack of ability.
- the control device 60 When the cooling water temperature in the condenser path 31 is lower than the cooling water temperature in the engine path 30, the control device 60 reduces the flow rate of the cooling water flowing into the heater core path 32 from the condenser path 31, or as shown in FIG. Thus, the heater core path 32 is not connected to the capacitor path 31. Thereby, it can avoid that the temperature of the cooling water of the engine path 30 falls by the low-temperature cooling water of the condenser path 31.
- control device 60 increases the rotational speed of the compressor 41. Thereby, the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 is increased, and the cooling water temperature in the condenser path 31 is raised.
- control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the control device 60 controls the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 so that the cooling water circuit shown in FIG. 4 is formed. Specifically, the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the heater core path 32 to the capacitor path 31, but do not connect the heater core path 32 to the engine path 30.
- control device 60 increases the rotation speed of the compressor 41. Thereby, the heating capacity of the cooling water in the condenser 23 is increased, and the cooling water temperature in the condenser path 31 is raised. And since the cooling water heated with the capacitor
- control device 60 sets the air volume of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a high air volume. As a result, the amount of air blown into the passenger compartment can be increased to rapidly heat the passenger compartment.
- the control device 60 sets the air flow rate of the indoor fan 61 of the indoor air conditioning unit 50 to a medium air amount or a low air amount, and ends the rapid heating.
- the case where the passenger compartment is warmed to some extent is, for example, a case where the passenger compartment temperature Tr is equal to or higher than a predetermined value Tr1.
- the control device 60 causes the cooling water circuit shown in FIG.
- the operations of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 are controlled so as to be formed. Specifically, the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the engine path 30 and the capacitor path 31.
- the engine 21 can be warmed up. Since the cooling water heated by the condenser 23 is radiated by the engine 21, the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 12 can be favorably cooled in the condenser 23. Therefore, the coefficient of performance (so-called COP) of the refrigeration cycle 12 during cooling can be improved.
- COP coefficient of performance
- the control device 60 when the temperature of the cooling water in the heater core path 32 is equal to or higher than the predetermined temperature, the control device 60 performs at least one of the first switching control and the second heat source control, thereby performing the capacitor path 31.
- the temperature of the cooling water is made higher than the outside air temperature.
- the operations of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 are controlled so that the capacitor path 31 is connected to the heater core path 32.
- the capacitor 23 that is the second heat source is caused to generate heat.
- the temperature of the cooling water in the condenser path 31 can be increased by at least one of the cooling water in the heater core path 32 and the heat generated in the condenser 23.
- the capacitor path 31 By connecting the capacitor path 31 to the heater core path 32, it is possible to prevent the temperature of the cooling water in the heater core path 32 from becoming excessively high. Therefore, since the heat radiation from the heater core path 32 to the external atmosphere can be suppressed, the temperature difference of the cooling water between the heater core path 32 and the capacitor path 31 can be reduced by effectively using the heat of the cooling water in the heater core path 32. As a result, the amount of heat generated by the capacitor 23 for raising the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 can be reduced, and the energy consumed by the capacitor 23 can be reduced.
- control device 60 is configured such that the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the engine path 30 to the heater core path 32 and the temperature of the cooling water in the heater core path 32 is equal to or higher than a predetermined temperature. Then, at least one of the first switching control and the second heat source control is performed.
- the temperature difference of the cooling water between the engine path 30 and the condenser path 31 can be reduced. It is possible to suppress fluctuations in the heater core blowing air temperature when connecting the.
- the heater core blown air temperature is the temperature of air blown from the heater core 24.
- the capacitor path 31 By connecting the capacitor path 31 to the heater core path 32, it is possible to suppress the temperature of the cooling water in the engine path 30 and the heater core path 32 from becoming excessively high. Therefore, heat radiation from the engine path 30 and the heater core path 32 to the external atmosphere can be suppressed. Therefore, the heat of the coolant in the engine path 30 and the heater core path 32 can be effectively used to connect the engine path 30, the heater core path 32, and the capacitor path 31.
- the temperature difference of the cooling water can be reduced.
- the amount of heat generated by the capacitor 23 required to raise the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 can be reduced, and thus the energy consumed to cause the capacitor 23 to generate heat can be reduced. In other words, the power consumption of the compressor 41 can be reduced.
- control device 60 connects the engine path 30 to the heater core path 32 when the temperature of the cooling water in the heater core path 32 is equal to or higher than the predetermined temperature and the temperature of the cooling water in the engine path 30 is lower than the predetermined temperature.
- the temperature of the cooling water in the heater core path 32 when the temperature of the cooling water in the heater core path 32 is high, the temperature of the cooling water in the engine path 30 can be increased by the cooling water in the heater core path 32.
- the temperature difference of the cooling water between the heater core path 32 and the engine path 30 can be reduced, the temperature of the heat medium flowing into the heater core 24 when the engine path 30 is connected to the heater core path 32 can be suppressed.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the capacitor path 31 to the heater core path 32, and the temperature of the cooling water in the heater core path 32 is equal to or higher than a predetermined temperature.
- the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 is controlled so that the engine path 30 is connected to the heater core path 32.
- the temperature of the cooling water in the engine path 30 can be raised using not only the heat of the cooling water in the heater core path 32 but also the heat of the cooling water in the condenser path 31.
- the control device 60 when the temperature of the cooling water in the engine path 30 is equal to or higher than the predetermined temperature, the control device 60 performs at least one of the second switching control and the second heat source control, thereby causing the capacitor path 31.
- the temperature of the cooling water is made higher than the outside air temperature.
- the second switching control the operations of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 are controlled so that the capacitor path 31 is connected to the engine path 30.
- the capacitor 23 that is the second heat source is caused to generate heat.
- the temperature of the cooling water in the condenser path 31 can be increased by at least one of the cooling water in the engine path 30 and the heat generated in the condenser 23.
- the temperature difference of the cooling water between the engine path 30 and the condenser path 31 can be reduced, the temperature of the heat medium flowing into the heater core 24 changes when the cooling water path connected to the heater core path 32 is switched. Can be suppressed.
- the capacitor path 31 By connecting the capacitor path 31 to the engine path 30, it is possible to suppress the temperature of the cooling water in the engine path 30 from becoming excessively high. Therefore, since heat radiation from the engine path 30 to the external atmosphere can be suppressed, the temperature difference of the cooling water between the engine path 30 and the condenser path 31 can be reduced by effectively using the heat of the cooling water in the engine path 30. As a result, the amount of heat generated by the capacitor 23 for raising the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 can be suppressed to a low level, so that the energy consumed to cause the capacitor 23 to generate heat can be reduced. In other words, the power consumption of the compressor 41 can be reduced.
- control device 60 is configured such that the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the engine path 30 to the heater core path 32 and the temperature of the cooling water in the engine path 30 is equal to or higher than a predetermined temperature. Then, at least one of the second switching control and the second heat source control is performed.
- the temperature difference of the cooling water between the engine path 30 and the condenser path 31 can be reduced. It is possible to suppress fluctuations in the heater core blowing air temperature when connecting the.
- the capacitor path 31 By connecting the capacitor path 31 to the engine path 30, it is possible to suppress the temperature of the cooling water in the engine path 30 and the heater core path 32 from becoming excessively high. Therefore, heat radiation from the engine path 30 and the heater core path 32 to the external atmosphere can be suppressed. Therefore, the heat of the coolant in the engine path 30 and the heater core path 32 can be effectively used to connect the engine path 30, the heater core path 32, and the capacitor path 31.
- the temperature difference of the cooling water can be reduced.
- the amount of heat generated by the capacitor 23 for raising the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 can be suppressed to a low level, so that the energy consumed to cause the capacitor 23 to generate heat can be reduced. In other words, the power consumption of the compressor 41 can be reduced.
- control device 60 connects the engine path 30 to the capacitor path 31 when the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 is equal to or higher than the predetermined temperature and the temperature of the cooling water in the engine path 30 is lower than the predetermined temperature.
