WO2018193770A1 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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WO2018193770A1
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徹也 石関
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サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat pump type air conditioner that air-conditions the interior of a vehicle, and more particularly to a vehicle air conditioner that is suitable for a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with a battery.
  • a compressor that compresses and discharges the refrigerant
  • a radiator that is provided on the vehicle interior side and dissipates the refrigerant, and is provided on the vehicle interior side.
  • a heat sink that absorbs the refrigerant and a refrigerant circuit that is provided outside the passenger compartment and vents the outside air and that is connected to an outdoor heat exchanger that absorbs or dissipates the refrigerant, and dissipates the refrigerant discharged from the compressor.
  • JP 2014-213765 A Japanese Patent No. 5860360
  • the compression part (compressor) of the air-conditioner cycle was controlled based on the temperature of the cooling water which circulates through a low water temperature loop.
  • the cooling water and the pipes constituting the low water temperature loop have a heat capacity.
  • the present invention has been made to solve the related art technical problem, and is intended to improve the operating efficiency when cooling the battery by cooling the heat medium of the battery temperature adjusting device with the refrigerant of the refrigerant circuit.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can perform the above-described operation.
  • a vehicle air conditioner includes a refrigerant circuit that circulates a refrigerant in the order of a compressor, a heat exchanger for heat dissipation, a pressure reduction device, and a heat exchanger for heat absorption, and a control device to air-condition the vehicle interior.
  • a battery temperature adjusting device for circulating a heat medium to a battery mounted on a vehicle to cool the battery, and at least a part of a refrigerant discharged from a heat exchanger for radiator and battery temperature adjustment
  • a refrigerant-heat medium heat exchanger for exchanging heat with the heat medium of the apparatus, and an expansion valve for decompressing the refrigerant flowing into the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the battery temperature Tb is adjusted to a predetermined target value TBO by controlling the compressor or the expansion valve based on the refrigerant temperature Tw of the heat exchanger.
  • the control device converts the temperature of the refrigerant at the refrigerant-heat medium heat exchanger inlet or the pressure of the refrigerant at the refrigerant-heat medium heat exchanger inlet. Or the temperature converted from the refrigerant pressure at the outlet of the refrigerant-heat medium heat exchanger or the pressure of the refrigerant at the outlet of the refrigerant-heat medium heat exchanger is the temperature Tw of the refrigerant of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the control device sets the target value TBO of the battery temperature Tb as the target value TWO of the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the compressor or the expansion valve is controlled based on the value TWO and the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger, and the refrigerant of the refrigerant-heat medium heat exchanger is controlled based on the degree of decrease in the battery temperature Tb.
  • the target value TWO of the temperature Tw is corrected.
  • a vehicular air conditioner for heating the air flow passage through which air supplied to the vehicle interior flows and the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior by radiating the refrigerant.
  • a heat absorber for cooling the air supplied to the vehicle interior from the air flow path by absorbing the refrigerant, and an outdoor heat exchanger for dissipating or absorbing the heat provided outside the vehicle compartment
  • the control device includes a heating mode in which the refrigerant discharged from the compressor is dissipated by a heat radiator, the pressure of the dissipated refrigerant is reduced, and then heat is absorbed by an outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant discharged from the machine radiates heat with a radiator and an outdoor heat exchanger, depressurizes the radiated refrigerant, dehumidifies the vehicle interior by absorbing heat with the heat absorber, and discharged from the compressor. Release the refrigerant in the outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant that has radiated heat is decompressed and then absorbed in the heat absorber to cool the vehicle interior, and the heat absorber is a heat exchanger for heat absorption in the cooling mode and / or the dehumidifying mode.
  • the outdoor heat exchanger constitutes a heat-dissipating heat exchanger, and at least part of the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger is decompressed by the expansion valve and flows into the refrigerant-heat medium heat exchanger It is characterized by making it.
  • a fifth aspect of the present invention there is provided a vehicle air conditioner, wherein the control device controls the operation of the compressor based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger, and the refrigerant of the refrigerant-heat medium heat exchanger is controlled.
  • the valve opening degree of the expansion valve is controlled based on the temperature Tw.
  • the control device controls the operation of the compressor based on the target rotational speed TGNCte of the compressor calculated based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger.
  • the target rotational speed TGNCte decreases to a predetermined low value
  • the refrigerant supply to the heat absorption heat exchanger is stopped, and the compressor target calculated based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger
  • the operation of the compressor is controlled by the rotational speed TGNCtw.
  • the vehicle air conditioner according to a seventh aspect of the invention is the air conditioning apparatus for a vehicle according to the first to fourth aspects of the invention, wherein the control device controls the operation of the compressor based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger, The valve opening degree of the expansion valve is controlled based on the temperature Te of the heat exchanger for heat absorption.
  • the control device operates the compressor based on a target rotational speed TGNCtw of the compressor calculated based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the refrigerant supply to the refrigerant-heat medium heat exchanger is stopped, and the compressor calculated based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger The operation of the compressor is controlled by the target rotational speed TGNCte.
  • a vehicle air conditioner is the air conditioning apparatus for a vehicle according to the first to fourth aspects of the present invention, wherein the control device includes a target rotational speed TGNCte of the compressor calculated based on the temperature Te of the heat exchanger for heat absorption, For controlling the operation of the compressor by selecting the smaller one of the target rotational speeds TGNCtw of the compressor calculated based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the valve opening degree of the expansion valve is controlled based on the temperature Tw of the refrigerant of the refrigerant-heat medium heat exchanger not selected or the temperature Te of the heat exchanger for heat absorption.
  • the vehicle air conditioner includes the refrigerant circuit for circulating the refrigerant in the order of the compressor, the heat exchanger for heat dissipation, the pressure reducing device, and the heat exchanger for heat absorption, and the control device for air conditioning the vehicle interior.
  • a battery temperature adjusting device for circulating a heat medium to a battery mounted on the vehicle to cool the battery, at least a part of the refrigerant discharged from the heat exchanger for the radiator, and the battery temperature adjusting device
  • a refrigerant-heat medium heat exchanger for exchanging heat with the heat medium, and an expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant flowing into the refrigerant-heat medium heat exchanger
  • the control device is refrigerant-heat medium heat exchange
  • the battery temperature Tb is adjusted to a predetermined target value TBO by controlling the compressor or the expansion valve based on the refrigerant temperature Tw of the cooler.
  • the battery can be efficiently cooled using the refrigerant circuit for air-conditioning the vehicle interior.
  • the temperature Tb of the battery is accurately determined, and The target value TBO can be adjusted efficiently.
  • the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger the refrigerant temperature at the refrigerant-heat medium heat exchanger inlet or the refrigerant at the refrigerant-heat medium heat exchanger inlet as in the invention of claim 2.
  • the temperature converted from the pressure of the refrigerant, the temperature of the refrigerant at the outlet of the refrigerant-heat medium heat exchanger, or the temperature converted from the pressure of the refrigerant at the outlet of the refrigerant-heat medium heat exchanger can be employed.
  • the control device sets the target value TBO of the battery temperature Tb as the target value TWO of the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger, and the target value TWO and the refrigerant-heat medium heat
  • the battery temperature Tb can be appropriately adjusted to the target value TBO by controlling the compressor or the expansion valve based on the refrigerant temperature Tw of the exchanger, but the battery temperature Tb If the correction is made to the target value TWO of the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger based on the degree of decrease of the refrigerant, the battery temperature Tb can be adjusted to the target value TBO more quickly. Become.
  • the air flow passage through which the air supplied to the vehicle interior flows, the radiator for radiating the refrigerant and heating the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior, and the refrigerant A heat absorber for cooling the air supplied to the vehicle interior from the air flow passage and an outdoor heat exchanger provided outside the vehicle cabin for radiating heat or absorbing heat, and a control device, Heating mode in which the refrigerant discharged from the compressor is radiated by a radiator, and the radiated refrigerant is decompressed and then absorbed by an outdoor heat exchanger, thereby heating the vehicle interior, and refrigerant discharged from the compressor Heat is released by a radiator and an outdoor heat exchanger, the desorbed refrigerant is depressurized, and then the dehumidification mode in which the vehicle interior is dehumidified by absorbing heat with the heat absorber, and the refrigerant discharged from the compressor is exchanged outdoors.
  • a cooling mode in which the vehicle interior is cooled by absorbing heat with the heat sink is performed, and in the cooling mode and / or the dehumidifying mode, the heat sink constitutes a heat exchanger for heat absorption.
  • the outdoor heat exchanger constitutes a heat-dissipating heat exchanger, and at least a part of the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger is depressurized by an expansion valve and flows into the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the control device controls the operation of the compressor based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger, and the expansion valve based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the operation of the compressor is controlled based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger as in the invention of claim 7, and the temperature of the heat absorption heat exchanger is controlled.
  • the valve opening degree of the expansion valve may be controlled based on Te.
  • the control device operates the compressor based on the target rotational speed TGNCte of the compressor calculated based on the temperature Te of the heat exchanger for heat absorption.
  • the target rotational speed TGNCte decreases to a predetermined low value
  • the refrigerant supply to the heat-absorbing heat exchanger is stopped and the compression calculated based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger
  • the control device uses the compressor target rotational speed TGNCtw calculated based on the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • While controlling the operation when the target rotational speed TGNCtw decreases to a predetermined low value, the refrigerant supply to the refrigerant-heat medium heat exchanger is stopped, and the compression calculated based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger In the situation where the cooling of the battery via the heat medium by the refrigerant-heat medium heat exchanger is not necessary by switching so as to control the operation of the compressor according to the target rotation speed TGNCte of the machine, only cooling the vehicle interior By switching to a state in which the refrigerant circuit is used, the air conditioning in the passenger compartment can be continued without any trouble.
  • the control device is based on the target rotational speed TGNCte of the compressor calculated based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger and the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the target rotational speed TGNCte of the compressor calculated based on the temperature Te of the heat absorption heat exchanger and the refrigerant temperature Tw of the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • FIG. 4 is a control block diagram related to auxiliary expansion valve control in FIG. 3. It is a figure explaining the change of the temperature Tb of a battery. It is a figure explaining the change of the rotation speed of the compressor corresponding to FIG. It is a control block diagram of the other Example regarding the compressor control by the controller of FIG. 2 in the air_conditioning
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied is an electric vehicle (EV) in which an engine (internal combustion engine) is not mounted.
  • the vehicle is provided with a battery 55, and electric power charged in the battery 55 is used for traveling.
  • the vehicle air conditioner 1 according to the present invention is driven by the electric power of the battery 55.
  • the vehicle air conditioner 1 of the present invention is also driven by being supplied to an electric motor (not shown).
  • the vehicle air conditioner 1 performs a heating mode by a heat pump operation using the refrigerant circuit R in an electric vehicle that cannot be heated by engine waste heat, and further performs a dehumidifying heating mode, an internal cycle mode, and a dehumidifying cooling.
  • the vehicle interior is air-conditioned by selectively executing each mode of operation (dehumidification mode in the present invention) and cooling mode.
  • the present invention is effective not only for electric vehicles but also for so-called hybrid vehicles that use an engine and an electric motor for traveling, and is also applicable to ordinary vehicles that run on an engine. Needless to say.
  • An air conditioner 1 for a vehicle performs air conditioning (heating, cooling, dehumidification, and ventilation) in a vehicle interior of an electric vehicle, and includes an electric compressor 2 that compresses refrigerant and a vehicle interior.
  • a high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows through the refrigerant pipe 13G and is radiated to the vehicle interior.
  • the refrigerant is provided in the air flow passage 3 of the HVAC unit 10 through which the supplied air is circulated.
  • an outdoor expansion valve 6 as a decompression device comprising an electric valve that decompresses and expands the refrigerant during heating, and a heat-dissipating heat exchanger during cooling and dehumidification.
  • a decompression device comprising an outdoor heat exchanger 7 for exchanging heat between the refrigerant and the outside air to function as an endothermic heat exchanger, and an electric valve (or a mechanical expansion valve) for decompressing and expanding the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger 7 is provided with an outdoor blower 15.
  • the outdoor blower 15 exchanges heat between the outside air and the refrigerant by forcibly passing outside air through the outdoor heat exchanger 7, so that the outdoor air blower 15 can also be used outdoors even when the vehicle is stopped (that is, the vehicle speed is 0 km / h). It is comprised so that external air may be ventilated by the heat exchanger 7.
