JP6831209B2 - Vehicle air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ式の空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump type air conditioner for air-conditioning the interior of a vehicle.
近年の環境問題の顕在化から、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、車室外側に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器を有するヒートポンプ装置を備え、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ことで車室内を暖房すると共に、電気ヒータを用いた補助加熱手段を設けて、車室内の暖房に寄与させるものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Due to the emergence of environmental problems in recent years, hybrid vehicles and electric vehicles have become widespread. As an air conditioner that can be applied to such a vehicle, a compressor that compresses and discharges the refrigerant, a radiator that is provided on the vehicle interior side to dissipate the refrigerant, and a radiator that is provided on the vehicle interior outside are provided. A heat pump device having an outdoor heat exchanger that absorbs the refrigerant is provided, the refrigerant discharged from the compressor is radiated by the radiator, and the refrigerant radiated by the radiator is absorbed by the outdoor heat exchanger to heat the passenger compartment. At the same time, an auxiliary heating means using an electric heater has been developed to contribute to the heating of the vehicle interior (see, for example, Patent Document 1).
ここで、係る車両用空気調和装置においては、ヒートポンプ装置に機器の故障が発生して制御不能に陥った場合、従来では運転を停止していた。そのため、車室内の暖房が停止し、乗員に不快感を与えてしまう問題があった。 Here, in the vehicle air conditioner, the operation of the heat pump device has been stopped in the past when a device failure occurs and the device becomes uncontrollable. Therefore, there is a problem that the heating in the vehicle interior is stopped, which causes discomfort to the occupants.
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、ヒートポンプ装置や補助加熱装置が制御不能に陥った場合にも、車室内の暖房を可能な限り継続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。 The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and it is possible to continue heating the vehicle interior as much as possible even when the heat pump device or the auxiliary heating device becomes uncontrollable. It is an object of the present invention to provide an air conditioner for a vehicle capable of providing an air conditioner.
本発明の車両用空気調和装置は、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、ヒートポンプ装置と、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補助加熱装置と、制御装置とを備え、ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、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、車室外に設けられた室外熱交換器を有し、制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させることにより、及び/又は、補助加熱装置を発熱させることにより、車室内を暖房可能とされ、且つ、ヒートポンプ装置と補助加熱装置のうちの何れか一方が制御不能に陥った場合には、他方を用いて車室内の暖房を継続するものであって、制御装置は、放熱器に冷媒を流す第1の運転モードと、放熱器に冷媒を流さない第2の運転モードを切り換えて実行すると共に、補助加熱装置が制御不能に陥ったときに第2の運転モードを実行している場合は、第1の運転モードに切り換えて車室内の暖房を継続することを特徴とする。 The vehicle air conditioner of the present invention includes an air flow passage through which air supplied to the vehicle interior flows, a heat pump device, an auxiliary heating device for heating the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior, and a control device. The heat pump device includes a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that dissipates the refrigerant and heats the air that is supplied to the vehicle interior from the airflow passage, and a vehicle that absorbs the refrigerant and heats the vehicle from the airflow passage. It has a heat absorber for cooling the air supplied to the room and an outdoor heat exchanger provided outside the vehicle interior, and the control device dissipates the refrigerant discharged from the compressor with the radiator. / Alternatively, if the interior of the vehicle can be heated by heating the auxiliary heating device and one of the heat pump device and the auxiliary heating device becomes uncontrollable, the other is used in the vehicle interior. The control device switches between the first operation mode in which the refrigerant flows through the radiator and the second operation mode in which the refrigerant does not flow through the radiator, and the auxiliary heating device performs the heating. When the second operation mode is being executed when the vehicle falls out of control, it is characterized by switching to the first operation mode and continuing the heating of the vehicle interior.
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、第1の運転モードとして、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、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暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該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除湿冷房モードを有し、外気温度が低い場合、若しくは、車室内を除湿する必要が無い場合、暖房モードを実行すると共に、外気温度が高く、車室内を除湿する必要がある場合は、除湿冷房モードを実行することを特徴とする。 In the vehicle air conditioner according to the second aspect of the present invention, in the above invention, as the first operation mode, the control device causes the refrigerant discharged from the compressor to flow through the radiator to dissipate heat, and the radiated refrigerant is depressurized. After that, a heating mode in which heat is absorbed by the outdoor heat exchanger, and a refrigerant discharged from the compressor is passed from the radiator to the outdoor heat exchanger to be dissipated by the radiator and the outdoor heat exchanger, and the radiated refrigerant is discharged. It has a dehumidifying / cooling mode in which heat is absorbed by a heat exchanger after depressurizing, and when the outside air temperature is low or when it is not necessary to dehumidify the passenger compartment, the heating mode is executed and the outside air temperature is high, and the passenger compartment is cooled. When it is necessary to dehumidify, it is characterized by performing a dehumidifying / cooling mode.