- the temperature of the cooling water in the condenser path 31 when the temperature of the cooling water in the condenser path 31 is high, the temperature of the cooling water in the engine path 30 can be increased by the cooling water in the condenser path 31.
- the temperature difference of the cooling water between the capacitor path 31 and the engine path 30 can be reduced, the temperature of the heat medium flowing into the heater core 24 changes when the heat medium path connected to the heater core path 32 is switched. Can be suppressed.
- the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 connect the capacitor path 31 to the heater core path 32, the temperature of the cooling water in the capacitor path 31 is equal to or higher than a predetermined temperature, and When the temperature of the cooling water in the engine path 30 is lower than the predetermined temperature, the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 is controlled so that the engine path 30 is connected to the capacitor path 31.
- the temperature of the cooling water in the engine path 30 can be raised using not only the heat of the cooling water in the heater core path 32 but also the heat of the cooling water in the condenser path 31.
- the condenser 23 is a refrigerant heat medium heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 12 and the cooling water. According to this, since heat is generated by the condenser 23 using the refrigeration cycle 12 having high energy efficiency, energy consumed for raising the temperature of the cooling water in the condenser path 31 can be saved.
- the control device 60 introduces the coolant from the engine 21 to the heater core 24 out of the flow rate of cooling water introduced from the engine 21 and the condenser 23 to the heater core 24 as the load of the engine 21 changes from a low load to a high load.
- the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 is controlled so that the ratio of the flow rate of the cooling water to be increased. Thereby, the air can be heated by the heater core 24 by effectively utilizing the waste heat of the engine 21.
- the control device 60 introduces the cooling water introduced from the engine 21 and the condenser 23 to the heater core 24 from the condenser 23 to the heater core 24 as the load of the engine 21 changes from a high load to a low load.
- the operation of the engine side switching valve 27 and the capacitor side switching valve 28 is controlled so that the ratio of the flow rate of the cooling water to be increased. Thereby, even if the waste heat of the engine 21 is insufficient, the air can be heated by the heater core 24 using the heat generated by the condenser 23.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 which are on-vehicle heat generating devices, are arranged on the downstream side of the cooling water flow of the heater core 24 in the heater core path 32, but as shown in FIGS. Moreover, the vehicle-mounted heat generating devices 25 and 26 may be arranged at any position of the cooling water circuit 11.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 are arranged on the heater core path 32 upstream of the coolant flow in the heater core 24.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 are arranged on the condenser path 31 on the downstream side of the condenser water flow.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery unit 26 are arranged on the downstream side of the coolant flow of the engine 21 in the engine path 30.
- the EGR cooler 25 and the exhaust heat recovery device 26 are arranged in the engine-side bypass passage 33.
- cooling water is used as the cooling water circulating in the cooling water circuit 11, but various media such as oil may be used as the cooling water.
- ⁇ Nanofluid may be used as cooling water.
- a nanofluid is a fluid in which nanoparticles having a particle size of the order of nanometers are mixed.
- antifreeze liquid ethylene glycol
- the effect of improving the thermal conductivity in a specific temperature range the effect of increasing the heat capacity of the cooling water, the effect of preventing the corrosion of the metal pipe and the deterioration of the rubber pipe, and the cooling water at a cryogenic temperature
- liquidity of can be acquired.
- Such an effect varies depending on the particle configuration, particle shape, blending ratio, and additional substance of the nanoparticles.
- the thermal conductivity can be improved, it is possible to obtain the same cooling efficiency even with a small amount of heat medium as compared with the cooling water using ethylene glycol.
- the amount of heat stored in the heat medium itself can be increased.
- the amount of cold storage heat of the heat medium itself is the amount of cold storage heat by sensible heat.
- the aspect ratio of the nanoparticles is preferably 50 or more. This is because sufficient thermal conductivity can be obtained.
- the aspect ratio is a shape index that represents the ratio between the vertical and horizontal dimensions of the nanoparticles.
- Nanoparticles containing any of Au, Ag, Cu and C can be used. Specifically, Au nanoparticle, Ag nanowire, carbon nanotube (so-called CNT), graphene, graphite core-shell nanoparticle, Au nanoparticle-containing CNT, and the like can be used as the constituent atoms of the nanoparticle.
- the graphite core-shell type nanoparticle is a particle body having a structure such as a carbon nanotube surrounding the atom.
- a chlorofluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant.
- the type of the refrigerant is not limited to this, and natural refrigerant such as carbon dioxide, hydrocarbon refrigerant, or the like may be used. Good.
- the refrigeration cycle 12 of each of the above embodiments constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant, but constitutes a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant. You may do it.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