  • the outdoor heat exchanger 7 has a receiver dryer section 14 and a supercooling section 16 sequentially on the downstream side of the refrigerant, and the refrigerant pipe 13A connected to the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 7 is an open / close valve that is opened during cooling. Is connected to the receiver dryer section 14 through an electromagnetic valve 17, and the outlet of the supercooling section 16 is connected to the indoor expansion valve 8 through a check valve 18.
  • the receiver dryer section 14 and the supercooling section 16 structurally constitute a part of the outdoor heat exchanger 7, and the check valve 18 has a forward direction on the indoor expansion valve 8 side.
  • the refrigerant pipe 13B between the check valve 18 and the indoor expansion valve 8 is provided in a heat exchange relationship with the refrigerant pipe 13C located on the outlet side of the heat absorber 9, and constitutes an internal heat exchanger 19 together.
  • the refrigerant flowing into the indoor expansion valve 8 through the refrigerant pipe 13B is cooled (supercooled) by the low-temperature refrigerant that has exited the heat absorber 9.
  • the refrigerant pipe 13A exiting from the outdoor heat exchanger 7 is branched, and this branched refrigerant pipe 13D is downstream of the internal heat exchanger 19 via an electromagnetic valve 21 as an on-off valve that is opened during heating.
  • the refrigerant pipe 13C is connected in communication.
  • the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> C is connected to the accumulator 12, and the accumulator 12 is connected to the refrigerant suction side of the compressor 2. Furthermore, the refrigerant pipe 13E on the outlet side of the radiator 4 is branched into a refrigerant pipe 13J and a refrigerant pipe 13F before the outdoor expansion valve 6, and one of the branched refrigerant pipes 13J passes through the outdoor expansion valve 6 to heat outside. It is connected to the refrigerant inlet of the exchanger 7.
  • the other branched refrigerant pipe 13F is connected to a refrigerant pipe 13B on the downstream side of the check valve 18 via an electromagnetic valve 22 as an on-off valve that is opened during dehumidification.
  • the refrigerant pipe 13F is connected in parallel to the series circuit of the outdoor expansion valve 6 and the outdoor heat exchanger 7.
  • the outdoor expansion valve 6 is connected in parallel with a solenoid valve 20 as an on-off valve for bypass.
  • the air flow passage 3 on the air upstream side of the heat absorber 9 is formed with each of an outside air inlet and an inside air inlet (represented by the inlet 25 in FIG. 1). 25 is provided with a suction switching damper 26 for switching the air introduced into the air flow passage 3 between the inside air (inside air circulation) which is air inside the vehicle compartment and the outside air (outside air introduction) which is outside the vehicle compartment.
  • an indoor blower (blower fan) 27 for supplying the introduced inside air or outside air to the air flow passage 3 is provided on the air downstream side of the suction switching damper 26.
  • 23 is an auxiliary heater as an auxiliary heating device provided in the vehicle air conditioner 1 of the embodiment.
  • the auxiliary heater 23 is composed of a PTC heater (electric heater) in the embodiment, and is provided in the air flow passage 3 on the air downstream side of the radiator 4 with respect to the air flow in the air flow passage 3. Yes.
  • the auxiliary heater 23 is energized and generates heat, this becomes a so-called heater core, which complements the heating in the passenger compartment.
  • the air (inside air and outside air) in the air flow passage 3 after flowing into the air flow passage 3 and passing through the heat absorber 9 is radiated into the air flow passage 3 on the air upstream side of the radiator 4.
  • An air mix damper 28 that adjusts the rate of ventilation through the vessel 4 is provided.
  • FOOT foot
  • VENT def
  • DEF def outlets
  • the vehicle air conditioner 1 of the present invention includes a battery temperature adjusting device 61 for adjusting the temperature of the battery 55 by circulating a heat medium through the battery 55.
  • the battery temperature adjusting device 61 includes a circulation pump 62 for circulating a heat medium through the battery 55 and a refrigerant-heat medium heat exchanger 64, which are connected by a heat medium pipe 68.
  • the inlet of the heat medium flow path 64A of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 is connected to the discharge side of the circulation pump 62
  • the outlet of the heat medium flow path 64A is connected to the inlet of the battery 55
  • the outlet of the battery 55 is connected to the suction side of the circulation pump 62.
  • the heat medium used in the battery temperature adjusting device 61 for example, water, a refrigerant such as HFO-1234f, a liquid such as a coolant, or a gas such as air can be employed. In the embodiment, water is used. Further, it is assumed that a jacket structure is provided around the battery 55 so that the heat medium can circulate in a heat exchange relationship with the battery 55, for example.
  • the circulation pump 62 When the circulation pump 62 is operated, the heat medium is circulated in the heat medium pipe 68. At this time, the heat medium discharged from the circulation pump 62 flows into the heat medium flow path 64 ⁇ / b> A of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64.
  • the heat medium that has exited the heat medium flow path 64A of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 reaches the battery 55, where the heat is exchanged with the battery 55 to cool the battery 55, and is then sucked into the circulation pump 62.
  • the refrigerant pipe 13A on the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 7 (which becomes a heat dissipation heat exchanger) of the refrigerant circuit R one end of the branch pipe 72 is provided at a portion before reaching the electromagnetic valve 17 and the electromagnetic valve 21.
  • the other end of this branch pipe 72 is connected to the inlet of an auxiliary expansion valve 73 as an expansion valve according to the present invention, which is an electric valve.
  • the auxiliary expansion valve 73 expands the refrigerant under reduced pressure and can be fully closed.
  • the outlet of the auxiliary expansion valve 73 is connected to the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, and one end of the refrigerant pipe 74 is connected to the outlet of the refrigerant flow path 64B.
  • the end is connected to the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> C in front of the accumulator 12 (the refrigerant upstream side).
  • the auxiliary expansion valve 73 and the like also constitute part of the refrigerant circuit R and at the same time constitute part of the battery temperature adjusting device 61.
  • the refrigerant (a part of the refrigerant or all the refrigerants, that is, at least a part of the refrigerant) that has left the outdoor heat exchanger 7 is decompressed by the auxiliary expansion valve 73 and then the refrigerant. -It flows into the refrigerant flow path 64B of the heat medium heat exchanger 64 and evaporates there. The refrigerant absorbs heat from the heat medium flowing through the heat medium flow path 64A in the process of flowing through the refrigerant flow path 64B, cools it, and then is sucked into the compressor 2 via the accumulator 12.
  • 32 is a controller (ECU) which comprises the control apparatus of this invention.
  • the controller 32 includes a microcomputer as an example of a computer having a processor, and inputs include an outside air temperature sensor 33 that detects the outside air temperature (Tam) of the vehicle and an outside air humidity sensor that detects the outside air humidity. 34, an HVAC suction temperature sensor 36 for detecting the temperature of the air sucked into the air flow passage 3 from the suction port 25, an inside air temperature sensor 37 for detecting the temperature of the air (inside air) in the passenger compartment, and the air in the passenger compartment Inside air humidity sensor 38 that detects humidity and indoor CO that detects the carbon dioxide concentration in the passenger compartment 2 A concentration sensor 39, a blowout temperature sensor 41 for detecting the temperature of air blown into the vehicle interior from the blowout port 29, a discharge pressure sensor 42 for detecting a discharge refrigerant pressure (discharge pressure Pd) of the compressor 2, and a compressor 2, a discharge temperature sensor 43 that detects the discharge refrigerant temperature 2, a suction temperature sensor 44 that detects the suction refrigerant temperature of the compressor 2, and the temperature of the
  • an air conditioning (air conditioner) operation unit 53 for setting a set temperature and switching of the air conditioning operation, and the temperature of the outdoor heat exchanger 7 (immediately after coming out of the outdoor heat exchanger 7)
  • the outdoor heat exchanger temperature TXO is the outdoor heat exchanger 7
  • the outdoor heat exchanger temperature sensor 54 that detects the evaporation temperature of the refrigerant in the refrigerant and the refrigerant pressure of the outdoor heat exchanger 7 (in the outdoor heat exchanger 7 or immediately after the refrigerant is discharged from the outdoor heat exchanger 7).
  • each output of the sub 56 is connected.
  • the input of the controller 32 further includes an auxiliary heater temperature sensor 50 that detects the temperature of the auxiliary heater 23 (the temperature of the air that has passed through the auxiliary heater 23 or the temperature of the auxiliary heater 23 itself: the auxiliary heater temperature TSH), and a battery.
  • a battery temperature sensor 76 for detecting the temperature Tb of 55 (the temperature of the battery 55 itself or the temperature of the heat medium at the inlet of the battery 55.
  • the temperature of the heat medium at the inlet of the battery 55 battery temperature Tb
  • -Temperature Tw of the refrigerant at the inlet of the refrigerant flow path 64B of the heat medium heat exchanger 64 refrigerant-temperature of the refrigerant of the heat medium heat exchanger 64 in this embodiment: refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the outputs of the refrigerant flow path temperature sensor 77 for detecting and the refrigerant flow path temperature sensor 78 for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 are also connected. It is.
  • the output of the controller 32 includes the compressor 2, the outdoor blower 15, the indoor blower (blower fan) 27, the suction switching damper 26, the air mix damper 28, the outlet switching damper 31, and the outdoor expansion.
  • Solenoid valve 22 dehumidification
  • solenoid valve 17 cooling
  • solenoid valve 21 heating
  • solenoid valve 20 bypass
  • auxiliary heater 23 circulation pump 62
  • An auxiliary expansion valve 73 is connected.
  • the controller 32 controls these based on the output of each sensor and the setting input in the air-conditioning operation part 53.
  • the controller 32 switches between the heating mode, the dehumidifying heating mode, the internal cycle mode, the dehumidifying cooling mode, and the cooling mode, and executes a predetermined temperature Tb (battery temperature Tb) of the battery 55.
  • Tb battery temperature Tb
  • TBO target battery temperature TBO
  • the compressor 2 and the blowers 15 and 27 are operated, and the air mix damper 28 is in a state of adjusting the ratio of the air blown out from the indoor blower 27 to the heat radiator 4 and the auxiliary heater 23.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4. Since the air in the air flow passage 3 is passed through the radiator 4, the air in the air flow passage 3 is a high-temperature refrigerant in the radiator 4 (when the auxiliary heater 23 operates, the radiator 4 and the auxiliary heater 23). On the other hand, the refrigerant in the radiator 4 is deprived of heat by the air and cooled to be condensed and liquefied.
  • the refrigerant liquefied in the radiator 4 exits the radiator 4 and then reaches the outdoor expansion valve 6 through the refrigerant pipes 13E and 13J.
  • the refrigerant flowing into the outdoor expansion valve 6 is decompressed there and then flows into the outdoor heat exchanger 7.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 evaporates, and pumps up heat from the outside air that is ventilated by traveling or by the outdoor blower 15 (heat absorption). That is, the refrigerant circuit R becomes a heat pump.
  • the low-temperature refrigerant exiting the outdoor heat exchanger 7 enters the accumulator 12 from the refrigerant pipe 13C through the refrigerant pipe 13A, the electromagnetic valve 21 and the refrigerant pipe 13D, and is separated into gas and liquid there. Repeated circulation inhaled. Since the air heated by the radiator 4 is blown out from the outlet 29 through the auxiliary heater 23, the vehicle interior is thereby heated.
  • the controller 32 calculates a target radiator pressure PCO (target value of the pressure PCI of the radiator 4) from a target radiator temperature TCO (target value of the temperature TCI of the radiator 4) calculated from a target outlet temperature TAO described later.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the target radiator pressure PCO and the refrigerant pressure of the radiator 4 (radiator pressure PCI. High pressure of the refrigerant circuit R) detected by the radiator pressure sensor 47.
  • the opening degree of the outdoor expansion valve 6 is controlled based on the temperature of the radiator 4 (the radiator temperature TCI) detected by the radiator temperature sensor 46 and the radiator pressure PCI detected by the radiator pressure sensor 47, and the radiator 4 controls the degree of supercooling (SC) of the refrigerant at the outlet.
  • the controller 32 determines that the heating capability of the radiator 4 is insufficient in this heating mode, the controller 32 performs heating by the auxiliary heater 23 by energizing the auxiliary heater 23 to generate heat.
  • the auxiliary heater 23 generates heat, the air that has passed through the radiator 4 in the air flow passage 3 is further heated by the auxiliary heater 23.
  • the heating capacity that the radiator 4 can generate is insufficient for the required heating capacity (calculated from the difference between the target radiator temperature TCO and the heat absorber temperature Te obtained from the target outlet temperature TAO described later).
  • the auxiliary heater 23 supplements the insufficient heating capacity.
