JP2020131846A - 車両用空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、図3を参照しながら暖房モードについて説明する。尚、各機器の制御はヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ45の協働により実行されるものであるが、以下の説明ではヒートポンプコントローラ32を制御主体とし、簡略化して説明する。図3には暖房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。ヒートポンプコントローラ32により(オートモード)或いは空調コントローラ45の空調操作部53へのマニュアルの空調設定操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21を開き、電磁弁17、電磁弁22を閉じる。また、室外膨張弁6を開き、室内膨張弁8、及び、補助膨張弁68は全閉とする、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。
次に、図4を参照しながら除湿暖房モードについて説明する。図4は除湿暖房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁21、電磁弁22を開き、電磁弁17は閉じる。また、室外膨張弁6、室内膨張弁8を開き、補助膨張弁68は全閉とする。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。
次に、図5を参照しながら除湿冷房モードについて説明する。図5は除湿冷房モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17を開き、電磁弁21、電磁弁22を閉じる。また、室外膨張弁6、及び、室内膨張弁8を開き、補助膨張弁68は全閉とする。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。
次に、冷房モードについて説明する。この冷房モードにおける冷媒の流れ方は図5と同様である。即ち、この冷房モードでもヒートポンプコントローラ32は電磁弁17を開き、電磁弁21、電磁弁22を閉じる。また、室外膨張弁6を全開とし、室内膨張弁8を開き、補助膨張弁68は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4及び補助ヒータ23に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助ヒータ23には通電されない。
次に、図6を参照しながら空調(優先)+バッテリ冷却モードについて説明する。図6は空調(優先)+バッテリ冷却モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。空調(優先)+バッテリ冷却モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17を開き、電磁弁21、及び、電磁弁22を閉じる。また、室外膨張弁を全開とし、室内膨張弁8、及び、補助膨張弁68を開く。
ヒートポンプコントローラ32は下記式(I)から前述した目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
TAO=(Tset−Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
・・(I)
ここで、Tsetは空調操作部53で設定された車室内の設定温度、Tinは内気温度センサ37が検出する車室内空気の温度、Kは係数、Tbalは設定温度Tsetや、日射センサ51が検出する日射量SUN、外気温度センサ33が検出する外気温度Tamから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度TAOは外気温度Tamが低い程高く、外気温度Tamが上昇するに伴って低下する。
次に、バッテリ55の充電中の動作について説明する。例えば急速充電器(外部電源)の充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されているときに(これらの情報はバッテリコントローラ73から送信される)、車両のイグニッション(IGN)のON/OFFに拘わらず、バッテリ冷却要求があり、空調操作部53の空調スイッチがONされた場合、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ冷却(優先)+空調モードを実行する。このバッテリ冷却(優先)+空調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方は、図6に示した空調(優先)+バッテリ冷却モードの場合と同様である。
次に、イグニッションのON/OFFに拘わらず、空調操作部53の空調スイッチがOFFされた状態で、急速充電器の充電用のプラグが接続され、バッテリ55が充電されているとき、バッテリ冷却要求があった場合、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ冷却(単独)モードを実行する。但し、バッテリ55の充電中以外にも、空調スイッチがOFFで、バッテリ冷却要求があった場合(高外気温で走行時等)には実行される。図7はこのバッテリ冷却(単独)モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ方(実線矢印)を示している。バッテリ冷却(単独)モードでは、ヒートポンプコントローラ32は電磁弁17を開き、電磁弁21、電磁弁22を閉じる。また、補助膨張弁68を開き、室内膨張弁8は全閉とする。
また、空調運転を実行しているとき、或いは、バッテリ55を充電しているとき、ヒートポンプコントローラ32はバッテリ加熱モードを実行する。このバッテリ加熱モードでは、ヒートポンプコントローラ32は循環ポンプ62を運転し、熱媒体加熱ヒータ63に通電する。尚、補助膨張弁68は全閉とする。