車両用熱管理装置は、第1熱源(21)と、第2熱源(23)と、ヒータコア(24)と、第1熱媒体経路(30)と、第2熱媒体経路(31)と、ヒータコア経路(32)と、切替部(27、28)と、制御部(60)と、を備える。第1熱源は第1熱媒体経路に配置され、第2熱源は第2熱媒体経路に配置される。ヒータコア経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、ヒータコアが配置される。切替部は、第1熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、第2熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替える。制御部は、ヒータコア経路の熱媒体の温度が所定温度以上である場合、切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行う。制御部は、切替制御では、第2熱媒体経路がヒータコア経路に接続されるように切替部の作動を制御する。制御部は、第2熱源制御では、第2熱源を発熱させる。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2015年10月2日に出願された日本特許出願2015-196666を基にしている。
本開示は、車両に用いられる熱管理装置に関する。
従来、特許文献1には、ヒータコアからの放熱によって車室内を暖房する車両用空調装置が記載されている。ヒータコアは、エンジンからの放熱によって加熱された冷却水で車室内を暖房する。
この従来技術では、冷却水をエンジンのみならず水冷媒熱交換器でも加熱できるようになっている。水冷媒熱交換器は、冷凍サイクルを利用してエンジンの冷却水を加熱する熱交換器である。
これにより、エンジンからの放熱量が少ない場合でも水冷媒熱交換器からの放熱によって冷却水を加熱して車室内を暖房できる。
上記従来技術では、エンジンは、熱媒体としての冷却水を加熱する第1熱源であり、水冷媒熱交換器は、熱媒体としての冷却水を加熱する第2熱源である。
ヒータコアを、第1熱源を有する第1熱媒体経路と、第2熱源を有する第2熱媒体経路とに切り替え接続できる構成を採用した場合、第1熱媒体経路と第2熱媒体経路との間で熱媒体の温度差が大きくなると、ヒータコアに接続される熱媒体経路を切り替えた際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化する。その結果、ヒータコア吹出空気温度の変動が起こり、乗員の快適性が損なわれてしまうおそれがある。
本開示は上記点に鑑みて、ヒータコアに接続される熱媒体経路を切り替えた際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化することを抑制することを目的とする。
本開示の第1態様による車両用熱管理装置は、第1熱源と、第2熱源と、ヒータコアと、第1熱媒体経路と、第2熱媒体経路と、ヒータコア経路と、切替部と、制御部と、を備える。第1熱源は、作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する。第2熱源は、発熱量を任意に制御可能であり、熱媒体を加熱する。ヒータコアは、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して空気を加熱する。第1熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第1熱源が配置される。第2熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第2熱源が配置される。ヒータコア経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、ヒータコアが配置される。切替部は、第1熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、第2熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替える。制御部は、ヒータコア経路の熱媒体の温度が所定温度以上である場合、切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、第2熱媒体経路の熱媒体の温度を外気温度よりも高くする。制御部は、切替制御では、第2熱媒体経路がヒータコア経路に接続されるように切替部の作動を制御する。制御部は、第2熱源制御では、第2熱源を発熱させる。
これによると、ヒータコア経路の熱媒体の温度が高い場合、ヒータコア経路の熱媒体、および第2熱源の発熱のうち少なくとも一方によって第2熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させることができる。
そのため、ヒータコア経路と第2熱媒体経路との熱媒体の温度差を低減できるので、ヒータコア経路に第2熱媒体経路を接続した際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
本開示の第2態様による車両用熱管理装置は、第1熱源と、第2熱源と、ヒータコアと、第1熱媒体経路と、第2熱媒体経路と、ヒータコア経路と、切替部と、制御部と、を備える。第1熱源は、作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する。第2熱源は、発熱量を任意に制御可能であり、熱媒体を加熱する。ヒータコアは、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して空気を加熱する。第1熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第1熱源が配置される。第2熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第2熱源が配置される。ヒータコア経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、ヒータコアが配置される。切替部は、第1熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、第2熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替える。制御部は、ヒータコア経路の熱媒体の温度が所定温度以上であり且つ第1熱媒体経路の熱媒体の温度が所定温度未満である場合、第1熱媒体経路がヒータコア経路に接続されるように切替部の作動を制御することによって、第1熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させる。
これによると、ヒータコア経路の熱媒体の温度が高く且つ第1熱媒体経路の熱媒体の温度が低い場合、ヒータコア経路の熱媒体によって第1熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させることができる。
そのため、ヒータコア経路と第1熱媒体経路との熱媒体の温度差を低減できるので、ヒータコア経路に第1熱媒体経路を接続した際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
本開示の第3態様による車両用熱管理装置は、第1熱源と、第2熱源と、ヒータコアと、第1熱媒体経路と、第2熱媒体経路と、ヒータコア経路と、切替部と、制御部と、を備える。第1熱源は、作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する。第2熱源は、発熱量を任意に制御可能であり、熱媒体を加熱する。ヒータコアは、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して空気を加熱する。第1熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第1熱源が配置される。第2熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第2熱源が配置される。ヒータコア経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、ヒータコアが配置される。切替部は、第1熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、第2熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替える。制御部は、第1熱媒体経路の熱媒体の温度が所定温度以上である場合、切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、第2熱媒体経路の熱媒体の温度を外気温度よりも高くする。制御部は、切替制御では、第2熱媒体経路が第1熱媒体経路に接続されるように切替部の作動を制御する。制御部は、第2熱源制御では、第2熱源を発熱させる。
これによると、第1熱媒体経路の熱媒体の温度が高い場合、第1熱媒体経路の熱媒体、および第2熱源の発熱のうち少なくとも一方によって第2熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させることができる。
そのため、第1熱媒体経路と第2熱媒体経路との熱媒体の温度差を低減できるので、ヒータコア経路に接続される熱媒体経路を切り替えた際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
本開示の第4態様による車両用熱管理装置は、第1熱源と、第2熱源と、ヒータコアと、第1熱媒体経路と、第2熱媒体経路と、ヒータコア経路と、切替部と、制御部と、を備える。第1熱源は、作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する。第2熱源は、発熱量を任意に制御可能であり、熱媒体を加熱する。ヒータコアは、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して空気を加熱する。第1熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第1熱源が配置される。第2熱媒体経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、第2熱源が配置される。ヒータコア経路は、熱媒体が流れる流路を形成し、ヒータコアが配置される。切替部は、第1熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、第2熱媒体経路とヒータコア経路との流体的な接続および遮断を切り替える。制御部は、第2熱媒体経路の熱媒体の温度が所定温度以上であり且つ第1熱媒体経路の熱媒体の温度が所定温度未満である場合、第1熱媒体経路が第2熱媒体経路に接続されるように切替部の作動を制御することによって、第1熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させる。
これによると、第2熱媒体経路の熱媒体の温度が高く且つ第1熱媒体経路の熱媒体の温度が低い場合、第2熱媒体経路の熱媒体によって第1熱媒体経路の熱媒体の温度を上昇させることができる。
そのため、第2熱媒体経路と第1熱媒体経路との熱媒体の温度差を低減できるので、ヒータコア経路に接続される熱媒体経路を切り替えた際にヒータコアに流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1に示す車両用熱管理装置10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。
図1に示す車両用熱管理装置10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。
本実施形態では、車両用熱管理装置10を、エンジンおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源から供給された電力を、車両に搭載された電池に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄えることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用熱管理装置10を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
車両用熱管理装置10は、冷却水回路11および冷凍サイクル12を備えている。冷却水回路11には冷却水が循環する。冷凍サイクル12は蒸気圧縮式冷凍機である。
冷却水は、熱媒体としての流体である。例えば、冷却水は、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体である。冷却水回路11は、熱媒体が循環する熱媒体回路である。
冷却水回路11は、エンジンポンプ20、エンジン21、コンデンサポンプ22、コンデンサ23、ヒータコア24、EGRクーラ25、排気熱回収器26、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28を有している。
エンジンポンプ20は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。エンジンポンプ20は、エンジン21の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。
エンジン21は、作動に伴って発生する廃熱によって冷却水を加熱する第1熱源である。エンジンポンプ20およびエンジン21は、エンジン経路30に直列に配置されている。エンジン経路30は、冷却水が流れる流路を形成している。エンジン経路30は、第1熱源であるエンジン21が配置された第1熱媒体経路である。
コンデンサポンプ22は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。コンデンサポンプ22は、エンジン21の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。
コンデンサ23は、冷凍サイクル12の高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を加熱する高圧側熱交換器である。コンデンサ23は、発熱量を任意に制御可能であり、冷却水を加熱する第2熱源である。コンデンサポンプ22およびコンデンサ23は、コンデンサ経路31に直列に配置されている。コンデンサ経路31は、冷却水が流れる流路を形成している。コンデンサ経路31は、第2熱源であるコンデンサ23が配置された第2熱媒体経路である。