請求項3の発明の車両用空気調和装置は、請求項1又は請求項2の発明において制御装置は、第2の運転モードとして、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流さずに室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流さずに室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか一方、若しくは、双方を有することを特徴とする。 The vehicle air conditioner according to the third aspect of the present invention is the second operation mode of the control device according to the first or second aspect, in which the refrigerant discharged from the compressor does not flow to the radiator and the outdoor heat is generated. A dehumidifying heating mode in which the radiated refrigerant is decompressed and then absorbed by a heat absorber to generate heat in the auxiliary heating device, and the refrigerant discharged from the compressor is not flowed to the radiator and is outdoors. It is characterized by having either one or both of the maximum cooling modes in which the radiated refrigerant is decompressed by flowing it through a heat exchanger to dissipate heat, and then the heat is absorbed by the heat exchanger.
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制御装置は、ヒートポンプ装置と補助加熱装置の双方が制御不能に陥った場合、運転を停止することを特徴とする。
The vehicle air conditioner according to
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、ヒートポンプ装置、及び/又は、補助加熱装置に、機器の故障、センサの故障、通信異常のうちの何れか一つが発生した場合、制御不能と判断することを特徴とする。 In the vehicle air conditioner according to the fifth aspect of the present invention, in each of the above inventions, the control device is a heat pump device and / or an auxiliary heating device, and any one of equipment failure, sensor failure, and communication abnormality is present. When it occurs, it is determined that it is out of control.
本発明によれば、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、ヒートポンプ装置と、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補助加熱装置と、制御装置とを備え、ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、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、車室外に設けられた室外熱交換器を有し、制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させることにより、及び/又は、補助加熱装置を発熱させることにより、車室内を暖房可能とされ、且つ、ヒートポンプ装置と補助加熱装置のうちの何れか一方が制御不能に陥った場合には、他方を用いて車室内の暖房を継続する車両用空気調和装置において、制御装置が、放熱器に冷媒を流す第1の運転モードと、放熱器に冷媒を流さない第2の運転モードを切り換えて実行すると共に、補助加熱装置が制御不能に陥ったときに第2の運転モードを実行している場合は、第1の運転モードに切り換えて車室内の暖房を継続するようにしたので、第2の運転モードを実行しているときに、例えば、請求項5の発明の如く制御装置が、補助加熱装置に、機器の故障、センサの故障、通信異常のうちの何れか一つが発生し、制御不能と判断した場合にも、第1の運転モードに切り換えて、車室内の暖房を継続することができるようになる。これにより、補助加熱装置が制御不能となる異常時にも、放熱器からの放熱で支障無く車室内を暖房を行って乗員の不快感を低減することが可能となる。 According to the present invention, an air flow passage through which air supplied to the vehicle interior flows, a heat pump device, an auxiliary heating device for heating the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior, and a control device are provided. The heat pump device includes a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that dissipates the refrigerant and supplies it to the passenger compartment from the airflow passage, and a radiator that absorbs the refrigerant and supplies it to the passenger compartment from the airflow passage. It has a heat absorber for cooling the air and an outdoor heat exchanger provided outside the vehicle interior, and the control device dissipates the refrigerant discharged from the compressor with the radiator, and / or assists. By generating heat from the heating device, the interior of the vehicle can be heated , and if one of the heat pump device and the auxiliary heating device becomes uncontrollable, the other is used to continue heating the interior of the vehicle. In the vehicle air conditioner, the control device switches between the first operation mode in which the refrigerant flows through the radiator and the second operation mode in which the refrigerant does not flow through the radiator, and the auxiliary heating device cannot be controlled. If the second operation mode is being executed when the vehicle falls into, the vehicle interior is heated by switching to the first operation mode, so that when the second operation mode is being executed. For example, even when the control device determines that the auxiliary heating device is out of control due to any one of a device failure, a sensor failure, and a communication abnormality as in the invention of claim 5. It will be possible to continue heating the interior of the vehicle by switching to the operation mode of. As a result, even in the event of an abnormality in which the auxiliary heating device becomes uncontrollable, it is possible to heat the vehicle interior without any trouble by heat dissipation from the radiator and reduce the discomfort of the occupant.