  • a part of the condensed refrigerant flowing through the refrigerant pipe 13E via the radiator 4 is divided, and this part flows into the refrigerant pipe 13F via the electromagnetic valve 22, and passes through the internal heat exchanger 19 from the refrigerant pipe 13B to the room. It flows to the expansion valve 8 and the rest flows to the outdoor expansion valve 6. That is, a part of the divided refrigerant is decompressed by the indoor expansion valve 8 and then flows into the heat absorber 9 to evaporate.
  • the controller 32 controls the opening degree of the indoor expansion valve 8 so that the degree of superheat (SH) of the refrigerant at the outlet of the heat absorber 9 is maintained at a predetermined value.
  • the air dehumidified by the heat absorber 9 is reheated in the process of passing through the radiator 4 (when the auxiliary heater 23 generates heat, the radiator 4 and the auxiliary heater 23). It will be.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the target radiator pressure PCO calculated from the target radiator temperature TCO and the radiator pressure PCI (high pressure of the refrigerant circuit R) detected by the radiator pressure sensor 47.
  • the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is controlled based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48.
  • the controller 32 fully closes the outdoor expansion valve 6 (fully closed position) and closes the electromagnetic valve 21 in the dehumidifying and heating mode. That is, since this internal cycle mode is a state in which the outdoor expansion valve 6 is fully closed by the control of the outdoor expansion valve 6 in the dehumidifying and heating mode, this internal cycle mode can also be regarded as a part of the dehumidifying and heating mode. However, since the outdoor expansion valve 6 and the electromagnetic valve 21 are closed, the inflow of refrigerant to the outdoor heat exchanger 7 and the outflow of refrigerant from the outdoor heat exchanger 7 are prevented.
  • the condensed refrigerant flowing through the refrigerant pipe 13E flows through the electromagnetic valve 22 to the refrigerant pipe 13F.
  • coolant piping 13F reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19 from the refrigerant
  • the refrigerant After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates. Since the moisture in the air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time condenses and adheres to the heat absorber 9, the air is cooled and dehumidified.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 flows through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19 and repeats circulation sucked into the compressor 2 through the accumulator 12. Since the air dehumidified by the heat absorber 9 is reheated in the process of passing through the radiator 4, dehumidifying heating in the passenger compartment is thereby performed. Since the refrigerant is circulated between the radiator 4 (radiation) and the heat absorber 9 (heat absorption) in the passage 3, heat from the outside air is not pumped up, and heating for the consumed power of the compressor 2 is performed. Ability is demonstrated.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 or the above-described radiator pressure PCI (high pressure of the refrigerant circuit R). At this time, the controller 32 controls the compressor 2 by selecting the lower one of the compressor target rotational speeds obtained from either calculation, depending on the temperature of the heat absorber 9 or the radiator pressure PCI.
  • the controller 32 opens the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21. Further, the electromagnetic valve 22 and the electromagnetic valve 20 are closed. And the compressor 2 and each air blower 15 and 27 are drive
  • the air in the air flow passage 3 is passed through the radiator 4, the air in the air flow passage 3 is heated by the high-temperature refrigerant in the radiator 4, while the refrigerant in the radiator 4 heats the air. It is deprived and cooled, and condensates.
  • the refrigerant that has exited the radiator 4 reaches the outdoor expansion valve 6 through the refrigerant pipe 13E, and flows into the outdoor heat exchanger 7 through the outdoor expansion valve 6 that is controlled to open.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 is cooled and condensed by running there or by the outside air ventilated by the outdoor blower 15. That is, the outdoor heat exchanger 7 serves as a heat exchanger for heat dissipation.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows into the receiver dryer section 14 and the supercooling section 16 from the refrigerant pipe 13A through the electromagnetic valve 17. Here, the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B through the check valve 18, and reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates.
  • the air is cooled and dehumidified.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through. That is, in the dehumidifying and cooling mode, the refrigerant is circulated in the order of the compressor 2, the outdoor heat exchanger 7 (heat radiation heat exchanger), the indoor expansion valve 8 (pressure reduction device), and the heat absorber 9 (heat absorption heat exchanger). Will be.
  • the air that has been cooled and dehumidified by the heat absorber 9 is reheated (having a lower heat dissipation capacity than that during heating) in the process of passing through the radiator 4, thereby dehumidifying and cooling the vehicle interior.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 on the basis of the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48, and the high pressure of the refrigerant circuit R described above. Based on this, the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is controlled, and the refrigerant pressure of the radiator 4 (radiator pressure PCI) is controlled.
  • the controller 32 opens the electromagnetic valve 20 in the dehumidifying and cooling mode state (the opening degree of the outdoor expansion valve 6 is free).
  • the air mix damper 28 is in a state of adjusting the ratio of air passing through the radiator 4.
  • the auxiliary heater 23 is not energized.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4.
  • the air in the air flow passage 3 is ventilated to the radiator 4, the ratio is small (because of only reheating during cooling), so this almost passes through, and the refrigerant exiting the radiator 4 is The refrigerant reaches the outdoor expansion valve 6 through the refrigerant pipe 13E.
  • the refrigerant passes through the refrigerant pipe 13J through the solenoid valve 20 and flows into the outdoor heat exchanger 7 as it is, and is then circulated by the outdoor air blower 15 by running or by the outdoor blower 15. It is cooled by air and condensed into liquid. That is, also in this case, the outdoor heat exchanger 7 becomes a heat radiating heat exchanger.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows into the receiver dryer section 14 and the supercooling section 16 from the refrigerant pipe 13A through the electromagnetic valve 17. Here, the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B through the check valve 18, and reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates. Since the moisture in the air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time condenses and adheres to the heat absorber 9, the air is cooled. The refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through.
  • the refrigerant is circulated in the order of the compressor 2, the outdoor heat exchanger 7 (heat dissipation heat exchanger), the indoor expansion valve 8 (decompression device), and the heat absorber 9 (heat absorption heat exchanger). It will be.
  • the air that has been cooled and dehumidified by the heat absorber 9 is blown into the vehicle interior from the outlet 29 without passing through the radiator 4, thereby cooling the vehicle interior.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48 as will be described later in this embodiment.
  • TAO (Tset ⁇ Tin) ⁇ K + Tbal (f (Tset, SUN, Tam)) .. (I)
  • Tset is the set temperature in the passenger compartment set by the air conditioning operation unit 53
  • Tin is the temperature of the passenger compartment air detected by the inside air temperature sensor 37
  • K is a coefficient
  • Tbal is the set temperature Tset
  • the solar radiation sensor 51 detects This is a balance value calculated from the amount of solar radiation SUN to be performed and the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 33.
  • this target blowing temperature TAO is so high that the outside temperature Tam is low, and it falls as the outside temperature Tam rises.
  • the controller 32 selects one of the above operation modes based on the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 33 and the target outlet temperature TAO at the time of activation. In addition, after the start-up, each of the operation modes is selected and switched according to changes in the environment such as the outside air temperature Tam and the target blowing temperature TAO and the set conditions. (7) Cooling control of battery 55 (part 1) Next, an embodiment of cooling control of the battery 55 by the controller 32 will be described with reference to FIGS. As described above, when the battery 55 is charged and discharged at a high temperature, the deterioration proceeds.
  • the controller 32 of the vehicle air conditioner 1 cools the battery 55 by the battery temperature adjustment device 61 while executing the operation mode in the cooling mode and the dehumidifying cooling mode among the operation modes as described above.
  • the cooling mode will be described as an example, but the same applies to the dehumidifying cooling mode.
  • the target value (target battery temperature TBO) of the battery temperature Tb is assumed to be + 35 ° C. in the embodiment.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the controller 32 that calculates the target rotational speed (compressor target rotational speed) TGNCte of the compressor 2 based on the heat absorber temperature Te detected by the heat absorber temperature sensor 48.
  • the F / F manipulated variable calculator 78 of the controller 32 calculates the F / F manipulated variable TGNCteff of the compressor target rotational speed based on the target heat absorber temperature TEO which is the target value of the heat absorber temperature Te (temperature of the heat absorber 9). To do.
  • the F / F manipulated variable calculator 78 may further calculate the F / F manipulated variable TGNCteff of the compressor target rotational speed by adding the outside air temperature Tam, the blower voltage BLV of the indoor blower 27, and the like. Further, the F / B operation amount calculation unit 79 calculates the F / B operation amount TGNCtefb of the compressor target rotation speed based on the target heat absorber temperature TEO and the heat absorber temperature Te.
  • the F / F manipulated variable TGNCteff calculated by the F / F manipulated variable calculator 78 and the F / B manipulated variable TGNCtefb calculated by the F / B manipulated variable calculator 79 are added by the adder 80, and then the compressor target. It is determined as the rotational speed TGNCte.
  • the compressor target rotational speed TGNCte is the target rotational speed of the compressor 2 calculated based on the heat absorber temperature Te, and the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the compressor target rotational speed TGNCte. To do.
  • FIG. 4 shows the control of the controller 32 that calculates the target opening degree (auxiliary expansion valve target opening degree) TGECCVtw of the auxiliary expansion valve 73 based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw detected by the refrigerant flow path inlet temperature sensor 77. It is a block diagram.
  • the F / F manipulated variable calculation unit 81 of the controller 32 is a target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant that is a target value of the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw (the refrigerant temperature of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64). Based on the temperature TWO, the F / F manipulated variable TGECCVtwff for the target opening of the auxiliary expansion valve is calculated.
  • the F / B manipulated variable calculation unit 82 calculates the F / B manipulated variable TGECCVtwfb of the auxiliary expansion valve target opening based on the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO and the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw. calculate.
  • the F / F manipulated variable TGECCVtwff calculated by the F / F manipulated variable calculator 81 and the F / B manipulated variable TGECCVtwfb calculated by the F / B manipulated variable calculator 82 are added by the adder 83, and then the auxiliary expansion valve The target opening degree TGECCVtw is determined.
  • This auxiliary expansion valve target opening TGECCVtw is the target opening of the auxiliary expansion valve 73 calculated based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the controller 32 calculates the above-described F / F and F / B manipulated variables using the target battery temperature TBO of the battery temperature Tb as the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO, and calculates the calculated auxiliary expansion valve target opening degree.
  • the valve opening degree of the auxiliary expansion valve 73 is controlled based on TGECCVtw.
  • the target battery temperature TBO in which the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw, which is the refrigerant temperature at the inlet of the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, is the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO.
  • the controller 32 increases the valve opening of the auxiliary expansion valve 73 and increases the amount of refrigerant flowing into the refrigerant flow path 64B via the branch pipe 72. Thereby, in the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, the heat medium flowing through the heat medium flow path 64A is strongly cooled.
  • the heat medium that has exited the heat medium flow path 64A of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 reaches the battery 55 and exchanges heat with the battery 55, so that the battery 55 is strongly cooled. It will be.
  • the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw approaches the target battery temperature TBO (target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO)
  • the opening degree of the auxiliary expansion valve 73 is reduced, and the refrigerant flow path 64B. Reduce the amount of refrigerant flowing in.
  • the controller 32 adjusts the temperature of the battery 55 (battery temperature Tb) to the target battery temperature TBO.
  • a solid line L1 in FIG. 5 indicates a change in the battery temperature Tb in this case.
  • the amount of control of the opening degree of the auxiliary expansion valve 73 (the amount of control in the opening direction / the closing direction) does not fluctuate greatly, the compressor 2 required for cooling the heat medium (battery 55) is eliminated.
  • the fluctuation of the control amount (rotation speed NC) is also eliminated as shown by the solid line L3 in FIG.
  • the broken line L4 shown in FIG. 6 shows the change in the rotational speed NC of the compressor 2 when the auxiliary expansion valve 73 is controlled by the temperature of the heat medium circulating in the battery temperature adjusting device 61.
  • the battery 55 can be efficiently cooled using the refrigerant circuit R for air-conditioning the vehicle interior.
  • the battery The temperature Tb can be accurately and efficiently adjusted to the target battery temperature TBO.
  • the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO is corrected to decrease from the target battery temperature TBO by a predetermined value (deg).
  • a predetermined value deg
  • more refrigerant is supplied to the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, and the heat medium flowing through the heat medium flow path 64A is cooled more powerfully.
  • the battery temperature Tb can be adjusted to the target battery temperature TBO.
  • the controller 32 ends the correction, and returns the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO to the target battery temperature TBO.