ヒータコア24は、冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。ヒータコア24は、車室内を暖房するために用いられる熱交換器である。
EGRクーラ25および排気熱回収器26は、車両に搭載されて発熱する車載発熱機器である。EGRクーラ25は、エンジン21の吸気側に戻される排気ガスと冷却水とを熱交換して排気ガスを冷却する熱交換器である。排気熱回収器26は、エンジン21の排気ガスと冷却水とを熱交換して排気ガスから熱を回収する熱交換器である。
ヒータコア24、EGRクーラ25および排気熱回収器26は、ヒータコア経路32に直列に配置されている。ヒータコア経路32は、冷却水が流れる流路を形成している。EGRクーラ25および排気熱回収器26は、ヒータコア経路32において、ヒータコア24の冷却水流れ下流側に配置されている。
ヒータコア経路32は、エンジン側切替弁27を介してエンジン経路30およびエンジン側バイパス流路33に接続されている。エンジン側バイパス流路33は、ヒータコア経路32に対して並列にエンジン経路30に接続されている。
ヒータコア経路32は、コンデンサ側切替弁28を介してコンデンサ経路31およびコンデンサ側バイパス流路34に接続されている。コンデンサ側バイパス流路34は、ヒータコア経路32に対して並列にコンデンサ経路31に接続されている。
エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、冷却水の流れを切り替える切替部である。エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、エンジン経路30とヒータコア経路32との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、コンデンサ経路31とヒータコア経路32との流体的な接続および遮断を切り替える切替部である。
エンジン側切替弁27は、エンジン経路30とヒータコア経路32とエンジン側バイパス流路33との流体的な接続および遮断を切り替える。コンデンサ側切替弁28は、コンデンサ経路31とヒータコア経路32とコンデンサ側バイパス流路34との流体的な接続および遮断を切り替える。流体的な接続は、経路間に流体が流れるように経路同士が接続された状態を意味しても良い。流体的な遮断は、経路間に流体が流れないように流体の流れが遮断された状態を意味しても良い。
冷凍サイクル12は、圧縮機41、コンデンサ23、膨張弁42および蒸発器43を有している。冷凍サイクル12の冷媒はフロン系冷媒である。冷凍サイクル12は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルである。
圧縮機41は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル12の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機41は、エンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動される可変容量圧縮機であってもよい。
コンデンサ23は、圧縮機41から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる熱交換器である。
膨張弁42は、コンデンサ23から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。膨張弁42は、蒸発器43出口側冷媒の温度および圧力に基づいて蒸発器43出口側冷媒の過熱度を検出する感温部を有する温度式膨張弁である。すなわち、膨張弁42は、蒸発器43出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁である。膨張弁42は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁であってもよい。
蒸発器43は、膨張弁42で減圧膨張された低圧冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器である。蒸発器43で蒸発した気相冷媒は圧縮機41に吸入されて圧縮される。
冷凍サイクル12は、蒸発器43の代わりにチラーを備えていてもよい。チラーは、膨張弁42で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器である。
図2に示すように、蒸発器43およびヒータコア24は、車両用空調装置の室内空調ユニット50のケーシング51に収容されている。ケーシング51の内部には、空気が流れる空気通路が形成されている。
ケーシング51内において空気流れ最上流部には、内外気切替箱および図3に示す室内送風機61が配置されている。内外気切替箱は、外気と内気とを切替導入する内外気切替部である。外気は車室外の空気である。内気は車室内の空気である。
室内送風機61は、空気を吸入して送風する送風部である。ケーシング51内において室内送風機61の空気流れ下流側には、蒸発器43およびヒータコア24が配置されている。ヒータコア24は、蒸発器43よりも空気流れ下流側に配置されている。室内送風機61は、ヒータコア24における空気の流量を調整する空気流量調整部である。
ケーシング51内において蒸発器43の空気流れ下流側には、冷風バイパス通路52が形成されている。冷風バイパス通路52は、蒸発器43通過後の冷風がヒータコア24を迂回して流れる通路である。
蒸発器43とヒータコア24との間には、温度調整部をなすエアミックスドア53が配置されている。エアミックスドア53は、冷風バイパス通路52とヒータコア24側の通風路の開度を調整することにより、ヒータコア24に流入する冷風と冷風バイパス通路52を通過する冷風との流量割合を調整する流量割合調整部である。
エアミックスドア53は、ケーシング51に対して回転可能に支持された回転軸と、回転軸に結合されたドア基板部とを有する回転式ドアである。
ケーシング51内において、ヒータコア24を通過した温風と冷風バイパス通路52を通過した冷風とが混合されて、車室内空間に吹き出される空調風の温度調整がなされる。したがって、エアミックスドア53の開度位置を調整することによって、空調風の温度を所望温度に調整できる。
ケーシング51の空気流れ最下流部には、デフロスタ開口部54、フェイス開口部55、フット開口部56Aおよびリヤフット開口部56Bが形成されている。
デフロスタ開口部54は、デフロスタダクトを介して、デフロスタ吹出口に接続されている。デフロスタ吹出口は車室内空間に配置されている。デフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて空調風が吹き出される。
フェイス開口部55は、フェイスダクトを介して、フェイス吹出口に接続されている。フェイス吹出口は車室内空間に配置されている。フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風が吹き出される。
フット開口部56Aは、フットダクトに接続されている。フットダクトは下方に向かって延びている。フットダクトの先端部のフット吹出口から前席乗員の足元部に向けて空調風が吹き出される。
リヤフット開口部56Bは、リヤフットダクトに接続されている。リヤフットダクトは車両後方へ延びている。リヤフットダクトの先端部のリヤフット吹出口から後席乗員の足元部に向けて空調風が吹き出される。
デフロスタ開口部54は、デフロスタドア57によって開閉される。フェイス開口部55、フット開口部56Aおよびリヤフット開口部56Bは、フェイス・フットドア58によって開閉される。
フェイス・フットドア58は、フット通路入口部59を開閉することによって、フット開口部56Aおよびリヤフット開口部56Bを開閉する。フット通路入口部59は、フェイス開口部55近傍からフット開口部56Aおよびリヤフット開口部56Bに至る空気通路の入口部である。
デフロスタドア57およびフェイス・フットドア58は、ケーシング51に対して回転可能に支持された回転軸と、回転軸に結合されたドア基板部とを有する回転式ドアである。
次に、車両用熱管理装置10の電気制御部を図3に基づいて説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置60は、ROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置60の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置60は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
制御装置60によって制御される制御対象機器は、エンジンポンプ20、コンデンサポンプ22、エンジン側切替弁27、コンデンサ側切替弁28、圧縮機41、室内空調ユニット50のエアミックスドア53、室内送風機61等である。
制御装置60の入力側には、内気温度センサ62、外気温度センサ63、日射センサ64、エンジン水温センサ65、コンデンサ水温センサ66、冷媒圧力センサ67、ヒータコア温度センサ68等のセンサ群の検出信号が入力される。
内気温度センサ62は、内気の温度を検出する内気温度検出部である。外気温度センサ63は、外気の温度を検出する外気温度検出部である。日射センサ64は、車室内の日射量を検出する日射量検出部である。
エンジン水温センサ65は、エンジン経路30を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部である。コンデンサ水温センサ66は、コンデンサ経路31を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部である。
冷媒圧力センサ67は、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部である。ヒータコア温度センサ68は、ヒータコア24の温度を検出する熱交換器温度検出部である。例えば、ヒータコア温度センサ68は、ヒータコア24を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度センサである。ヒータコア温度センサ68は、ヒータコア24の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタであってもよい。
次に、上記構成における作動を説明する。まず、暖房運転時の作動を説明する。制御装置60は、エンジン21の負荷に応じてエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
具体的には、制御装置60は、エンジン経路30の冷却水温度に応じてエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。エンジン21の負荷が小さいとエンジン21の廃熱が少なくなってエンジン経路30の冷却水温度が低くなり、エンジン21の負荷が大きいとエンジン21の廃熱が多くなってエンジン経路30の冷却水温度が高くなるからである。
例えば、制御装置60は、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御することによって、下記の(1)~(7)の作動状態を切り替える。
(1)起動直後
例えば、車両のイグニッションスイッチがオンされて車両用熱管理装置10が起動されたとき、エンジン経路30、コンデンサ経路31およびヒータコア経路32の冷却水温度は外気温度と同等である。
例えば、車両のイグニッションスイッチがオンされて車両用熱管理装置10が起動されたとき、エンジン経路30、コンデンサ経路31およびヒータコア経路32の冷却水温度は外気温度と同等である。
このとき、制御装置60は、図4に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31に接続し、ヒータコア経路32をエンジン経路30に接続しない。これにより、ヒータコア経路32の冷却水温度はコンデンサ経路31の冷却水温度とほぼ同じになる。
また、制御装置60は、圧縮機41の回転数を最大回転数にする。これにより、コンデンサ23の冷却水加熱能力が最大になる。そして、コンデンサ23で加熱された冷却水がヒータコア24を流れるので、車室内へ送風される空気が加熱される。
制御装置60は、コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が十分に高くなっていない場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を低風量にする。コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が十分に高くなっていない場合とは、例えば、コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が40℃程度である場合である。これにより、ヒータコア24で加熱される空気の風量が少なくなるので、コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が十分に高くなっていなくても、ヒータコア24からの吹出空気温度を極力高めることができる。
制御装置60は、コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が十分に高くなった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を増加させて高風量にする。コンデンサ23で加熱された冷却水の温度が十分に高くなった場合とは、例えばコンデンサ23で加熱された冷却水の温度が45℃以上になった場合である。これにより、ヒータコア24からの吹出空気温度を確保した上で車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。