尚、制御装置が実行する第2の運転モードは、例えば請求項3の発明の如き、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流さずに室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モード、或いは、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流さずに室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードである。
In the second operation mode executed by the control device, for example, as in the invention of
また、請求項2の発明の如く制御装置が実行する第1の運転モードとして、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、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暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該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除湿冷房モードを有するとき、外気温度が低い場合、若しくは、車室内を除湿する必要が無い場合は暖房モードを実行すると共に、外気温度が高く、車室内を除湿する必要がある場合は、除湿冷房モードを実行するようにすれば、補助加熱装置の異常時にも、車室内の暖房と除湿を支障無く行うことができるようになる。
Further, as the first operation mode executed by the control device as in the invention of
更に、ヒートポンプ装置と補助加熱装置の双方が制御不能に陥った場合には、請求項4の発明の如く制御装置により運転を停止することで、それ以上機器に損傷が生じる危惧も解消されるものである。
Further, when both the heat pump device and the auxiliary heating device become uncontrollable, the risk of further damage to the device can be eliminated by stopping the operation by the control device as in the invention of
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり(何れも図示せず)、本発明の車両用空気調和装置1も、バッテリ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、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード(最大冷房モード)及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを選択的に実行するものである。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an
尚、上記暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードが後述する放熱器4に冷媒を流す本発明での第1の運転モードであり、除湿暖房モード、MAX冷房モード、補助ヒータ単独モードが放熱器4に冷媒を流さない本発明での第2の運転モードとなる。また、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。
The heating mode, dehumidifying cooling mode, and cooling mode are the first operation modes in the present invention in which the refrigerant flows through the
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、この冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するためのヒータとしての放熱器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁6(減圧装置)と、車室外に設けられて冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発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から成る室内膨張弁8(減圧装置)と、空気流通路3内に設けられ、冷房時及び除湿時に冷媒を吸熱させて車室内外から吸い込んで車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器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、ヒートポンプ装置HPの冷媒回路が構成されている。
The
そして、このヒートポンプ装置HPの冷媒回路には所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。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。
The refrigerant circuit of the heat pump device HP is filled with a predetermined amount of refrigerant and lubricating oil. The
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から出た冷媒配管13Aは冷房時に開放される電磁弁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の出口側の冷媒配管13Bは室内膨張弁8介して吸熱器9の入口側に接続されている。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の一部を構成している。
Further, the
また、過冷却部16と室内膨張弁8間の冷媒配管13Bは、吸熱器9の出口側の冷媒配管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。
Further, the
また、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは冷媒配管13Dに分岐しており、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を介して室外熱交換器7の入口側に接続されている。
Further, the
また、圧縮機2の吐出側と放熱器4の入口側の間の冷媒配管13Gには後述する除湿暖房とMAX冷房時に閉じられる電磁弁30(流路切換装置を構成する)が介設されている。この場合、冷媒配管13Gは電磁弁30の上流側でバイパス配管35に分岐しており、このバイパス配管35は除湿暖房とMAX冷房時に開放される電磁弁40(これも流路切換装置を構成する)を介して室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに連通接続されている。これらバイパス配管35、電磁弁30及び電磁弁40によりバイパス装置45が構成される。
Further, the
このようなバイパス配管35、電磁弁30及び電磁弁40によりバイパス装置45を構成したことで、後述する如く圧縮機2から吐出された冷媒を室外熱交換器7に直接流入させる除湿暖房モードやMAX冷房モードと、圧縮機2から吐出された冷媒を放熱器4に流入させる暖房モードや除湿冷房モード、冷房モードとの切り換えを円滑に行うことができるようになる。
By configuring the
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(内気循環モード)と、車室外の空気である外気(外気導入モード)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。
Further, in the
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(もう一つのヒータ)としての補助ヒータである。実施例の補助ヒータ23は電気ヒータであるPTCヒータにて構成されており、空気流通路3の空気の流れに対して、放熱器4の風上側(空気上流側)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に通電されて発熱すると、吸熱器9を経て放熱器4に流入する空気流通路3内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ23が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。この実施例では前述した放熱器4とこの補助ヒータ23がヒータとなる。
Further, in FIG. 1, 23 is an auxiliary heater as an auxiliary heating device (another heater) provided in the