  • (7-4) Switching control of compressor 2 Further, for example, when the cooling of the vehicle interior proceeds in the cooling mode and the temperature in the vehicle interior becomes low and the necessity of cooling is eliminated, the cooling load of the heat absorber 9 is also reduced.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 When calculating the compressor target rotational speed TGNCte based on the compressor temperature Te, the rotational speed NC of the compressor 2 also decreases, and eventually becomes the minimum rotational speed for control.
  • the controller 32 closes the electromagnetic valve 17 and stops supplying the refrigerant to the heat absorber 9. Then, as shown in FIG.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is determined by the compressor target rotational speed TGNCtw calculated based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw and the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO. Switch to the controlled state. Note that specific control of the functional blocks in FIG. 7 will be described in detail later. Further, in that case, the controller 32 is based on the refrigerant temperature (Tw) at the inlet of the refrigerant channel 64B detected by the refrigerant channel inlet temperature sensor 77 and the refrigerant temperature at the outlet detected by the refrigerant channel outlet temperature sensor 78.
  • Tw refrigerant temperature
  • the valve opening degree of the auxiliary expansion valve 73 is controlled so that the refrigerant superheat degree at the outlet of the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 is adjusted to an appropriate value.
  • the operation of the compressor 2 is controlled by the compressor target rotational speed TGNCte calculated based on the heat absorber temperature Te
  • the compressor target rotational speed TGNCte decreases to a predetermined low value
  • Cooling control of battery 55 (part 2)
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the heat absorber temperature Te
  • the auxiliary expansion valve is controlled based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw, and based on the heat absorber temperature Te.
  • the valve opening degree of the auxiliary expansion valve 73 may be controlled.
  • the cooling mode will be described as an example, but the same applies to the dehumidifying cooling mode. Also in this embodiment, it is assumed that the target value (target battery temperature TBO) of the battery temperature Tb is + 35 ° C. (8-1) Refrigerant-heat medium heat exchanger Calculation of compressor target rotational speed TGNCtw based on refrigerant temperature Tw Next, the control of the compressor 2 based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw in the cooling mode (this also applies to the dehumidifying cooling mode) of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG.
  • the F / F manipulated variable calculation unit 84 of the controller 32 is a target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant that is a target value of the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw (the refrigerant temperature of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64).
  • the F / F manipulated variable TGNCtwff at the compressor target rotational speed is calculated. Further, the F / B operation amount calculation unit 86 calculates the F / B operation amount TGNCtwfb of the compressor target rotational speed based on the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO and the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw. To do.
  • the F / F manipulated variable TGNCtwff calculated by the F / F manipulated variable calculator 84 and the F / B manipulated variable TGNCtwfb calculated by the F / B manipulated variable calculator 86 are added by the adder 87, and then the compressor target.
  • This compressor target rotational speed TGNCtw is the target rotational speed of the compressor 2 calculated based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the controller 32 calculates the F / F and F / B manipulated variables described above using the target battery temperature TBO of the battery temperature Tb as the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO, and calculates the calculated compressor target rotational speed TGNCtw. Based on the above, the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled.
  • the target battery temperature TBO in which the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw, which is the refrigerant temperature at the inlet of the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, is the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO.
  • the controller 32 increases the rotational speed NC of the compressor 2 and increases the amount of refrigerant flowing into the refrigerant flow path 64B via the branch pipe 72. Thereby, in the refrigerant-heat medium heat exchanger 64, the heat medium flowing through the heat medium flow path 64A is strongly cooled.
  • the heat medium that has exited the heat medium flow path 64A of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 reaches the battery 55 and exchanges heat with the battery 55, so that the battery 55 is strongly cooled. It will be.
  • the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw approaches the target battery temperature TBO (target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO)
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is decreased and flows into the refrigerant flow path 64B. Reduce the amount of refrigerant.
  • the controller 32 adjusts the temperature of the battery 55 (battery temperature Tb) to the target battery temperature TBO.
  • the control delay caused by the heat capacity of the heat medium pipe 68 and the heat medium itself also in this embodiment.
  • the battery temperature Tb is smoothly adjusted to the target battery temperature TBO as indicated by the solid line L1 in FIG.
  • the rotation speed NC of the compressor 2 does not fluctuate greatly, the fluctuation of the control amount (rotation speed NC) of the compressor 2 required for cooling the heat medium (battery 55) is similarly shown in FIG. Is eliminated as indicated by the solid line L3.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw as in this embodiment, it is possible to eliminate the disadvantage that wasteful power is consumed in the compressor 2. It becomes possible. Thereby, the battery 55 can be efficiently cooled using the refrigerant circuit R for air-conditioning the vehicle interior.
  • the battery The temperature Tb can be accurately and efficiently adjusted to the target battery temperature TBO.
  • FIG. 8 is a control block diagram of the controller 32 that calculates the target opening (auxiliary expansion valve target opening) TGECCVte of the auxiliary expansion valve 73 based on the heat absorber temperature Te detected by the heat absorber temperature sensor 48.
  • the F / F manipulated variable calculator 88 of the controller 32 calculates the F / F manipulated variable TGECCVteff of the auxiliary expansion valve target opening based on the target heat absorber temperature TEO which is the target value of the heat absorber temperature Te (temperature of the heat absorber 9). calculate.
  • the F / F manipulated variable calculation unit 88 may calculate the F / F manipulated variable TGECCVteff of the auxiliary expansion valve target opening degree by further adding the outside air temperature Tam, the blower voltage BLV of the indoor blower 27, and the like. Further, the F / B manipulated variable calculator 89 calculates the F / B manipulated variable TGECCVtefb of the auxiliary expansion valve target opening based on the target heat absorber temperature TEO and the heat absorber temperature Te.
  • auxiliary expansion valve target opening TGECCVte is the target opening of the auxiliary expansion valve 73 calculated based on the heat absorber temperature Te.
  • the controller 32 controls the valve opening degree of the auxiliary expansion valve 73 based on the calculated auxiliary expansion valve target opening degree TGECCVte.
  • the controller 32 when the heat absorber temperature Te is higher than the target heat absorber temperature TEO, the controller 32 reduces the valve opening degree of the auxiliary expansion valve 73 and increases the amount of refrigerant flowing into the heat absorber 9 via the electromagnetic valve 17.
  • the controller 32 corrects the target refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature TWO based on the degree of decrease in the battery temperature Tb as described above.
  • the controller 32 when the compressor target rotational speed TGNCtw decreases to a predetermined low value (for example, the minimum rotational speed for control), the controller 32 fully closes the auxiliary expansion valve 73 and makes a refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the refrigerant supply to 64 is stopped, and the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled by the compressor target rotational speed TGNCte calculated based on the heat absorber temperature Te and the target heat absorber temperature TEO as shown in FIG. Switch.
  • the circulation pump 62 may be stopped, or the circulation pump 62 may be constantly operated while the vehicle air conditioner 1 is in operation.
  • the compressor target rotational speed TGNCtw is a predetermined low value.
  • the supply of the refrigerant to the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 is stopped, and the operation is switched so as to control the operation of the compressor 2 by the compressor target rotational speed TGNCte calculated based on the heat absorber temperature Te.
  • Cooling control of battery 55 (part 3)
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the heat absorber temperature Te
  • the auxiliary expansion valve 73 is controlled based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the opening degree is controlled
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw
  • the auxiliary expansion valve 73 is controlled based on the heat absorber temperature Te.
  • the battery 55 is cooled by controlling the valve opening of the compressor, the compressor target rotation speed TGNCte based on the heat absorber temperature Te calculated by the control block of FIG. 3 and the refrigerant calculated by the control block of FIG. -Heat-medium heat exchanger You may make it control the rotation speed NC of the compressor 2 by selecting the smaller one of the compressor target rotation speed TGNCtw based on the refrigerant temperature Tw.
  • auxiliary expansion valve 73 in that case is a valve of the auxiliary expansion valve 73 based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw or the heat absorber temperature Te not selected for the operation control of the compressor 2.
  • the opening that is, when the compressor target rotational speed TGNCte in FIG. 3 is selected as the compressor target rotational speed TGNC, the auxiliary expansion valve 73 is controlled based on the auxiliary expansion valve target opening TGECCVtw calculated in the control block in FIG.
  • the valve opening degree is controlled and the compressor target rotational speed TGNCtw of FIG.
  • the auxiliary expansion valve 73 is opened based on the auxiliary expansion valve target opening degree TGECCVte calculated in the control block of FIG. Control the degree.
  • the compressor target rotational speed TGNCte calculated based on the heat absorber temperature Te by the controller 32
  • the compressor target rotational speed TGNCtw calculated based on the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw. If the smaller one is selected to control the operation of the compressor 2, the refrigerant-heat medium heat exchange not selected for the operation control of the compressor 2 while reducing the power consumption of the compressor 2 is achieved.
  • the opening degree of the auxiliary expansion valve 73 is controlled based on the cooler refrigerant temperature Tw or the heat absorber temperature Te, so that the air conditioning in the passenger compartment and the cooling of the battery 55 can be performed without any trouble.
  • the refrigerant temperature at the inlet of the refrigerant channel 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 detected by the refrigerant channel inlet temperature sensor 77 is adopted as the refrigerant-heat medium heat exchanger refrigerant temperature Tw.
  • the present invention is not limited to this, and the temperature of the refrigerant at the outlet of the refrigerant channel 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 detected by the refrigerant channel outlet temperature sensor 78 may be adopted. Further, the refrigerant-heat medium heat exchanger is not limited to the temperature directly detected by the refrigerant flow path inlet temperature sensor 77 or the refrigerant flow path outlet temperature sensor 78 as in the embodiment, but the refrigerant-heat medium heat exchanger.
  • the pressure of the refrigerant at the inlet of the refrigerant flow path 64B and the pressure of the refrigerant at the outlet of the refrigerant flow path 64B may be detected by a pressure sensor, and a value (temperature) obtained by converting the detected pressure into a temperature may be employed.
  • a pressure sensor a pressure sensor
  • a value (temperature) obtained by converting the detected pressure into a temperature may be employed.
  • the configurations of the refrigerant circuit R and the battery temperature adjusting device 61 described in the above embodiments are not limited thereto and can be changed without departing from the gist of the present invention.
  • the vehicle air conditioner 1 that cools the battery 55 in the cooling mode and the dehumidifying cooling mode has been described.
  • the heat exchanger for outdoor use, the outdoor expansion valve 6 as a decompression device in the present invention, and the outdoor heat exchanger 7 as a heat exchanger for heat absorption in the present invention at least a part of the refrigerant discharged from the radiator 4 is used as the auxiliary expansion valve 73 If it is made to flow into the refrigerant flow path 64B of the refrigerant-heat medium heat exchanger 64 via the refrigerant, the battery 55 can be cooled via the heat medium by the refrigerant circuit R in the heating mode and the dehumidifying heating mode described above. It becomes. Also in that case, it goes without saying that the compressor 2 and the auxiliary expansion valve 73 are controlled based on the temperature of the refrigerant in the refrigerant-heat medium heat exchanger 64.