制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(2)エンジン暖機後
上記の起動直後の状態においてエンジン経路30の冷却水が加熱され、エンジン経路30の冷却水温度が第1所定温度TW1以上になると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。例えば、第1所定温度TW1は40℃である。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をエンジン経路30およびコンデンサ経路31に接続する。
上記の起動直後の状態においてエンジン経路30の冷却水が加熱され、エンジン経路30の冷却水温度が第1所定温度TW1以上になると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。例えば、第1所定温度TW1は40℃である。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をエンジン経路30およびコンデンサ経路31に接続する。
これにより、エンジン21で加熱された冷却水およびコンデンサ23で加熱された冷却水がヒータコア24を流れ、車室内へ送風される空気が加熱される。すなわち、エンジン経路30の冷却水がまだ十分に昇温しておらず、エンジン21で加熱された冷却水のみでは空気加熱能力がやや不足するため、コンデンサ23で加熱された冷却水もヒータコア24に流して空気加熱能力不足を補う。
なお、コンデンサ経路31の冷却水温度がエンジン経路30の冷却水温度未満である場合、制御装置60は、コンデンサ経路31からヒータコア経路32に流入する冷却水の流量を減少させる、または図6に示すようにヒータコア経路32をコンデンサ経路31に接続しない。これにより、コンデンサ経路31の低温冷却水によってエンジン経路30の冷却水の温度が低下することを回避できる。
このとき、制御装置60は、圧縮機41の回転数を最大回転数にする。これにより、コンデンサ23における冷却水の加熱能力が最大になり、コンデンサ23における冷却水の加熱能力が高くなる。
また、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(3)エンジン負荷増加時かつ中負荷時
上記のエンジン暖機後の状態においてエンジン21の負荷が高くなってエンジン21の廃熱量が増加し、エンジン経路30の冷却水温度が第2所定温度TW2以上になると、制御装置60は、図6に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第2所定温度TW2は、第1所定温度TW1よりも高い温度である。例えば、第2所定温度TW2は60℃である。
上記のエンジン暖機後の状態においてエンジン21の負荷が高くなってエンジン21の廃熱量が増加し、エンジン経路30の冷却水温度が第2所定温度TW2以上になると、制御装置60は、図6に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第2所定温度TW2は、第1所定温度TW1よりも高い温度である。例えば、第2所定温度TW2は60℃である。
具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をエンジン経路30に接続するが、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31には接続しない。これにより、ヒータコア経路32の冷却水温度はエンジン経路30の冷却水温度とほぼ同じになる。
これにより、エンジン21で加熱された冷却水がヒータコア24を流れ、車室内へ送風される空気が加熱される。すなわち、エンジン経路30の冷却水温度が十分に昇温しているため、エンジン21で加熱された冷却水のみで空気加熱能力を確保できる。
このとき、制御装置60は、コンデンサ経路31の冷却水温度が第1所定温度TW1以上に維持しつつ圧縮機41の回転数を極力低く制御する。具体的には、制御装置60は、圧縮機41の回転数を最大回転数よりも低下させる。これにより、コンデンサ23における冷却水の加熱能力が過剰になることを防止して圧縮機41の省動力化を図ることができる。
また、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(4)エンジン高負荷時
上記のエンジン負荷増加時かつ中負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに高くなってエンジン21の廃熱量がさらに増加し、エンジン経路30の冷却水温度が第3所定温度TW3以上になると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第3所定温度TW3は、第2所定温度TW2よりも高い温度である。例えば、第3所定温度TW3は80℃である。
上記のエンジン負荷増加時かつ中負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに高くなってエンジン21の廃熱量がさらに増加し、エンジン経路30の冷却水温度が第3所定温度TW3以上になると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第3所定温度TW3は、第2所定温度TW2よりも高い温度である。例えば、第3所定温度TW3は80℃である。
具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をエンジン経路30およびコンデンサ経路31に接続する。
これにより、エンジン21で加熱された冷却水がヒータコア24を流れ、車室内へ送風される空気が加熱される。また、エンジン21で加熱された冷却水がコンデンサ経路31を流れる。
すなわち、エンジン経路30の冷却水が過剰に昇温しているため、エンジン経路30の冷却水をコンデンサ経路31に流入させることによって、エンジン経路30の冷却水温度を低下させる。これにより、ヒータコア24の空気加熱能力が過剰になることを抑制できる。また、エンジン経路30から外部雰囲気への放熱を抑制できる。また、コンデンサ23の冷却水加熱能力を小さくしてもコンデンサ経路31の冷却水温度を第1所定温度TW1以上に維持できるので、圧縮機41の回転数を低下させて圧縮機41の省動力化を図ることができる。
このとき、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(5)エンジン負荷低下時かつ中負荷時
上記のエンジン高負荷時の状態においてエンジン21の負荷が低くなってエンジン21の廃熱量が減少し、エンジン経路30の冷却水温度が第2所定温度TW2以上、第3所定温度TW3未満に低下すると、制御装置60は、図6に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
上記のエンジン高負荷時の状態においてエンジン21の負荷が低くなってエンジン21の廃熱量が減少し、エンジン経路30の冷却水温度が第2所定温度TW2以上、第3所定温度TW3未満に低下すると、制御装置60は、図6に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をエンジン経路30に接続するが、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31には接続しない。
これにより、エンジン21で加熱された冷却水がヒータコア24を流れ、車室内へ送風される空気が加熱される。すなわち、エンジン経路30の冷却水が十分に昇温しているため、エンジン21で加熱された冷却水のみで空気加熱能力を確保できる。
このとき、制御装置60は、圧縮機41の回転数を増加させる。これにより、コンデンサ23における冷却水の加熱能力を高くしてコンデンサ経路31の冷却水温度を上昇させる。
また、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(6)エンジン負荷低下時かつ低負荷時
上記のエンジン負荷低下時かつ中負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに低くなってエンジン21の廃熱量がさらに減少し、エンジン経路30の冷却水の温度が第1所定温度TW1以上、第2所定温度TW2未満に低下すると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
上記のエンジン負荷低下時かつ中負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに低くなってエンジン21の廃熱量がさらに減少し、エンジン経路30の冷却水の温度が第1所定温度TW1以上、第2所定温度TW2未満に低下すると、制御装置60は、図5に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31およびエンジン経路30に接続する。これにより、エンジン21で加熱された冷却水およびコンデンサ23で加熱された冷却水がヒータコア24を流れ、車室内へ送風される空気が加熱される。
すなわち、エンジン経路30の冷却水温度が不足するため、エンジン21で加熱された冷却水のみでは、空気加熱能力がやや不足するため、コンデンサ23で加熱された冷却水もヒータコア24に流して空気加熱能力不足を補う。
なお、コンデンサ経路31の冷却水温度がエンジン経路30の冷却水温度未満である場合、制御装置60は、コンデンサ経路31からヒータコア経路32に流入する冷却水の流量を減少させる、または図6に示すようにヒータコア経路32をコンデンサ経路31に接続しない。これにより、コンデンサ経路31の低温冷却水によってエンジン経路30の冷却水の温度が低下することを回避できる。
このとき、制御装置60は、圧縮機41の回転数を増加させる。これにより、コンデンサ23における冷却水の加熱能力を高くしてコンデンサ経路31の冷却水温度を上昇させる。
また、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
(7)エンジン冷間時
上記のエンジン負荷低下時かつ低負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに低くなってエンジン21の廃熱量がさらに減少し、エンジン経路30の冷却水の温度が第1所定温度TW1未満に低下すると、制御装置60は、図4に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31に接続するが、ヒータコア経路32をエンジン経路30には接続しない。
上記のエンジン負荷低下時かつ低負荷時の状態においてエンジン21の負荷がさらに低くなってエンジン21の廃熱量がさらに減少し、エンジン経路30の冷却水の温度が第1所定温度TW1未満に低下すると、制御装置60は、図4に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、ヒータコア経路32をコンデンサ経路31に接続するが、ヒータコア経路32をエンジン経路30には接続しない。
また、制御装置60は、圧縮機41の回転数を増加させる。これにより、コンデンサ23における冷却水の加熱能力を高くしてコンデンサ経路31の冷却水温度を上昇させる。そして、コンデンサ23で加熱された冷却水がヒータコア24を流れるので、車室内へ送風される空気が加熱される。
また、制御装置60は、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を高風量にする。これにより、車室内への吹出風量を多くして車室内を急速暖房できる。制御装置60は、車室内がある程度暖まった場合、室内空調ユニット50の室内送風機61の送風量を中風量または低風量にして急速暖房を終了する。車室内がある程度暖まった場合とは、例えば車室内温度Trが所定値Tr1以上になった場合である。
次に、冷房運転時の作動を説明する。コンデンサ経路31の冷却水の温度が第1所定温度TW1以上であり且つエンジン経路30の冷却水の温度が第1所定温度TW1未満である場合、制御装置60は、図7に示す冷却水回路が形成されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。具体的には、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28は、エンジン経路30とコンデンサ経路31とを接続する。
これにより、コンデンサ23で加熱された冷却水がエンジン21を流れるので、エンジン21を暖機できる。コンデンサ23で加熱された冷却水がエンジン21で放熱されるので、コンデンサ23において冷凍サイクル12の高圧側冷媒を良好に冷却できる。そのため、冷房時の冷凍サイクル12の成績係数(いわゆるCOP)を向上できる。
本実施形態では、制御装置60は、ヒータコア経路32の冷却水の温度が所定温度以上である場合、第1の切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、コンデンサ経路31の冷却水の温度を外気温度よりも高くする。第1の切替制御では、コンデンサ経路31がヒータコア経路32に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第2熱源制御では、第2熱源であるコンデンサ23を発熱させる。
これによると、ヒータコア経路32の冷却水の温度が高い場合、ヒータコア経路32の冷却水、およびコンデンサ23の発熱のうち少なくとも一方によってコンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させることができる。
そのため、ヒータコア経路32とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32にコンデンサ経路31を接続した際にヒータコア24に流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