ここで、HVACユニット10の吸熱器9より風下側(空気下流側)の空気流通路3は仕切壁10Aにより区画され、暖房用熱交換通路3Aとそれをバイパスするバイパス通路3Bとが形成されており、前述した放熱器4と補助ヒータ23は暖房用熱交換通路3Aに配置されている。
Here, the
また、補助ヒータ23の風上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、補助ヒータ23及び放熱器4が配置された暖房用熱交換通路3A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。
Further, in the
更に、放熱器4の風下側におけるHVACユニット10には、FOOT(フット)吹出口29A(第1の吹出口)、VENT(ベント)吹出口29B(FOOT吹出口29Aに対しては第2の吹出口、DEF吹出口29Cに対しては第1の吹出口)、DEF(デフ)吹出口29C(第2の吹出口)の各吹出口が形成されている。FOOT吹出口29Aは車室内の足下に空気を吹き出すための吹出口で、最も低い位置にある。また、VENT吹出口29Bは車室内の運転者の胸や顔付近に空気を吹き出すための吹出口で、FOOT吹出口29Aより上方にある。そして、DEF吹出口29Cは車両のフロントガラス内面に空気を吹き出すための吹出口で、他の吹出口29A、29Bよりも上方の最も高い位置にある。
Further, the
そして、FOOT吹出口29A、VENT吹出口29B、及び、DEF吹出口29Cには、空気の吹き出し量を制御するFOOT吹出口ダンパ31A、VENT吹出口ダンパ31B、及び、DEF吹出口ダンパ31Cがそれぞれ設けられている。
The
次に、図2は実施例の車両用空気調和装置1の制御装置11のブロック図を示している。制御装置11は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ20及びヒートポンプコントローラ32から構成されており、これらがCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)を構成する車両通信バス65に接続されている。また、圧縮機2と補助ヒータ23も車両通信バス65に接続され、これら空調コントローラ20、ヒートポンプコントローラ32、圧縮機2及び補助ヒータ23が車両通信バス65を介してデータの送受信を行うように構成されている。
Next, FIG. 2 shows a block diagram of the control device 11 of the
空調コントローラ20は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ20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に吸い込まれて吸熱器9に流入する空気の温度(吸込空気温度Tas)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(室内温度Tin)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CO2濃度センサ39と、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、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の各出力と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調(エアコン)操作部53が接続されている。
The air conditioning controller 20 is a higher-level controller that controls the air conditioning inside the vehicle interior, and the input of the air conditioning controller 20 includes an outside air temperature sensor 33 that detects the outside air temperature (Tam) of the vehicle and an outside air humidity sensor. The outside air humidity sensor 34, the HVAC suction temperature sensor 36 that detects the temperature of the air that is sucked into the
また、空調コントローラ20の出力には、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、各吹出口ダンパ31A〜31Cが接続され、それらは空調コントローラ20により制御される。
Further, an
ヒートポンプコントローラ32は、主にヒートポンプ装置HPの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ32の入力には、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の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ44と、圧縮機2の吸込冷媒温度Tsを検出する吸込温度センサ55と、放熱器4の冷媒温度(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(放熱器圧力PCI)を検出する放熱器圧力センサ47と、吸熱器9の冷媒温度(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の冷媒圧力を検出する吸熱器圧力センサ49と、補助ヒータ23の温度(補助ヒータ温度Tptc)を検出する補助ヒータ温度センサ50と、室外熱交換器7の出口の冷媒温度(室外熱交換器温度TXO)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の出口の冷媒圧力(室外熱交換器圧力PXO)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。
The heat pump controller 32 is a controller that mainly controls the heat pump device HP, and the input of the heat pump controller 32 includes a discharge temperature sensor 43 that detects the discharge refrigerant temperature of the
また、ヒートポンプコントローラ32の出力には、室外膨張弁6、室内膨張弁8と、電磁弁30(リヒート用)、電磁弁17(冷房用)、電磁弁21(暖房用)、電磁弁40(バイパス用)の各電磁弁が接続され、それらはヒートポンプコントローラ32により制御される。尚、圧縮機2と補助ヒータ23はそれぞれコントローラを内蔵しており、圧縮機2と補助ヒータ23のコントローラは車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ32によって制御される。
Further, the output of the heat pump controller 32 includes an
ヒートポンプコントローラ32と空調コントローラ20は車両通信バス65を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部53にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ33、吐出圧力センサ42、車速センサ52、空気流通路3に流入した空気の体積風量Ga(空調コントローラ20が算出)、エアミックスダンパ28による風量割合SW(空調コントローラ20が算出)、空調操作部53の出力は空調コントローラ20から車両通信バス65を介してヒートポンプコントローラ32に送信され、ヒートポンプコントローラ32による制御に供される構成とされている。 The heat pump controller 32 and the air conditioning controller 20 send and receive data to and from each other via the vehicle communication bus 65, and control each device based on the output of each sensor and the settings input by the air conditioning operation unit 53. In the embodiment in this case, the outside air temperature sensor 33, the discharge pressure sensor 42, the vehicle speed sensor 52, the volume air volume Ga of the air flowing into the air flow passage 3 (calculated by the air conditioning controller 20), and the air volume ratio SW by the air mix damper 28 ( The output of the air conditioning operation unit 53 (calculated by the air conditioning controller 20) is transmitted from the air conditioning controller 20 to the heat pump controller 32 via the vehicle communication bus 65, and is used for control by the heat pump controller 32.