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Abstract

冷媒回路の冷媒でバッテリ温度調整装置の熱媒体を冷却し、バッテリを冷却するときの運転効率を改善することができる車両用空気調和装置を提供する。 バッテリ(55)に熱媒体を循環させて冷却するためのバッテリ温度調整装置(61)と、室外熱交換器(7)から出た冷媒のうちの少なくとも一部とバッテリ温度調整装置を循環する熱媒体とを熱交換させるための冷媒-熱媒体熱交換器(64)と、冷媒-熱媒体熱交換器に流入する冷媒を減圧するための補助膨張弁(73)を備え、制御装置は、冷媒-熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機(2)、又は、補助膨張弁を制御することにより、バッテリ温度Tbを目標バッテリ温度TBOに調整する。

Description

車両用空気調和装置
 本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置、特にバッテリを備えたハイブリッド自動車や電気自動車に好適な車両用空気調和装置に関するものである。
 近年の環境問題の顕在化から、バッテリから供給される電力で走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられて外気が通風されると共に、冷媒を吸熱又は放熱させる室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる冷房モードを切り換えて実行するものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
 一方、バッテリは充電中、或いは、放電中の自己発熱で高温となる。このような状況下で充放電を行うと、劣化が進行し、やがては作動不良を起こして破損する危険性がある。そこで、冷媒回路を循環する冷媒と熱交換する冷却水(熱媒体)をバッテリに循環させることでバッテリを冷却することができるようにしたものも開発されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2014−213765号公報 特許第5860360号公報
 ここで、前記特許文献2では低水温ループを循環する冷却水の温度に基づいてエアコンサイクル(冷媒回路)の圧縮部(圧縮機)を制御していた。しかしながら、冷却水や低水温ループを構成する配管には熱容量がある。従って、従来の如く冷却水の温度を検出して、この冷却水の温度が目標バッテリ温度TBO(バッテリの温度の目標値。例えば、+35℃)となるように圧縮部(圧縮機)を制御すると、冷却水を冷却するためのバッテリ用熱交換部(チラー:冷媒−熱媒体熱交換器)を流れる冷媒の温度が、低水温ループ内を循環する冷却水に反映されるまでは時間がかかるため、圧縮部(圧縮機)の制御に遅れが発生する。
 これにより、圧縮部(圧縮機)の制御量(回転数)は図6に破線L4で示す如く大きく変動し、無駄な電力が消費されることになると共に、バッテリの温度Tbも図5に破線L2で示す如く大きくアンダーシュートとオーバーシュート(ハッチングで示す)を繰り返すようになるという問題があった。
 本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、冷媒回路の冷媒でバッテリ温度調整装置の熱媒体を冷却し、バッテリを冷却するときの運転効率を改善することができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
 本発明の車両用空気調和装置は、圧縮機、放熱用熱交換器、減圧装置、及び、吸熱用熱交換器の順で冷媒を循環させる冷媒回路と、制御装置を備えて車室内を空調するものであって、車両に搭載されたバッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリを冷却するためのバッテリ温度調整装置と、放熱器用熱交換器から出た冷媒のうちの少なくとも一部とバッテリ温度調整装置の熱媒体とを熱交換させるための冷媒−熱媒体熱交換器と、この冷媒−熱媒体熱交換器に流入する冷媒を減圧するための膨張弁を備え、制御装置は、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機、又は、膨張弁を制御することにより、バッテリの温度Tbを所定の目標値TBOに調整することを特徴とする。
 請求項2の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、冷媒−熱媒体熱交換器入口の冷媒の温度、又は、冷媒−熱媒体熱交換器入口の冷媒の圧力から換算された温度、若しくは、冷媒−熱媒体熱交換器出口の冷媒の温度、又は、冷媒−熱媒体熱交換器出口の冷媒の圧力から換算された温度を冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twとすることを特徴とする。
 請求項3の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、バッテリの温度Tbの目標値TBOを冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twの目標値TWOとし、この目標値TWOと冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機、又は、膨張弁を制御すると共に、バッテリの温度Tbの低下度合いに基づいて、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twの目標値TWOに補正を加えることを特徴とする。
 請求項4の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱、又は、吸熱させるための室外熱交換器を備え、制御装置は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させることで車室内を除湿する除湿モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させることで車室内を冷房する冷房モードを実行すると共に、冷房モード、及び/又は、除湿モードにおいて、吸熱器が吸熱用熱交換器を構成し、室外熱交換器が放熱用熱交換器を構成し、当該室外熱交換器から出た冷媒のうちの少なくとも一部を膨張弁にて減圧し、冷媒−熱媒体熱交換器に流入させることを特徴とする。
 請求項5の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて圧縮機の運転を制御し、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
 請求項6の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteにより圧縮機の運転を制御すると共に、目標回転数TGNCteが所定の低い値に低下した場合、吸熱用熱交換器への冷媒供給を停止し、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwにより圧縮機の運転を制御することを特徴とする。
 請求項7の発明の車両用空気調和装置は、請求項1乃至請求項4の発明において制御装置は、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機の運転を制御し、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
 請求項8の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwにより圧縮機の運転を制御すると共に、目標回転数TGNCtwが所定の低い値に低下した場合、冷媒−熱媒体熱交換器への冷媒供給を停止し、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteにより圧縮機の運転を制御することを特徴とする。
 請求項9の発明の車両用空気調和装置は、請求項1乃至請求項4の発明において制御装置は、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteと、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwのうちの小さい方を選択して圧縮機の運転を制御すると共に、圧縮機の運転制御のために選択されなかった冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Tw、又は、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
 本発明によれば、圧縮機、放熱用熱交換器、減圧装置、及び、吸熱用熱交換器の順で冷媒を循環させる冷媒回路と、制御装置を備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、車両に搭載されたバッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリを冷却するためのバッテリ温度調整装置と、放熱器用熱交換器から出た冷媒のうちの少なくとも一部とバッテリ温度調整装置の熱媒体とを熱交換させるための冷媒−熱媒体熱交換器と、この冷媒−熱媒体熱交換器に流入する冷媒を減圧するための膨張弁を備え、制御装置は、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機、又は、膨張弁を制御することにより、バッテリの温度Tbを所定の目標値TBOに調整するようにしたので、バッテリ温度調整装置を循環する熱媒体の温度で圧縮機を制御する場合の如く、バッテリ温度調整装置や熱媒体の熱容量によって発生する制御の遅れから、圧縮機において無駄な電力が消費される不都合を解消することが可能となる。これにより、車室内を空調するための冷媒回路を用いて、効率的にバッテリの冷却を行うことができるようになる。特に、放熱用熱交換器から出た冷媒のうちの少なくとも一部を膨張弁にて減圧し、冷媒−熱媒体熱交換器に流入させるようにしているので、バッテリの温度Tbを的確、且つ、効率的に目標値TBOに調整することができるようになる。
 ここで、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twとしては、請求項2の発明の如く冷媒−熱媒体熱交換器入口の冷媒の温度、又は、冷媒−熱媒体熱交換器入口の冷媒の圧力から換算された温度、若しくは、冷媒−熱媒体熱交換器出口の冷媒の温度、又は、冷媒−熱媒体熱交換器出口の冷媒の圧力から換算された温度を採用することができる。
 また、請求項3の発明の如く制御装置が、バッテリの温度Tbの目標値TBOを冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twの目標値TWOとし、この目標値TWOと冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機、又は、膨張弁を制御することで、適切にバッテリの温度Tbを目標値TBOに調整することができるができるようになるが、バッテリの温度Tbの低下度合いに基づいて、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twの目標値TWOに補正を加えるようにすれば、より迅速にバッテリの温度Tbを目標値TBOに調整することが可能となる。
 以上において、例えば請求項4の発明の如く車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱、又は、吸熱させるための室外熱交換器を備え、制御装置が、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させることで車室内を除湿する除湿モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させることで車室内を冷房する冷房モードを実行すると共に、冷房モード、及び/又は、除湿モードにおいて、吸熱器が吸熱用熱交換器を構成し、室外熱交換器が放熱用熱交換器を構成し、当該室外熱交換器から出た冷媒のうちの少なくとも一部を膨張弁にて減圧し、冷媒−熱媒体熱交換器に流入させることで、バッテリの温度が上昇し易い環境において、バッテリ温度調整装置を循環する熱媒体を冷媒回路の冷媒で効率的に冷却し、バッテリの冷却を行うことができるようになる。
 この場合、請求項5の発明の如く制御装置が、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて圧縮機の運転を制御し、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて膨張弁の弁開度を制御するようにしてもよく、請求項7の発明の如く冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて圧縮機の運転を制御し、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて膨張弁の弁開度を制御するようにしてもよい。
 そして、請求項5の発明の場合には、請求項6の発明の如く制御装置が、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteにより圧縮機の運転を制御すると共に、目標回転数TGNCteが所定の低い値に低下した場合、吸熱用熱交換器への冷媒供給を停止し、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwにより圧縮機の運転を制御するように切り換えることで、吸熱用熱交換器による車室内の冷房が必要無くなっている状況では、バッテリの冷却のみに冷媒回路を使用する状態に切り換えて、バッテリの冷却を支障無く継続することができるようになる。
 一方、請求項7の場合には、請求項8の発明の如く制御装置が、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwにより圧縮機の運転を制御すると共に、目標回転数TGNCtwが所定の低い値に低下した場合、冷媒−熱媒体熱交換器への冷媒供給を停止し、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteにより圧縮機の運転を制御するように切り換えることで、冷媒−熱媒体熱交換器による熱媒体を介したバッテリの冷却が必要無くなっている状況では、車室内の冷房のみに冷媒回路を使用する状態に切り換えて、車室内空調を支障無く継続することができるようになる。
 また、請求項9の発明の如く制御装置が、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCteと、冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Twに基づいて算出された圧縮機の目標回転数TGNCtwのうちの小さい方を選択して圧縮機の運転を制御するようにすれば、圧縮機の消費電力を削減しながら、当該圧縮機の運転制御のために選択されなかった冷媒−熱媒体熱交換器の冷媒の温度Tw、又は、吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて膨張弁の弁開度を制御して、車室内の空調とバッテリの冷却を支障無く行うことが可能となる。
本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である。 図1の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。 冷房モードにおける図2のコントローラによる圧縮機制御に関する一実施例の制御ブロック図である。 図3における補助膨張弁制御に関する制御ブロック図である。 バッテリの温度Tbの変化を説明する図である。 図5に対応した圧縮機の回転数の変化を説明する図である。 冷房モードにおける図2のコントローラによる圧縮機制御に関する他の実施例の制御ブロック図である。 図7における補助膨張弁制御に関する制御ブロック図である。 冷房モードにおける図2のコントローラによる圧縮機制御に関するもう一つの他の実施例の制御ブロック図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
 図1は本発明の一実施例の車両用空気調和装置1の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン(内燃機関)が搭載されていない電気自動車(EV)であって、車両にバッテリ55が設けられ、このバッテリ55に充電された電力を走行用の電動モータ(図示せず)に供給することで駆動し、走行するものであり、本発明の車両用空気調和装置1も、バッテリ55の電力で駆動されるものとする。
 即ち、実施例の車両用空気調和装置1は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Rを用いたヒートポンプ運転により暖房モードを行い、更に、除湿暖房モードや内部サイクルモード、除湿冷房モード(本発明における除湿モード)、冷房モードの各運転モードを選択的に実行することで車室内の空調を行うものである。
 尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効であり、更には、エンジンで走行する通常の自動車にも適用可能であることは云うまでもない。
 実施例の車両用空気調和装置1は、電気自動車の車室内の空調(暖房、冷房、除湿、及び、換気)を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機2と、車室内に供給される空気が通気循環されるHVACユニット10の空気流通路3内に設けられ、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管13Gを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱用熱交換器として機能する放熱器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る減圧装置としての室外膨張弁6と、冷房時及び除湿時には放熱用熱交換器として機能し、暖房時には吸熱用熱交換器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器7と、冷媒を減圧膨張させる電動弁(機械式膨張弁でも良い)から成る減圧装置としての室内膨張弁8と、空気流通路3内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱用熱交換器としての吸熱器9と、アキュムレータ12等が冷媒配管13により順次接続され、冷媒回路Rが構成されている。
 尚、室外熱交換器7には、室外送風機15が設けられている。この室外送風機15は、室外熱交換器7に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中(即ち、車速が0km/h)にも室外熱交換器7に外気が通風されるよう構成されている。
 また、室外熱交換器7は冷媒下流側にレシーバドライヤ部14と過冷却部16を順次有し、室外熱交換器7の冷媒出口側に接続された冷媒配管13Aは冷房時に開放される開閉弁としての電磁弁17を介してレシーバドライヤ部14に接続され、過冷却部16の出口が逆止弁18を介して室内膨張弁8に接続されている。尚、レシーバドライヤ部14及び過冷却部16は構造的に室外熱交換器7の一部を構成しており、逆止弁18は室内膨張弁8側が順方向とされている。
 また、逆止弁18と室内膨張弁8間の冷媒配管13Bは、吸熱器9の出口側に位置する冷媒配管13Cと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器19を構成している。これにより、冷媒配管13Bを経て室内膨張弁8に流入する冷媒は、吸熱器9を出た低温の冷媒により冷却(過冷却)される構成とされている。