コンデンサ経路31がヒータコア経路32に接続されることによって、ヒータコア経路32の冷却水の温度が過剰に高くなることを抑制できる。そのため、ヒータコア経路32から外部雰囲気への放熱を抑制できるので、ヒータコア経路32の冷却水の熱を有効利用してヒータコア経路32とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できる。その結果、コンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させるためのコンデンサ23の発熱量を少なく抑えることができ、コンデンサ23で消費されるエネルギーを低減できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28がエンジン経路30をヒータコア経路32に接続しており且つヒータコア経路32の冷却水の温度が所定温度以上である場合、上記の第1の切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行う。
これによると、エンジン21の廃熱を利用してヒータコア24で空気を加熱している場合、エンジン経路30とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32にコンデンサ経路31を接続した際のヒータコア吹出空気温度の変動を抑制できる。ヒータコア吹出空気温度とは、ヒータコア24から吹き出される空気の温度のことである。
コンデンサ経路31がヒータコア経路32に接続されることによって、エンジン経路30およびヒータコア経路32の冷却水の温度が過剰に高くなることを抑制できる。そのため、エンジン経路30およびヒータコア経路32から外部雰囲気への放熱を抑制できるので、エンジン経路30およびヒータコア経路32の冷却水の熱を有効利用してエンジン経路30およびヒータコア経路32とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できる。その結果、コンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させるために必要なコンデンサ23の発熱量を少なく抑えることができるので、コンデンサ23を発熱させるために消費されるエネルギーを低減できる。換言すれば、圧縮機41の消費動力を低減できる。
本実施形態では、制御装置60は、ヒータコア経路32の冷却水の温度が所定温度以上であり且つエンジン経路30の冷却水の温度が所定温度未満である場合、エンジン経路30がヒータコア経路32に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御することよって、エンジン経路30の冷却水の温度を上昇させる。
これによると、ヒータコア経路32の冷却水の温度が高い場合、ヒータコア経路32の冷却水によってエンジン経路30の冷却水の温度を上昇させることができる。
そのため、ヒータコア経路32とエンジン経路30との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32にエンジン経路30を接続した際にヒータコア24に流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28がコンデンサ経路31をヒータコア経路32に接続しており、ヒータコア経路32の冷却水の温度が所定温度以上であり且つエンジン経路30の冷却水の温度が所定温度未満である場合、エンジン経路30がヒータコア経路32に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
これによると、ヒータコア経路32の冷却水の熱のみならずコンデンサ経路31の冷却水の熱も利用してエンジン経路30の冷却水の温度を上昇させることができる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン経路30の冷却水の温度が所定温度以上である場合、第2の切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、コンデンサ経路31の冷却水の温度を外気温度よりも高くする。第2の切替制御では、コンデンサ経路31がエンジン経路30に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。第2熱源制御では、第2熱源であるコンデンサ23を発熱させる。
これによると、エンジン経路30の冷却水の温度が高い場合、エンジン経路30の冷却水、およびコンデンサ23の発熱のうち少なくとも一方によってコンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させることができる。
そのため、エンジン経路30とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32に接続される冷却水経路を切り替えた際にヒータコア24に流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
コンデンサ経路31がエンジン経路30に接続されることによって、エンジン経路30の冷却水の温度が過剰に高くなることを抑制できる。そのため、エンジン経路30から外部雰囲気への放熱を抑制できるので、エンジン経路30の冷却水の熱を有効利用してエンジン経路30とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できる。その結果、コンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させるためのコンデンサ23の発熱量を少なく抑えることができるので、コンデンサ23を発熱させるために消費されるエネルギーを低減できる。換言すれば、圧縮機41の消費動力を低減できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28がエンジン経路30をヒータコア経路32に接続しており且つエンジン経路30の冷却水の温度が所定温度以上である場合、上記の第2の切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行う。
これによると、エンジン21の廃熱を利用してヒータコア24で空気を加熱している場合、エンジン経路30とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32にコンデンサ経路31を接続した際のヒータコア吹出空気温度の変動を抑制できる。
コンデンサ経路31がエンジン経路30に接続されることによって、エンジン経路30およびヒータコア経路32の冷却水の温度が過剰に高くなることを抑制できる。そのため、エンジン経路30およびヒータコア経路32から外部雰囲気への放熱を抑制できるので、エンジン経路30およびヒータコア経路32の冷却水の熱を有効利用してエンジン経路30およびヒータコア経路32とコンデンサ経路31との冷却水の温度差を低減できる。その結果、コンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させるためのコンデンサ23の発熱量を少なく抑えることができるので、コンデンサ23を発熱させるために消費されるエネルギーを低減できる。換言すれば、圧縮機41の消費動力を低減できる。
本実施形態では、制御装置60は、コンデンサ経路31の冷却水の温度が所定温度以上であり且つエンジン経路30の冷却水の温度が所定温度未満である場合、エンジン経路30がコンデンサ経路31に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御することによって、エンジン経路30の冷却水の温度を上昇させる。
これによると、コンデンサ経路31の冷却水の温度が高い場合、コンデンサ経路31の冷却水によってエンジン経路30の冷却水の温度を上昇させることができる。
そのため、コンデンサ経路31とエンジン経路30との冷却水の温度差を低減できるので、ヒータコア経路32に接続される熱媒体経路を切り替えた際にヒータコア24に流入する熱媒体の温度が変化することを抑制できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28がコンデンサ経路31をヒータコア経路32に接続しており、コンデンサ経路31の冷却水の温度が所定温度以上であり且つエンジン経路30の冷却水の温度が所定温度未満である場合、エンジン経路30がコンデンサ経路31に接続されるようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。
これによると、ヒータコア経路32の冷却水の熱のみならずコンデンサ経路31の冷却水の熱も利用してエンジン経路30の冷却水の温度を上昇させることができる。
本実施形態では、コンデンサ23は、冷凍サイクル12の高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器である。これによると、エネルギー効率の高い冷凍サイクル12を利用してコンデンサ23で発熱させるので、コンデンサ経路31の冷却水の温度を上昇させるために消費されるエネルギーを節約できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン21の負荷が低負荷から高負荷へ変化するにつれて、エンジン21およびコンデンサ23からヒータコア24に導入される冷却水の流量のうちエンジン21からヒータコア24に導入される冷却水の流量の割合が増加するようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。これにより、エンジン21の廃熱を有効利用してヒータコア24で空気を加熱できる。
本実施形態では、制御装置60は、エンジン21の負荷が高負荷から低負荷へ変化するにつれて、エンジン21およびコンデンサ23からヒータコア24に導入される冷却水の流量のうちコンデンサ23からヒータコア24に導入される冷却水の流量の割合が増加するようにエンジン側切替弁27およびコンデンサ側切替弁28の作動を制御する。これにより、エンジン21の廃熱が不足しても、コンデンサ23の発熱を利用してヒータコア24で空気を加熱できる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、車載発熱機器であるEGRクーラ25および排気熱回収器26は、ヒータコア経路32においてヒータコア24の冷却水流れ下流側に配置されているが、図8~図11に示すように、車載発熱機器25、26は、冷却水回路11の任意の位置に配置されていてもよい。
上記第1実施形態では、車載発熱機器であるEGRクーラ25および排気熱回収器26は、ヒータコア経路32においてヒータコア24の冷却水流れ下流側に配置されているが、図8~図11に示すように、車載発熱機器25、26は、冷却水回路11の任意の位置に配置されていてもよい。
図8に示す第1実施例では、EGRクーラ25および排気熱回収器26は、ヒータコア経路32においてヒータコア24の冷却水流れ上流側に配置されている。
図9に示す第2実施例では、EGRクーラ25および排気熱回収器26は、コンデンサ経路31においてコンデンサ23の冷却水流れ下流側に配置されている。
図10に示す第3実施例では、EGRクーラ25および排気熱回収器26は、エンジン経路30においてエンジン21の冷却水流れ下流側に配置されている。
図11に示す第4実施例では、EGRクーラ25および排気熱回収器26は、エンジン側バイパス流路33に配置されている。
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
上記各実施形態では、冷却水回路11を循環する冷却水として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を冷却水として用いてもよい。
冷却水として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を冷却水に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水(いわゆる不凍液)のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、冷却水の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での冷却水の流動性を高める作用効果を得ることができる。
このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。
これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。
また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量を増加させることができる。熱媒体自体の蓄冷熱量は、顕熱による蓄冷熱量である。
蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機41を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理装置10の省動力化が可能になる。
ナノ粒子のアスペクト比は50以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦と横の比率を表す形状指標である。
ナノ粒子としては、Au、Ag、CuおよびCのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Auナノ粒子、Agナノワイヤー、カーボンナノチューブ(いわゆるCNT)、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびAuナノ粒子含有CNTなどを用いることができる。グラファイトコアシェル型ナノ粒子とは、上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体のことである。
上記各実施形態の冷凍サイクル12では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