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。この実施例では制御装置11(空調コントローラ20、ヒートポンプコントローラ32)は、暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード(最大冷房モード)及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れと制御の概略について説明する。
With the above configuration, the operation of the
(1)暖房モード
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、ヒートポンプコントローラ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30(リヒート用)を開放し、電磁弁40(バイパス用)を閉じる。そして、圧縮機2を運転する。空調コントローラ20は各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は、基本的には室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全て空気を暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に通風する状態とするが、風量を調整してもよい。
(1) Heating mode When the heating mode is selected by the heat pump controller 32 (auto mode) or by manual operation to the air conditioning operation unit 53 (manual mode), the heat pump controller 32 opens the solenoid valve 21 (for heating). Close the solenoid valve 17 (for cooling). Further, the solenoid valve 30 (for reheating) is opened, and the solenoid valve 40 (for bypass) is closed. Then, the
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電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器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が動作するときは当該補助ヒータ23及び放熱器4)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。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
放熱器4内で液化した冷媒は当該放熱器4を出た後、冷媒配管13E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。即ち、ヒートポンプ装置HPの冷媒回路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(補助ヒータ23が動作するときは当該補助ヒータ23及び放熱器4)にて加熱された空気は各吹出口29A〜29C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。
The refrigerant liquefied in the
ヒートポンプコントローラ32は、空調コントローラ20が目標吹出温度TAOから算出する目標ヒータ温度TCO(放熱器温度TCIの目標値)から目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力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。ヒートポンプHPの冷媒回路の高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、放熱器4による加熱を制御する。また、ヒートポンプコントローラ32は、放熱器温度センサ46が検出する放熱器4の冷媒温度(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。
The heat pump controller 32 calculates the target radiator pressure PCO (target value of the radiator pressure PCI) from the target heater temperature TCO (target value of the radiator temperature TCI) calculated by the air conditioning controller 20 from the target outlet temperature TAO, and this target. The rotation speed NC of the
また、ヒートポンプコントローラ32はこの暖房モードにおいては、車室内空調に要求される暖房能力に対して放熱器4による暖房能力が不足する場合、その不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完するように補助ヒータ23の通電を制御する。即ち、ヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23との協調運転を実行することにより、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器7の着霜も抑制する。このとき、補助ヒータ23は放熱器4の空気上流側に配置されているので、空気流通路3を流通する空気は放熱器4の前に補助ヒータ23に通風されることになる。
Further, in this heating mode, when the heating capacity of the
ここで、補助ヒータ23が放熱器4の空気下流側に配置されていると、実施例の如くPTCヒータで補助ヒータ23を構成した場合には、補助ヒータ23に流入する空気の温度が放熱器4によって上昇するため、PTCヒータの抵抗値が大きくなり、電流値も低くなって発熱量が低下してしまうが、放熱器4の空気上流側に補助ヒータ23を配置することで、実施例の如くPTCヒータから構成される補助ヒータ23の能力を十分に発揮させることができるようになる。
Here, if the
(2)除湿暖房モード
次に、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17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2を運転する。空調コントローラ20は各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は、基本的には室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全て空気を暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
(2) Dehumidifying and heating mode Next, in the dehumidifying and heating mode, the heat pump controller 32 opens the
これにより、圧縮機2から冷媒配管13Gに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器4に向かうこと無くバイパス配管35に流入し、電磁弁40を経て室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに至るようになる。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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。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。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管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は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気流通路3内の空気は冷却され、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。
The refrigerant exiting the