また、ヒートポンプコントローラ32は、暖房モードと除湿暖房モードでは放熱器圧力Pciに基づき、図8の制御ブロック図により圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNChを算出する。図8は放熱器圧力Pciに基づいて圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNChを算出するヒートポンプコントローラ32の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ32のF/F(フィードフォワード)操作量演算部78は外気温度センサ33から得られる外気温度Tamと、室内送風機27のブロワ電圧BLVと、SW=(TAO−Te)/(Thp−Te)で得られるエアミックスダンパ28による風量割合SWと、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度SCの目標値である目標過冷却度TGSCと、ヒータ温度Thpの目標値である前述した目標ヒータ温度TCOと、放熱器4の圧力の目標値である目標放熱器圧力PCOに基づいて圧縮機目標回転数のF/F操作量TGNChffを算出する。
次に、図9及び図10を参照しながら、除湿暖房モードにおけるヒートポンプコントローラ32による室外膨張弁6と室内膨張弁8の制御の一例について説明する。ヒートポンプコントローラ32は、除湿暖房モードでは前述した如く目標ヒータ温度TCOから算出される目標放熱器圧力PCOと放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力Pci(冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御するが(図8)、室外膨張弁6については吸熱器温度Teに基づいて弁開度を制御し、室内膨張弁8については室外膨張弁6の弁開度と吸熱器温度Teに基づいて弁開度を制御する。
先ず、図9を参照しながら、ヒートポンプコントローラ32による除湿暖房モードの際の室外膨張弁6の制御の実施例について説明する。図9は除湿暖房モードにおける室外膨張弁6の弁開度の遷移を示している。ヒートポンプコントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器温度Teの変化に基づき、実施例では室外膨張弁6の弁開度を三段階で変化させる。先ず、室外膨張弁6が全閉の状態から吸熱器温度Teが目標吸熱器温度TEO−Aより低くなった場合、室外膨張弁6を開き、その弁開度を所定の弁開度1とする。尚、前記Aは所定の正の値である。また、弁開度1は後述する設定最大開度よりも小さい所定の開度である。
次に図10を参照しながら、ヒートポンプコントローラ32による除湿暖房モードの際の室内膨張弁8の制御の実施例について説明する。図10は除湿暖房モードにおける室内膨張弁8の弁開度の遷移を示している。ヒートポンプコントローラ32は、室外膨張弁6の弁開度が前述した設定最大開度ではない場合、通常制御ステートを実行し、室外膨張弁6の弁開度が設定最大開度となった場合、開閉制御ステートに移行する。
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
8 室内膨張弁
9 吸熱器
11 制御装置
32 ヒートポンプコントローラ
45 空調コントローラ
R 冷媒回路
Claims (6)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷媒を放熱させて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、
車室外に設けられた室外熱交換器と、
該室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
制御装置を備え、
該制御装置により少なくとも、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を分流し、一方を前記室内膨張弁により減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、他方を前記室外膨張弁により減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記吸熱器の温度が所定値より低くなった場合、前記室内膨張弁を全閉とすることを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記車室内に吹き出される空気の温度を把握することができる指標に基づいて前記圧縮機の回転数を制御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。
- 前記制御装置は、前記吸熱器の温度の低下に伴い、前記室外膨張弁の弁開度を拡大すると共に、当該室外膨張弁が設定最大開度となり、且つ、前記吸熱器の温度が前記所定値より低くなった場合、前記室内膨張弁を全閉とす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。
- 前記制御装置は、前記室外膨張弁が設定最大開度となった場合、前記室内膨張弁の弁開度を縮小させると共に、前記吸熱器の温度が前記所定値より低くなった場合、前記室内膨張弁を全閉とすることを特徴とする請求項3に記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記室内膨張弁を全閉とした後、前記吸熱器の温度が前記所定値、又は、当該所定値より高い所定の値を超えた場合、前記室内膨張弁を所定の弁開度で開く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。
- 前記制御装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記膨張弁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前記室内膨張弁により減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードを実行すると共に、
前記除湿暖房モードにおける前記室内膨張弁の弁開度の制御上の最大値は、前記除湿冷房モードにおける前記室内膨張弁の弁開度の制御上の最大値より小さく設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
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