 また、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは分岐しており、この分岐した冷媒配管13Dは、暖房時に開放される開閉弁としての電磁弁21を介して内部熱交換器19の下流側における冷媒配管13Cに連通接続されている。この冷媒配管13Cがアキュムレータ12に接続され、アキュムレータ12は圧縮機2の冷媒吸込側に接続されている。
 更に、放熱器4の出口側の冷媒配管13Eは室外膨張弁6の手前で冷媒配管13Jと冷媒配管13Fに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管13Jが室外膨張弁6を介して室外熱交換器7の冷媒入口に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管13Fは除湿時に開放される開閉弁としての電磁弁22を介して逆止弁18の下流側の冷媒配管13Bに連通接続されている。これにより、冷媒配管13Fは室外膨張弁6と室外熱交換器7の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなる。また、室外膨張弁6にはバイパス用の開閉弁としての電磁弁20が並列に接続されている。
 また、吸熱器9の空気上流側における空気流通路3には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており(図1では吸込口25で代表して示す)、この吸込口25には空気流通路3内に導入する空気を車室内の空気である内気(内気循環)と、車室外の空気である外気(外気導入)とに切り換える吸込切換ダンパ26が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ26の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路3に送給するための室内送風機(ブロワファン)27が設けられている。
 また、図1において23は実施例の車両用空気調和装置1に設けられた補助加熱装置としての補助ヒータである。この補助ヒータ23は実施例ではPTCヒータ(電気ヒータ)から構成されており、空気流通路3の空気の流れに対して、放熱器4の空気下流側となる空気流通路3内に設けられている。そして、補助ヒータ23が通電されて発熱すると、これが所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。
 また、放熱器4の空気上流側における空気流通路3内には、当該空気流通路3内に流入し、吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気(内気や外気)を放熱器4に通風する割合を調整するエアミックスダンパ28が設けられている。更に、補助ヒータ23の空気下流側における空気流通路3には、FOOT(フット)、VENT(ベント)、DEF(デフ)の各吹出口(図1では代表して吹出口29で示す)が形成されており、この吹出口29には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ31が設けられている。
 更に、本発明の車両用空気調和装置1は、バッテリ55に熱媒体を循環させて当該バッテリ55の温度を調整するためのバッテリ温度調整装置61を備えている。このバッテリ温度調整装置61は、バッテリ55に熱媒体を循環させるための循環ポンプ62と、冷媒−熱媒体熱交換器64を備え、それらが熱媒体配管68にて接続されている。
 この実施例の場合、循環ポンプ62の吐出側に冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aの入口が接続され、この熱媒体流路64Aの出口がバッテリ55の入口が接続され、バッテリ55の出口が循環ポンプ62の吸込側に接続されている。このバッテリ温度調整装置61で使用される熱媒体としては、例えば水、HFO−1234fのような冷媒、クーラント等の液体、或いは、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を採用している。また、バッテリ55の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ55と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。
 循環ポンプ62が運転されると、熱媒体は熱媒体配管68内を循環される。このとき、循環ポンプ62から吐出された熱媒体は冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aに流入する。この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体はバッテリ55に至り、そこでバッテリ55と熱交換して当該バッテリ55を冷却した後、循環ポンプ62に吸い込まれる。
 一方、冷媒回路Rの室外熱交換器7(放熱用熱交換器となる)の冷媒出口側の冷媒配管13Aには、電磁弁17及び電磁弁21に至る前の部分に分岐配管72の一端が接続されており、この分岐配管72の他端は電動弁から構成された本発明の膨張弁としての補助膨張弁73の入口に接続されている。補助膨張弁73は冷媒を減圧膨張させると共に全閉も可能とされている。この補助膨張弁73の出口は冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに接続されており、この冷媒流路64Bの出口には冷媒配管74の一端が接続され、冷媒配管74の他端はアキュムレータ12の手前(冷媒上流側)の冷媒配管13Cに接続されている。そして、これら補助膨張弁73等も冷媒回路Rの一部を構成すると同時に、バッテリ温度調整装置61の一部をも構成することになる。
 補助膨張弁73が開いている場合、室外熱交換器7を出た冷媒(一部の冷媒又は全ての冷媒。即ち、少なくとも一部の冷媒)はこの補助膨張弁73で減圧された後、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入し、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路64Bを流れる過程で熱媒体流路64Aを流れる熱媒体から吸熱し、それを冷却した後、アキュムレータ12を経て圧縮機2に吸い込まれることになる。
 次に、図2において32は本発明の制御装置を構成するコントローラ(ECU)である。このコントローラ32は、プロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されており、その入力には車両の外気温度(Tam)を検出する外気温度センサ33と、外気湿度を検出する外気湿度センサ34と、吸込口25から空気流通路3に吸い込まれる空気の温度を検出するHVAC吸込温度センサ36と、車室内の空気(内気)の温度を検出する内気温度センサ37と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ38と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内CO濃度センサ39と、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ41と、圧縮機2の吐出冷媒圧力(吐出圧力Pd)を検出する吐出圧力センサ42と、圧縮機2の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ43と、圧縮機2の吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ44と、放熱器4の温度(放熱器4を経た空気の温度、又は、放熱器4自体の温度:放熱器温度TCI)を検出する放熱器温度センサ46と、放熱器4の冷媒圧力(放熱器4内、又は、放熱器4を出た直後の冷媒の圧力:放熱器圧力PCI)を検出する放熱器圧力センサ47と、吸熱器9の温度(吸熱器9を経た空気の温度、又は、吸熱器9自体の温度:吸熱器温度Te)を検出する吸熱器温度センサ48と、吸熱器9の冷媒圧力(吸熱器9内、又は、吸熱器9を出た直後の冷媒の圧力)を検出する吸熱器圧力センサ49と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ51と、車両の移動速度(車速)を検出するための車速センサ52と、設定温度や空調運転の切り換えを設定するための空調(エアコン)操作部53と、室外熱交換器7の温度(室外熱交換器7から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器7自体の温度:室外熱交換器温度TXO。室外熱交換器7が吸熱用熱交換器として機能するとき、室外熱交換器温度TXOは室外熱交換器7における冷媒の蒸発温度となる)を検出する室外熱交換器温度センサ54と、室外熱交換器7の冷媒圧力(室外熱交換器7内、又は、室外熱交換器7から出た直後の冷媒の圧力)を検出する室外熱交換器圧力センサ56の各出力が接続されている。
 また、コントローラ32の入力には更に、補助ヒータ23の温度(補助ヒータ23を経た空気の温度、又は、補助ヒータ23自体の温度:補助ヒータ温度TSH)を検出する補助ヒータ温度センサ50と、バッテリ55の温度Tb(バッテリ55自体の温度、又は、バッテリ55の入口の熱媒体の温度。実施例ではバッテリ55の入口の熱媒体の温度:バッテリ温度Tb)を検出するバッテリ温度センサ76と、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの入口の冷媒の温度Tw(この実施例での冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒の温度:冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Tw)を検出する冷媒流路入口温度センサ77と、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの出口の冷媒の温度を検出する冷媒流路出口温度センサ78の各出力も接続されている。
 一方、コントローラ32の出力には、前記圧縮機2と、室外送風機15と、室内送風機(ブロワファン)27と、吸込切換ダンパ26と、エアミックスダンパ28と、吹出口切換ダンパ31と、室外膨張弁6、室内膨張弁8と、電磁弁22(除湿)、電磁弁17(冷房)、電磁弁21(暖房)、電磁弁20(バイパス)の各電磁弁と、補助ヒータ23、循環ポンプ62、補助膨張弁73が接続されている。そして、コントローラ32は各センサの出力と空調操作部53にて入力された設定に基づいてこれらを制御するものである。
 以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置1の動作を説明する。コントローラ32は実施例では暖房モードと、除湿暖房モードと、内部サイクルモードと、除湿冷房モードと、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行すると共に、バッテリ55の温度Tb(バッテリ温度Tb)を所定の目標値TBO(目標バッテリ温度TBO)に調整する。先ず、冷媒回路Rの各運転モードについて説明する。
 (1)暖房モード
 コントローラ32により(オートモード)、或いは、空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、コントローラ32は電磁弁21(暖房用)を開放し、電磁弁17(冷房用)を閉じる。また、電磁弁22(除湿用)、電磁弁20(バイパス用)を閉じる。
 そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒(補助ヒータ23が動作するときは放熱器4及び補助ヒータ23)により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
 放熱器4内で液化した冷媒は放熱器4を出た後、冷媒配管13E、13Jを経て室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気中から熱を汲み上げる(吸熱)。即ち、冷媒回路Rがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び電磁弁21及び冷媒配管13Dを経て冷媒配管13Cからアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器4にて加熱された空気は補助ヒータ23を経て吹出口29から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
 コントローラ32は、後述する目標吹出温度TAOから算出される目標放熱器温度TCO(放熱器4の温度TCIの目標値)から目標放熱器圧力PCO(放熱器4の圧力PCIの目標値)を算出し、この目標放熱器圧力PCOと、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器4の冷媒圧力(放熱器圧力PCI。冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、放熱器温度センサ46が検出する放熱器4の温度(放熱器温度TCI)及び放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力PCIに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度(SC)を制御する。前記目標放熱器温度TCOは基本的にはTCO=TAOとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。
 また、コントローラ32は、この暖房モードにおいて放熱器4による暖房能力が不足すると判断した場合、補助ヒータ23に通電して発熱させることにより、補助ヒータ23による加熱を実行する。補助ヒータ23が発熱すると空気流通路3の放熱器4を通過した空気をこの補助ヒータ23で更に加熱することになる。これにより、要求される暖房能力(後述する目標吹出温度TAOから得られる目標放熱器温度TCOと吸熱器温度Teとの差から算出される)に対して放熱器4が発生可能な暖房能力が不足する場合に、この不足する分の暖房能力を補助ヒータ23にて補完することになる。
 (2)除湿暖房モード
 次に、除湿暖房モードでは、コントローラ32は上記暖房モードの状態において電磁弁22を開放する。これにより、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、この一部が電磁弁22を経て冷媒配管13Fに流入し、冷媒配管13Bから内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に流れ、残りが室外膨張弁6に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁8にて減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。
 コントローラ32は吸熱器9の出口における冷媒の過熱度(SH)を所定値に維持するように室内膨張弁8の弁開度を制御するが、このときに吸熱器9で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。分流されて冷媒配管13Jに流入した残りの冷媒は、室外膨張弁6で減圧された後、室外熱交換器7で蒸発することになる。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は、内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cにて冷媒配管13Dからの冷媒(室外熱交換器7からの冷媒)と合流した後、アキュムレータ12を経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて除湿された空気は放熱器4(補助ヒータ23が発熱するときは放熱器4及び補助ヒータ23)を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。
 コントローラ32は目標放熱器温度TCOから算出される目標放熱器圧力PCOと放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力PCI(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御する。
 (3)内部サイクルモード
 次に、内部サイクルモードでは、コントローラ32は上記除湿暖房モードの状態において室外膨張弁6を全閉とする(全閉位置)と共に、電磁弁21を閉じる。即ち、この内部サイクルモードは除湿暖房モードにおける室外膨張弁6の制御で当該室外膨張弁6を全閉とした状態であるので、この内部サイクルモードも除湿暖房モードの一部と捉えることができる。
 但し、室外膨張弁6と電磁弁21が閉じられることにより、室外熱交換器7への冷媒の流入、及び、室外熱交換器7からの冷媒の流出は阻止されることになるので、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒は電磁弁22を経て冷媒配管13Fに全て流れるようになる。そして、冷媒配管13Fを流れる冷媒は冷媒配管13Bより内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを流れ、アキュムレータ12を経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて除湿された空気は放熱器4を通過する過程で再加熱されるので、これにより、車室内の除湿暖房が行われることになるが、この内部サイクルモードでは室内側の空気流通路3内にある放熱器4(放熱)と吸熱器9(吸熱)の間で冷媒が循環されることになるので、外気からの熱の汲み上げは行われず、圧縮機2の消費動力分の暖房能力が発揮される。除湿作用を発揮する吸熱器9には冷媒の全量が流れるので、上記除湿暖房モードに比較すると除湿能力は高いが、暖房能力は低くなる。
 コントローラ32は吸熱器9の温度、又は、前述した放熱器圧力PCI(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。このとき、コントローラ32は吸熱器9の温度によるか放熱器圧力PCIによるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機2を制御する。
 (4)除湿冷房モード(本発明における除湿モード)
 次に、除湿冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁22、電磁弁20を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4に通風される割合を調整する状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
 放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て室外膨張弁6に至り、開き気味で制御される室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮する。即ち、室外熱交換器7は放熱用熱交換器となる。この室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は逆止弁18を経て冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。即ち、除湿冷房モードにおいては圧縮機2、室外熱交換器7(放熱用熱交換器)、室内膨張弁8(減圧装置)、吸熱器9(吸熱用熱交換器)の順で冷媒が循環されることになる。この吸熱器9にて冷却され、除湿された空気は放熱器4を通過する過程で再加熱(暖房時よりも放熱能力は低い)されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