このとき、室外膨張弁6の弁開度は全閉とされているので、圧縮機2から吐出された冷媒が室外膨張弁6から放熱器4に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてヒートポンプコントローラ32は、補助ヒータ23に通電して発熱させる。これにより、吸熱器9にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ23を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。
At this time, since the valve opening degree of the
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9の温度(吸熱器温度Te)と、空調コントローラ20が算出する吸熱器温度Teの目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、補助ヒータ温度センサ50が検出する補助ヒータ温度Tptcと前述した目標ヒータ温度TCO(この場合、補助ヒータ温度Tptcの目標値となる)に基づいて補助ヒータ23の通電(発熱による加熱)を制御することで、吸熱器9での空気の冷却と除湿を適切に行いながら、補助ヒータ23による加熱で各吹出口29A〜29Cから車室内に吹き出される空気温度の低下を的確に防止する。これにより、車室内に吹き出される空気を除湿しながら、その温度を適切な暖房温度に制御することが可能となり、車室内の快適且つ効率的な除湿暖房を実現することができるようになる。
The heat pump controller 32 is a compressor based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat
尚、補助ヒータ23は放熱器4の空気上流側に配置されているので、補助ヒータ23で加熱された空気は放熱器4を通過することになるが、この除湿暖房モードでは放熱器4に冷媒は流されないので、補助ヒータ23にて加熱された空気から放熱器4が吸熱してしまう不都合も解消される。即ち、放熱器4によって車室内に吹き出される空気の温度が低下してしまうことが抑制され、COPも向上することになる。
Since the
(3)除湿冷房モード
次に、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を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を開放し、電磁弁40を閉じる。そして、圧縮機2を運転する。空調コントローラ20は各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は、基本的には室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全て空気を暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
(3) Dehumidifying / cooling mode Next, in the dehumidifying / cooling mode, the heat pump controller 32 opens the
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電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器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。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
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。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。
The refrigerant leaving the
室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管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。
The refrigerant exiting the
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。この除湿冷房モードではヒートポンプコントローラ32は補助ヒータ23に通電しないので、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。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
The refrigerant evaporated in the
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9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEO(空調コントローラ20から送信される)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。また、ヒートポンプコントローラ32は前述した目標ヒータ温度TCOから目標放熱器圧力PCO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。ヒートポンプ装置HPの冷媒回路の高圧圧力)に基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4による加熱を制御する。
The heat pump controller 32 of the
(4)冷房モード
次に、冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ32は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁6の弁開度を全開とする。そして、圧縮機2を運転し、補助ヒータ23には通電しない。空調コントローラ20は各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の空気が、暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に通風される割合を調整する状態とする。
(4) Cooling Mode Next, in the cooling mode, the heat pump controller 32 fully opens the valve opening degree of the
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電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入すると共に、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。このとき室外膨張弁6は全開とされているので冷媒はそれを通過し、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。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。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器9に凝結して付着する。
The refrigerant exiting the
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。吸熱器9にて冷却され、除湿された空気が各吹出口29A〜29Cから車室内に吹き出されるので(一部は放熱器4を通過して熱交換する)、これにより車室内の冷房が行われることになる。また、この冷房モードにおいては、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9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である前述した目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
The refrigerant evaporated in the
(5)MAX冷房モード(最大冷房モード)
次に、最大冷房モードとしてのMAX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を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2を運転し、補助ヒータ23には通電しない。空調コントローラ20は、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に空気流通路3内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。
(5) MAX cooling mode (maximum cooling mode)
Next, in the MAX cooling mode as the maximum cooling mode, the heat pump controller 32 opens the