上記各実施形態の冷凍サイクル12は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (11)
- 作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する第1熱源(21)と、
発熱量を任意に制御可能であり、前記熱媒体を加熱する第2熱源(23)と、
前記熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して前記空気を加熱するヒータコア(24)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第1熱源(21)が配置された第1熱媒体経路(30)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第2熱源(23)が配置された第2熱媒体経路(31)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記ヒータコア(24)が配置されたヒータコア経路(32)と、
前記第1熱媒体経路(30)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、前記第2熱媒体経路(31)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替える切替部(27、28)と、
前記ヒータコア経路(32)の前記熱媒体の温度が所定温度以上である場合、切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、前記第2熱媒体経路(31)の前記熱媒体の温度を外気温度よりも高くする制御部(60)と、を備え、
前記制御部(60)は、前記切替制御では、前記第2熱媒体経路(31)が前記ヒータコア経路(32)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御し、
前記制御部(60)は、前記第2熱源制御では、前記第2熱源(23)を発熱させる、車両用熱管理装置。 - 前記制御部(60)は、前記切替部(27、28)が前記第1熱媒体経路(30)を前記ヒータコア経路(32)に接続しており且つ前記ヒータコア経路(32)の前記熱媒体の温度が前記所定温度以上である場合、前記切替制御および前記第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行う請求項1に記載の車両用熱管理装置。
- 作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する第1熱源(21)と、
発熱量を任意に制御可能であり、前記熱媒体を加熱する第2熱源(23)と、
前記熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して前記空気を加熱するヒータコア(24)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第1熱源(21)が配置された第1熱媒体経路(30)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第2熱源(23)が配置された第2熱媒体経路(31)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記ヒータコア(24)が配置されたヒータコア経路(32)と、
前記第1熱媒体経路(30)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、前記第2熱媒体経路(31)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替える切替部(27、28)と、
前記ヒータコア経路(32)の前記熱媒体の温度が所定温度以上であり且つ前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が前記所定温度未満である場合、前記第1熱媒体経路(30)が前記ヒータコア経路(32)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御することによって、前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度を上昇させる制御部(60)とを備える車両用熱管理装置。 - 前記制御部(60)は、前記切替部(27、28)が前記第2熱媒体経路(31)を前記ヒータコア経路(32)に接続しており、前記ヒータコア経路(32)の前記熱媒体の温度が前記所定温度以上であり且つ前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が前記所定温度未満である場合、前記第1熱媒体経路(30)が前記ヒータコア経路(32)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御する請求項2または3に記載の車両用熱管理装置。
- 作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する第1熱源(21)と、
発熱量を任意に制御可能であり、前記熱媒体を加熱する第2熱源(23)と、
前記熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して前記空気を加熱するヒータコア(24)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第1熱源(21)が配置された第1熱媒体経路(30)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第2熱源(23)が配置された第2熱媒体経路(31)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記ヒータコア(24)が配置されたヒータコア経路(32)と、
前記第1熱媒体経路(30)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、前記第2熱媒体経路(31)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替える切替部(27、28)と、
前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が所定温度以上である場合、切替制御および第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行うことによって、前記第2熱媒体経路(31)の前記熱媒体の温度を外気温度よりも高くする制御部(60)と、を備え、
前記制御部(60)は、前記切替制御では、前記第2熱媒体経路(31)が前記第1熱媒体経路(30)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御し、
前記制御部(60)は、前記第2熱源制御では、前記第2熱源(23)を発熱させる、車両用熱管理装置。 - 前記制御部(60)は、前記切替部(27、28)が前記第1熱媒体経路(30)を前記ヒータコア経路(32)に接続しており且つ前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が前記所定温度以上である場合、前記切替制御および前記第2熱源制御のうち少なくとも一方の制御を行う請求項5に記載の車両用熱管理装置。
- 作動に伴って発生する廃熱によって熱媒体を加熱する第1熱源(21)と、
発熱量を任意に制御可能であり、前記熱媒体を加熱する第2熱源(23)と、
前記熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換して前記空気を加熱するヒータコア(24)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第1熱源(21)が配置された第1熱媒体経路(30)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記第2熱源(23)が配置された第2熱媒体経路(31)と、
前記熱媒体が流れる流路を形成し、前記ヒータコア(24)が配置されたヒータコア経路(32)と、
前記第1熱媒体経路(30)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替えるとともに、前記第2熱媒体経路(31)と前記ヒータコア経路(32)との流体的な接続および遮断を切り替える切替部(27、28)と、
前記第2熱媒体経路(31)の前記熱媒体の温度が所定温度以上であり且つ前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が前記所定温度未満である場合、前記第1熱媒体経路(30)が前記第2熱媒体経路(31)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御することによって、前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度を上昇させる制御部(60)とを備える車両用熱管理装置。 - 前記制御部(60)は、前記切替部(27、28)が前記第2熱媒体経路(31)を前記ヒータコア経路(32)に接続しており、前記第2熱媒体経路(31)の前記熱媒体の温度が前記所定温度以上であり且つ前記第1熱媒体経路(30)の前記熱媒体の温度が前記所定温度未満である場合、前記第1熱媒体経路(30)が前記第2熱媒体経路(31)に接続されるように前記切替部(27、28)の作動を制御する請求項6または7に記載の車両用熱管理装置。
- 前記第2熱源(23)は、冷凍サイクル(12)の高圧側冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる熱交換器である請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車両用熱管理装置。
- 前記第1熱源は、車両に搭載されたエンジン(21)であり、
前記制御部(60)は、前記エンジン(21)の負荷が低負荷から高負荷へ変化するにつれて、前記第1熱源(21)および前記第2熱源(23)から前記ヒータコア(24)に導入される前記熱媒体の流量のうち前記第1熱源(21)から前記ヒータコア(24)に導入される前記熱媒体の流量の割合が増加するように前記切替部(27、28)の作動を制御する請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用熱管理装置。 - 前記第1熱源は、車両に搭載されたエンジン(21)であり、
前記制御部(60)は、前記エンジン(21)の負荷が高負荷から低負荷へ変化するにつれて、前記第1熱源(21)および前記第2熱源(23)から前記ヒータコア(24)に導入される前記熱媒体の流量のうち前記第2熱源(23)から前記ヒータコア(24)に導入される前記熱媒体の流量の割合が増加するように前記切替部(27、28)の作動を制御する請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用熱管理装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16851043.6A EP3357726B1 (en) | 2015-10-02 | 2016-09-06 | Vehicular heat management device |
CN201680057028.6A CN108136874B (zh) | 2015-10-02 | 2016-09-06 | 车辆用热管理装置 |
US15/763,503 US10723199B2 (en) | 2015-10-02 | 2016-09-06 | Vehicular heat management device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015196666A JP6663676B2 (ja) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | 車両用熱管理装置 |
JP2015-196666 | 2015-10-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017056867A1 true WO2017056867A1 (ja) | 2017-04-06 |
Family
ID=58424088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/076076 WO2017056867A1 (ja) | 2015-10-02 | 2016-09-06 | 車両用熱管理装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10723199B2 (ja) |
EP (1) | EP3357726B1 (ja) |
JP (1) | JP6663676B2 (ja) |
CN (1) | CN108136874B (ja) |
WO (1) | WO2017056867A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102603497B1 (ko) * | 2017-04-26 | 2023-11-17 | 한온시스템 주식회사 | 차량용 공조장치 |
JP6838535B2 (ja) * | 2017-09-21 | 2021-03-03 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
KR102382724B1 (ko) * | 2017-09-27 | 2022-04-05 | 한온시스템 주식회사 | 차량용 공조장치 |
KR20190120936A (ko) * | 2018-04-17 | 2019-10-25 | 한온시스템 주식회사 | 차량의 열관리 시스템 |