 コントローラ32は、この実施例では吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、前述した冷媒回路Rの高圧圧力に基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の冷媒圧力(放熱器圧力PCI)を制御する。
 (5)冷房モード
 次に、冷房モードでは、コントローラ32は上記除湿冷房モードの状態において電磁弁20を開く(室外膨張弁6の弁開度は自由)。尚、エアミックスダンパ28は放熱器4に空気が通風される割合を調整する状態とする。補助ヒータ23には通電されない。
 これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので(冷房時のリヒートのみのため)、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て室外膨張弁6に至る。このとき電磁弁20は開放されているので冷媒は電磁弁20を経て冷媒配管13Jを通過し、そのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。即ち、この場合も室外熱交換器7は放熱用熱交換器となる。この室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は逆止弁18を経て冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却される。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。即ち、冷房モードにおいても圧縮機2、室外熱交換器7(放熱用熱交換器)、室内膨張弁8(減圧装置)、吸熱器9(吸熱用熱交換器)の順で冷媒が循環されることになる。吸熱器9にて冷却され、除湿された空気は放熱器4を通過すること無く吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房モードにおいては、コントローラ32は、この実施例では後述する如く吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
 (6)運転モードの切り換え
 コントローラ32は下記式(I)から前述した目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
 TAO=(Tset−Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
                                   ・・(I)
 ここで、Tsetは空調操作部53で設定された車室内の設定温度、Tinは内気温度センサ37が検出する車室内空気の温度、Kは係数、Tbalは設定温度Tsetや、日射センサ51が検出する日射量SUN、外気温度センサ33が検出する外気温度Tamから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度TAOは外気温度Tamが低い程高く、外気温度Tamが上昇するに伴って低下する。
 そして、コントローラ32は起動時には外気温度センサ33が検出する外気温度Tamと目標吹出温度TAOとに基づいて上記各運転モードのうちの何れかの運転モードを選択する。また、起動後は外気温度Tamや目標吹出温度TAO等の環境や設定条件の変化に応じて前記各運転モードを選択し、切り換えていくものである。
 (7)バッテリ55の冷却制御(その1)
 次に、図3~図6を参照しながらコントローラ32によるバッテリ55の冷却制御の一実施例について説明する。前述した如くバッテリ55は高温下で充放電を行うと劣化が進行する。そこで、実施例の車両用空気調和装置1のコントローラ32は、上記の如き運転モードのうち、冷房モードと除湿冷房モードでは、当該運転モードを実行しながらバッテリ温度調整装置61により、バッテリ55を冷却する。
 尚、以下は冷房モードを例に採って説明するが、除湿冷房モードのときも同様とする。また、バッテリ55の適温範囲は一般的には+25℃以上+45℃以下とされているため、実施例ではバッテリ温度Tbの目標値(目標バッテリ温度TBO)を+35℃としているものとする。
 (7−1)吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCteの算出
 次に、図3を用いて冷房モード(除湿冷房モードも同様)における吸熱器温度Teに基づく圧縮機2の制御について詳述する。図3は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器温度Teに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCteを算出するコントローラ32の制御ブロック図である。コントローラ32のF/F操作量演算部78は吸熱器温度Te(吸熱器9の温度)の目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCteffを算出する。尚、F/F操作量演算部78では更に外気温度Tamや、室内送風機27のブロワ電圧BLV等も加えて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCteffを算出してもよい。
 また、F/B操作量演算部79は目標吸熱器温度TEOと吸熱器温度Teに基づいて圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCtefbを算出する。そして、F/F操作量演算部78が算出したF/F操作量TGNCteffとF/B操作量演算部79が算出したF/B操作量TGNCtefbは加算器80で加算された後、圧縮機目標回転数TGNCteとして決定される。この圧縮機目標回転数TGNCteが吸熱器温度Teに基づいて算出された圧縮機2の目標回転数であり、コントローラ32はこの圧縮機目標回転数TGNCteに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
 (7−2)冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づく補助膨張弁目標開度TGECCVtwの算出
 次に、図4を用いて冷房モード(除湿冷房モードも同様)における冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づく補助膨張弁73の制御について詳述する。図4は冷媒流路入口温度センサ77が検出する冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて補助膨張弁73の目標開度(補助膨張弁目標開度)TGECCVtwを算出するコントローラ32の制御ブロック図である。コントローラ32のF/F操作量演算部81は冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Tw(冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒の温度)の目標値である目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOに基づいて補助膨張弁目標開度のF/F操作量TGECCVtwffを算出する。
 また、F/B操作量演算部82は目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOと冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて補助膨張弁目標開度のF/B操作量TGECCVtwfbを算出する。そして、F/F操作量演算部81が算出したF/F操作量TGECCVtwffとF/B操作量演算部82が算出したF/B操作量TGECCVtwfbは加算器83で加算された後、補助膨張弁目標開度TGECCVtwとして決定される。この補助膨張弁目標開度TGECCVtwが冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて算出された補助膨張弁73の目標開度である。
 コントローラ32は、バッテリ温度Tbの目標バッテリ温度TBOを目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOとして上述したF/F、F/B操作量の演算を行い、算出された補助膨張弁目標開度TGECCVtwに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御する。即ち、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの入口の冷媒温度である冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twが目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOである目標バッテリ温度TBOより高い場合、コントローラ32は補助膨張弁73の弁開度を拡大し、分岐配管72を経て冷媒流路64Bに流入する冷媒量を増大させる。これにより、冷媒−熱媒体熱交換器64では熱媒体流路64Aを流れる熱媒体が強力に冷却されるようになる。循環ポンプ62の運転により、この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体はバッテリ55に至り、そこでバッテリ55と熱交換するので、バッテリ55は強力に冷却されることになる。
 一方、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twが目標バッテリ温度TBO(目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWO)に近づくに従って補助膨張弁73の弁開度を縮小し、冷媒流路64Bに流入する冷媒量を減少させる。これにより、冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを流れる熱媒体の冷却能力は低下していき、バッテリ55の冷却能力も低下していくことになる。このような制御によってコントローラ32はバッテリ55の温度(バッテリ温度Tb)を目標バッテリ温度TBOに調整する。
 図5の実線L1はこの場合のバッテリ温度Tbの変化を示している。上述の如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twによって補助膨張弁73の弁開度を制御することで、熱媒体配管68や熱媒体自体の熱容量によって発生する制御の遅れは解消され、バッテリ温度Tbはスムーズに目標バッテリ温度TBOに調整されるようになる。また、補助膨張弁73の弁開度の制御量(開方向/閉方向の制御量)が大きく変動することも無くなるので、熱媒体(バッテリ55)を冷却するために必要となる圧縮機2の制御量(回転数NC)の変動も図6に実線L3で示す如く解消される。
 また、前述した如く図6中に示す破線L4はバッテリ温度調整装置61を循環する熱媒体の温度で補助膨張弁73を制御した場合の圧縮機2の回転数NCの変化を示しているが、実施例の場合に比して大きく上下に変動し、図6中にハッチングで示すような無駄な電力が圧縮機2で消費されてしまう問題があったが、本発明の実施例の如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twによって補助膨張弁73の弁開度を制御することで、圧縮機2において無駄な電力が消費される不都合を解消することが可能となる。
 これにより、車室内を空調するための冷媒回路Rを用いて、効率的にバッテリ55の冷却を行うことができるようになる。特に、室外熱交換器7から出た冷媒のうちの少なくとも一部を補助膨張弁73にて減圧し、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入させるようにしているため、バッテリ温度Tbを的確、且つ、効率的に目標バッテリ温度TBOに調整することができるようになる。
 (7−3)バッテリ温度Tbによる目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOの補正制御
 ここで、上述した如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twで補助膨張弁73の弁開度を制御した場合、バッテリ温度Tb(熱媒体の温度)は冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに追従して低下していくことになるため、急速充電中等のバッテリ55の発熱量が増大する状況では、長い期間目標バッテリ温度TBOまで下がらなくなる場合がある。
 そこで、コントローラ32はバッテリ温度Tbの低下度合いに基づいて目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOに補正を加える。例えば、実施例ではバッテリ温度Tbが一定期間以上、目標バッテリ温度TBOまで低下しない場合、目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOを目標バッテリ温度TBOから所定値(deg)低下させる補正を行う。これにより、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bにはより多くの冷媒が供給され、熱媒体流路64Aを流れる熱媒体はより強力に冷却されるようになるので、より迅速にバッテリ温度Tbを目標バッテリ温度TBOに調整することが可能となる。
 尚、コントローラ32は、例えばバッテリ温度Tbが目標バッテリ温度TBOまで低下した段階で、係る補正を終了し、目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOを目標バッテリ温度TBOに復帰させる。
 (7−4)圧縮機2の制御の切換
 また、例えば冷房モードにおいて車室内の冷房が進行し、車室内の温度が低くなって冷房の必要性が無くなってくると、吸熱器9の冷房負荷も減少するため、この実施例のように吸熱器温度Teに基づいて圧縮機目標回転数TGNCteを算出する場合には、圧縮機2の回転数NCも低下し、やがて制御上の最低回転数となる。そのような状態でバッテリ温度Tbが高くなる状況では、補助膨張弁73の弁開度を制御上の最大開度に拡大しても、熱媒体によるバッテリ55の冷却能力が不足してしまう危険性がある。
 そこで、この実施例では圧縮機目標回転数TGNCteが所定の低い値(例えば、制御上の最低回転数)まで低下した場合、コントローラ32は電磁弁17を閉じて吸熱器9への冷媒供給を停止し、図7に示す如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twと目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOに基づいて算出される圧縮機目標回転数TGNCtwにより圧縮機2の回転数NCを制御する状態に切り換える。尚、図7の機能ブロックの具体的な制御については後に詳述する。
 また、その場合コントローラ32は、冷媒流路入口温度センサ77が検出する冷媒流路64Bの入口の冷媒の温度(Tw)と冷媒流路出口温度センサ78が検出する出口の冷媒の温度に基づき、補助膨張弁73の弁開度を制御して冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの出口の冷媒過熱度を適正値に調整する状態に切り換える。
 このように、吸熱器温度Teに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCteにより圧縮機2の運転を制御しているときに、圧縮機目標回転数TGNCteが所定の低い値に低下した場合、吸熱器9への冷媒供給を停止し、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCtwにより圧縮機2の運転を制御するように切り換えるようにすれば、吸熱器9による車室内の冷房が必要無くなっている状況では、バッテリ55の冷却のみに冷媒回路Rを使用する状態に切り換えて、バッテリ55の冷却を支障無く継続することができるようになる。
 (8)バッテリ55の冷却制御(その2)
 次に、図7、図8を参照しながらコントローラ32によるバッテリ55の冷却制御の他の実施例について説明する。上記実施例では、冷房モード(除湿冷房モードも同様)においては吸熱器温度Teに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御してバッテリ55を冷却するようにしたが、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御するようにしてもよい。
 尚、この場合も冷房モードを例に採って説明するが、除湿冷房モードのときも同様とする。また、この実施例においてもバッテリ温度Tbの目標値(目標バッテリ温度TBO)を+35℃としているものとする。
 (8−1)冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCtwの算出
 次に、図7を用いてこの実施例の冷房モード(除湿冷房モードも同様)における冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づく圧縮機2の制御について詳述する。図7は冷媒流路入口温度センサ77が検出する冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて前述した圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCtwを算出するコントローラ32の制御ブロック図である。コントローラ32のF/F操作量演算部84は冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Tw(冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒の温度)の目標値である目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNCtwffを算出する。
 また、F/B操作量演算部86は目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOと冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNCtwfbを算出する。そして、F/F操作量演算部84が算出したF/F操作量TGNCtwffとF/B操作量演算部86が算出したF/B操作量TGNCtwfbは加算器87で加算された後、圧縮機目標回転数TGNCtwとして決定される。この圧縮機目標回転数TGNCtwが冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて算出された圧縮機2の目標回転数である。