KR102654658B1 (ko) * | 2018-04-17 | 2024-04-04 | 한온시스템 주식회사 | 차량용 열관리 시스템 |
KR20200040996A (ko) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 현대자동차주식회사 | 차량의 공조 시스템 |
JP7225830B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2023-02-21 | 株式会社デンソー | 温度調整装置 |
JP7099392B2 (ja) * | 2019-04-03 | 2022-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車載温調装置 |
JP7327221B2 (ja) * | 2020-03-10 | 2023-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | 車載温調システム |
JP7307022B2 (ja) * | 2020-03-27 | 2023-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 熱管理装置 |
JP7332523B2 (ja) * | 2020-04-01 | 2023-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | 熱管理装置 |
CN111706453A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-25 | 北京百度网讯科技有限公司 | 发电机组预热系统及其控制方法 |
JP7543980B2 (ja) | 2021-05-19 | 2024-09-03 | トヨタ自動車株式会社 | 車載温調システム |
JP2022190760A (ja) * | 2021-06-15 | 2022-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 熱管理システム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005263200A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-29 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
US20100025006A1 (en) * | 2007-04-11 | 2010-02-04 | Tesla Motors, Inc. | Electric vehicle thermal management system |
JP2013139251A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-07-18 | Denso Corp | 熱交換システム |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6056624A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-02 | Taiheiyo Kogyo Kk | 温水式暖房装置 |
FR2697210B1 (fr) * | 1992-10-26 | 1994-12-09 | Valeo Thermique Habitacle | Dispositif de climatisation plus particulièrement pour véhicule électrique. |
JP3482782B2 (ja) * | 1996-09-17 | 2004-01-06 | 株式会社デンソー | ブライン式空調装置 |
FR2808742B1 (fr) * | 2000-05-15 | 2003-03-21 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif optimise de regulation thermique a pompe a chaleur pour vehicule automobile |
DE10141389B4 (de) * | 2001-08-20 | 2005-09-22 | Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn | Kombinationswärmeübertrager für den Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges |
KR20040009835A (ko) * | 2002-07-26 | 2004-01-31 | 위니아만도 주식회사 | 더블 히터를 적용하는 차량의 난방장치 |
JP4311115B2 (ja) | 2002-09-17 | 2009-08-12 | 株式会社デンソー | 空調装置 |
JP2005132176A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 車両用空気調和装置 |
JP4770562B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2011-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用空調装置 |
CN102101426A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 上海汽车集团股份有限公司 | 汽车空调及其控制方法 |
JP5589967B2 (ja) * | 2011-06-13 | 2014-09-17 | 株式会社デンソー | 車両用温度調節装置 |
JP5578141B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2014-08-27 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6135256B2 (ja) * | 2012-05-23 | 2017-05-31 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP6051984B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-12-27 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP6112039B2 (ja) | 2013-04-08 | 2017-04-12 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP6060799B2 (ja) * | 2013-04-24 | 2017-01-18 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6189098B2 (ja) * | 2013-06-14 | 2017-08-30 | 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 | ヒートポンプ式車両用空調システム |
JP6052222B2 (ja) * | 2013-06-18 | 2016-12-27 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP2015163499A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-09-10 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6233009B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-11-22 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6197642B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-09-20 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6252186B2 (ja) * | 2014-01-15 | 2017-12-27 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP6197671B2 (ja) * | 2014-01-29 | 2017-09-20 | 株式会社デンソー | 空調装置 |
-
2015
- 2015-10-02 JP JP2015196666A patent/JP6663676B2/ja active Active
-
2016
- 2016-09-06 WO PCT/JP2016/076076 patent/WO2017056867A1/ja active Application Filing
- 2016-09-06 CN CN201680057028.6A patent/CN108136874B/zh active Active
- 2016-09-06 EP EP16851043.6A patent/EP3357726B1/en not_active Not-in-force
- 2016-09-06 US US15/763,503 patent/US10723199B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005263200A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-29 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
US20100025006A1 (en) * | 2007-04-11 | 2010-02-04 | Tesla Motors, Inc. | Electric vehicle thermal management system |
JP2013139251A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-07-18 | Denso Corp | 熱交換システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3357726B1 (en) | 2019-05-15 |
EP3357726A1 (en) | 2018-08-08 |
JP6663676B2 (ja) | 2020-03-13 |
US10723199B2 (en) | 2020-07-28 |
EP3357726A4 (en) | 2018-10-24 |
US20180272839A1 (en) | 2018-09-27 |
CN108136874B (zh) | 2021-01-22 |
CN108136874A (zh) | 2018-06-08 |
JP2017065635A (ja) | 2017-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017056867A1 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
JP6398764B2 (ja) | 車両用熱管理システム | |
CN108779942B (zh) | 制冷循环装置 | |
JP6551374B2 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
JP6838535B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP6361703B2 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
JP6197745B2 (ja) | 車両用冷凍サイクル装置 | |
JP6303615B2 (ja) | 車両用熱管理システム | |
JP6555112B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
WO2014196138A1 (ja) | 車両用熱管理システム | |
WO2014203476A1 (ja) | 車両用熱管理システム | |
JP2015140115A (ja) | 空調装置 | |
WO2015115050A1 (ja) | 車両用熱管理システム | |
JP2015013639A (ja) | 車両用空調装置 | |
JP2015123829A (ja) | 車両用空調装置 | |
WO2014174786A1 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
WO2015097987A1 (ja) | 車両用空調装置 | |
WO2015004904A1 (ja) | 車両用空調装置 | |
WO2017130846A1 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
JP2014213664A (ja) | 車両用空調装置 | |
WO2017038594A1 (ja) | 車両用熱管理装置 | |
WO2016067598A1 (ja) | 冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16851043 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 15763503 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2016851043 Country of ref document: EP |