 コントローラ32は、バッテリ温度Tbの目標バッテリ温度TBOを目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOとして上述したF/F、F/B操作量の演算を行い、算出された圧縮機目標回転数TGNCtwに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。即ち、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの入口の冷媒温度である冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twが目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOである目標バッテリ温度TBOより高い場合、コントローラ32は圧縮機2の回転数NCを上昇させ、分岐配管72を経て冷媒流路64Bに流入する冷媒量を増大させる。これにより、冷媒−熱媒体熱交換器64では熱媒体流路64Aを流れる熱媒体が強力に冷却されるようになる。循環ポンプ62の運転により、この冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを出た熱媒体はバッテリ55に至り、そこでバッテリ55と熱交換するので、バッテリ55は強力に冷却されることになる。
 一方、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twが目標バッテリ温度TBO(目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWO)に近づくに従って圧縮機2の回転数NCを低下させ、冷媒流路64Bに流入する冷媒量を減少させる。これにより、冷媒−熱媒体熱交換器64の熱媒体流路64Aを流れる熱媒体の冷却能力は低下していき、バッテリ55の冷却能力も低下していくことになる。このような制御によってコントローラ32はバッテリ55の温度(バッテリ温度Tb)を目標バッテリ温度TBOに調整する。
 上述の如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twによって圧縮機2の回転数NCを制御することで、この実施例の場合にも熱媒体配管68や熱媒体自体の熱容量によって発生する制御の遅れは解消され、図5中に実線L1で示した如くバッテリ温度Tbはスムーズに目標バッテリ温度TBOに調整されるようになる。また、圧縮機2の回転数NCが大きく変動することも無くなるので、熱媒体(バッテリ55)を冷却するために必要となる圧縮機2の制御量(回転数NC)の変動も同様に図6に実線L3で示した如く解消される。
 また、同様にこの実施例の如く冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twによって圧縮機2の回転数NCを制御することで、圧縮機2において無駄な電力が消費される不都合を解消することが可能となる。これにより、車室内を空調するための冷媒回路Rを用いて、効率的にバッテリ55の冷却を行うことができるようになる。特に、室外熱交換器7から出た冷媒のうちの少なくとも一部を補助膨張弁73にて減圧し、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入させるようにしているため、バッテリ温度Tbを的確、且つ、効率的に目標バッテリ温度TBOに調整することができるようになる。
 (8−2)吸熱器温度Teに基づく補助膨張弁目標開度TGECCVteの算出
 次に、図8を用いてこの実施例の冷房モード(除湿冷房モードも同様)における吸熱器温度Teに基づく補助膨張弁73の制御について詳述する。図8は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁73の目標開度(補助膨張弁目標開度)TGECCVteを算出するコントローラ32の制御ブロック図である。コントローラ32のF/F操作量演算部88は吸熱器温度Te(吸熱器9の温度)の目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて補助膨張弁目標開度のF/F操作量TGECCVteffを算出する。尚、F/F操作量演算部88では更に外気温度Tamや、室内送風機27のブロワ電圧BLV等も加えて補助膨張弁目標開度のF/F操作量TGECCVteffを算出してもよい。
 また、F/B操作量演算部89は目標吸熱器温度TEOと吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁目標開度のF/B操作量TGECCVtefbを算出する。そして、F/F操作量演算部88が算出したF/F操作量TGECCVteffとF/B操作量演算部89が算出したF/B操作量TGECCVtefbは加算器91で加算された後、補助膨張弁目標開度TGECCVteとして決定される。この補助膨張弁目標開度TGECCVteが吸熱器温度Teに基づいて算出された補助膨張弁73の目標開度である。
 コントローラ32は、算出された補助膨張弁目標開度TGECCVteに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御する。即ち、吸熱器温度Teが目標吸熱器温度TEOより高い場合、コントローラ32は補助膨張弁73の弁開度を縮小し、電磁弁17を経て吸熱器9に流入する冷媒量を増大させる。一方、吸熱器温度Teが目標吸熱器温度TEOに近づくに従って補助膨張弁73の弁開度を拡大し、電磁弁17を経て吸熱器9に流入する冷媒量を減少させるものである。
 尚、この実施例の場合もコントローラ32は前述と同様にバッテリ温度Tbの低下度合いに基づいて目標冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度TWOに補正を加えるものとする。
 (8−3)圧縮機2の制御の切換
 また、この実施例の場合もバッテリ55の温度が低下し、バッテリ55の冷却の必要性が無くなってくると、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷却負荷も減少するため、この実施例のように冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて圧縮機目標回転数TGNCtwを算出する場合には、圧縮機2の回転数NCも低下し、やがて制御上の最低回転数となる。そのような状態で車室内の温度が高くなる状況では、補助膨張弁73の弁開度を制御上の最小開度に縮小しても、吸熱器9による冷房能力が不足してしまう危険性がある。
 そこで、この実施例では圧縮機目標回転数TGNCtwが所定の低い値(例えば、制御上の最低回転数)まで低下した場合、コントローラ32は補助膨張弁73を全閉として冷媒−熱媒体熱交換器64への冷媒供給を停止し、前述した図3の如く吸熱器温度Teと目標吸熱器温度TEOに基づいて算出される圧縮機目標回転数TGNCteにより圧縮機2の回転数NCを制御する状態に切り換える。補助膨張弁73を全閉としたときは循環ポンプ62を停止してもよく、車両用空気調和装置1が運転中は循環ポンプ62を常時運転するようにしてもよい。
 このように、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCtwにより圧縮機2の運転を制御しているときに、圧縮機目標回転数TGNCtwが所定の低い値に低下した場合、冷媒−熱媒体熱交換器64への冷媒供給を停止し、吸熱器温度Teに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCteにより圧縮機2の運転を制御するように切り換えるようにすれば、冷媒−熱媒体熱交換器64による熱媒体を介したバッテリ55の冷却が必要無くなっている状況では、車室内の冷房のみに冷媒回路Rを使用する状態に切り換えて、車室内空調を支障無く継続することができるようになる。
 (9)バッテリ55の冷却制御(その3)
 次に、図9を参照しながらコントローラ32によるバッテリ55の冷却制御のもう一つの他の実施例について説明する。前記実施例(その1)では、冷房モードにおいては吸熱器温度Teに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御し、上記実施例(その2)では、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御してバッテリ55を冷却するようにしたが、図3の制御ブロックで算出された吸熱器温度Teに基づく圧縮機目標回転数TGNCteと図7の制御ブロックで算出された冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づく圧縮機目標回転数TGNCtwのうちの小さい方を選択して圧縮機2の回転数NCを制御するようにしてもよい。
 (9−1)圧縮機目標回転数TGNCの算出と圧縮機2の制御
 その場合は、図9に示す如く図3の制御ブロックで算出された圧縮機目標回転数TGNCteと図7の制御ブロックで算出された圧縮機目標回転数TGNCtwを比較器82で比較し、それらのうちの小さい方を選択して最終的な圧縮機目標回転数TGNCとする。そして、この圧縮機目標回転数TGNCに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。制御の方法は前述した各実施例の場合と同様である。
 (9−2)補助膨張弁73の制御
 また、その場合の補助膨張弁73は、圧縮機2の運転制御のために選択されなかった冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Tw、又は、吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御する。即ち、圧縮機目標回転数TGNCとして図3の圧縮機目標回転数TGNCteが選択された場合には、図4の制御ブロックで算出された補助膨張弁目標開度TGECCVtwに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御し、図7の圧縮機目標回転数TGNCtwが選択された場合には、図8の制御ブロックで算出された補助膨張弁目標開度TGECCVteに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御する。
 このように、コントローラ32により吸熱器温度Teに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCteと、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twに基づいて算出された圧縮機目標回転数TGNCtwのうちの小さい方を選択して圧縮機2の運転を制御するようにすれば、圧縮機2の消費電力を削減しながら、当該圧縮機2の運転制御のために選択されなかった冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Tw、又は、吸熱器温度Teに基づいて補助膨張弁73の弁開度を制御して、車室内の空調とバッテリ55の冷却を支障無く行うことが可能となる。
 尚、上記各実施例では冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twとして、冷媒流路入口温度センサ77が検出する冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの入口の冷媒の温度を採用したが、それに限らず、冷媒流路出口温度センサ78が検出する冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの出口の冷媒の温度を採用してもよい。
 また、冷媒−熱媒体熱交換器冷媒温度Twとして実施例の如く冷媒流路入口温度センサ77や冷媒流路出口温度センサ78が直接的に検出する温度に限らず、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bの入口の冷媒の圧力や冷媒流路64Bの出口の冷媒の圧力を圧力センサで検出し、この検出された圧力を温度に換算した値(温度)を採用してもよい。
 更に、上記各実施例で説明した冷媒回路Rやバッテリ温度調整装置61の構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。例えば、実施例では冷房モード及び除湿冷房モードでバッテリ55を冷却する車両用空気調和装置1について説明したが、請求項1乃至請求項3の発明ではそれに限らず、放熱器4を本発明における放熱用熱交換器、室外膨張弁6を本発明における減圧装置、室外熱交換器7を本発明における吸熱用熱交換器として、放熱器4から出た冷媒のうちの少なくとも一部を補助膨張弁73を介して冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒流路64Bに流入させるようにすれば、前述した暖房モードや除湿暖房モードにおいて冷媒回路Rにより熱媒体を介してバッテリ55を冷却することが可能となる。その場合にも、冷媒−熱媒体熱交換器64の冷媒の温度に基づいて圧縮機2や補助膨張弁73を制御することは云うまでもない。
 1 車両用空気調和装置
 2 圧縮機
 3 空気流通路
 4 放熱器
 6 室外膨張弁
 7 室外熱交換器(放熱用熱交換器)
 8 室内膨張弁(減圧装置)
 9 吸熱器(吸熱用熱交換器)
 15 室外送風機
 17、20、21、22 電磁弁(開閉弁)
 32 コントローラ(制御装置)
 55 バッテリ
 61 バッテリ温度調整装置
 62 循環ポンプ
 64 冷媒−熱媒体熱交換器
 73 補助膨張弁(膨張弁)
 R 冷媒回路

Claims (9)

  1.  圧縮機、放熱用熱交換器、減圧装置、及び、吸熱用熱交換器の順で冷媒を循環させる冷媒回路と、制御装置を備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、
     車両に搭載されたバッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリを冷却するためのバッテリ温度調整装置と、
     前記放熱器用熱交換器から出た前記冷媒のうちの少なくとも一部と前記バッテリ温度調整装置の前記熱媒体とを熱交換させるための冷媒−熱媒体熱交換器と、
     該冷媒−熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒を減圧するための膨張弁を備え、
     前記制御装置は、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて前記圧縮機、又は、前記膨張弁を制御することにより、前記バッテリの温度Tbを所定の目標値TBOに調整することを特徴とする車両用空気調和装置。
  2.  前記制御装置は、前記冷媒−熱媒体熱交換器入口の前記冷媒の温度、又は、前記冷媒−熱媒体熱交換器入口の前記冷媒の圧力から換算された温度、若しくは、前記冷媒−熱媒体熱交換器出口の前記冷媒の温度、又は、前記冷媒−熱媒体熱交換器出口の前記冷媒の圧力から換算された温度を前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twとすることを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
  3.  前記制御装置は、前記バッテリの温度Tbの目標値TBOを前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twの目標値TWOとし、該目標値TWOと前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて前記圧縮機、又は、前記膨張弁を制御すると共に、
     前記バッテリの温度Tbの低下度合いに基づいて、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twの目標値TWOに補正を加えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用空気調和装置。
  4.  前記車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
     前記冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
     前記冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
     車室外に設けられて前記冷媒を放熱、又は、吸熱させるための室外熱交換器を備え、
     前記制御装置は、
     前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードと、
     前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記放熱器及び前記室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させることで前記車室内を除湿する除湿モードと、
     前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させることで前記車室内を冷房する冷房モードを実行すると共に、
     前記冷房モード、及び/又は、前記除湿モードにおいて、前記吸熱器が前記吸熱用熱交換器を構成し、前記室外熱交換器が前記放熱用熱交換器を構成し、当該室外熱交換器から出た前記冷媒のうちの少なくとも一部を前記膨張弁にて減圧し、前記冷媒−熱媒体熱交換器に流入させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  5.  前記制御装置は、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて前記膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  6.  前記制御装置は、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCteにより前記圧縮機の運転を制御すると共に、
     前記目標回転数TGNCteが所定の低い値に低下した場合、前記吸熱用熱交換器への冷媒供給を停止し、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCtwにより前記圧縮機の運転を制御することを特徴とする請求項5に記載の車両用空気調和装置。
  7.  前記制御装置は、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて前記膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  8.  前記制御装置は、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCtwにより前記圧縮機の運転を制御すると共に、
     前記目標回転数TGNCtwが所定の低い値に低下した場合、前記冷媒−熱媒体熱交換器への冷媒供給を停止し、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCteにより前記圧縮機の運転を制御することを特徴とする請求項7に記載の車両用空気調和装置。
  9.  前記制御装置は、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCteと、前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Twに基づいて算出された前記圧縮機の目標回転数TGNCtwのうちの小さい方を選択して前記圧縮機の運転を制御すると共に、
     前記圧縮機の運転制御のために選択されなかった前記冷媒−熱媒体熱交換器の前記冷媒の温度Tw、又は、前記吸熱用熱交換器の温度Teに基づいて前記膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
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