これにより、圧縮機2から冷媒配管13Gに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器4に向かうこと無くバイパス配管35に流入し、電磁弁40を経て室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに至るようになる。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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。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。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器9に凝結して付着するので、空気流通路3内の空気は除湿される。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。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、同様に圧縮機2から吐出された冷媒が室外膨張弁6から放熱器4に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。
The refrigerant exiting the
ここで、前述した冷房モードでは放熱器4に高温の冷媒が流れているため、放熱器4からHVACユニット10への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このMAX冷房モードでは放熱器4に冷媒が流れないため、放熱器4からHVACユニット10に伝達される熱で吸熱器9からの空気流通路3内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Tamが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。また、このMAX冷房モードにおいても、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9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である前述した目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
Here, since the high-temperature refrigerant is flowing through the
(6)補助ヒータ単独モード
尚、実施例の制御装置11は室外熱交換器7に過着霜が生じた場合などに、ヒートポンプ装置HPの圧縮機2と室外送風機15を停止し、補助ヒータ23に通電してこの補助ヒータ23のみで車室内を暖房する補助ヒータ単独モードを有している。この場合にも、ヒートポンプコントローラ32は補助ヒータ温度センサ50が検出する補助ヒータ温度Tptcと前述した目標ヒータ温度TCOに基づいて補助ヒータ23の通電(発熱)を制御する。
(6) Auxiliary heater independent mode The control device 11 of the embodiment stops the
また、空調コントローラ20は室内送風機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流通路3内の空気を暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23に通風し、風量を調整する状態とする。補助ヒータ23にて加熱された空気が各吹出口29A〜29Cから車室内に吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
Further, the air conditioning controller 20 operates the
(7)運転モードの切換
空調コントローラ20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、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が検出する室内温度、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。
(7) Switching of operation mode The air conditioning controller 20 calculates the target blowout temperature TAO described above from the following formula (I). This target blowing temperature TAO is a target value of the temperature of the air blown into the vehicle interior.
TAO = (Tset-Tin) x K + Tbal (f (Tset, SUN, Tam))
・ ・ (I)
Here, Tset is the set temperature in the vehicle interior set by the air conditioning operation unit 53, Tin is the indoor temperature detected by the inside air temperature sensor 37, K is a coefficient, Tbal is the set temperature Tset, and the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 51. It is a balance value calculated from the outside air temperature Tam detected by the SUN and the outside air temperature sensor 33. In general, the target outlet temperature TAO increases as the outside air temperature Tam decreases, and decreases as the outside air temperature Tam increases.
ヒートポンプコントローラ32は、起動時には空調コントローラ20から車両通信バス65を介して送信される外気温度Tam(外気温度センサ33が検出する)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と共に、各運転モードを車両通信バス65を介して空調コントローラ20に送信する。また、起動後は外気温度Tam、車室内の湿度、目標吹出温度TAO、後述する加熱温度TH(放熱器4の風下側の空気の温度。推定値)、目標ヒータ温度TCO、吸熱器温度Te、目標吸熱器温度TEO、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づいて各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード及び補助ヒータ単独モードを切り換えて車室内に吹き出される空気の温度を目標吹出温度TAOに制御し、快適且つ効率的な車室内空調を実現する。
The heat pump controller 32 is any of the above operation modes based on the outside air temperature Tam (detected by the outside air temperature sensor 33) transmitted from the air conditioner controller 20 via the vehicle communication bus 65 at the time of activation and the target blowout temperature TAO. The operation mode is selected, and each operation mode is transmitted to the air conditioner controller 20 via the vehicle communication bus 65. After startup, the outside air temperature Tam, the humidity inside the vehicle, the target blowout temperature TAO, the heating temperature TH (the temperature of the air on the leeward side of the
図7は上記ヒートポンプコントローラ32によるヒートポンプ装置HPに関する運転モードの切換制御を説明する図である。補助ヒータ23が制御不能となる異常が発生していない場合であって、除湿要求が無いとき、ヒートポンプ装置HPの運転モードは暖房モードとなる。一方、補助ヒータ23に異常が無く、除湿要求がある場合には上記除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モードの何れかが選択されることになる。尚、除湿要求はヒートポンプコントローラ32が判断する場合の他、空調操作部53へのマニュアル操作に基づき、空調コントローラ20から送信されてくる場合もある。また、補助ヒータ23に異常がある場合については後に詳述する。
FIG. 7 is a diagram illustrating operation mode switching control for the heat pump device HP by the heat pump controller 32. When there is no abnormality in which the
(8)ヒートポンプコントローラ32による暖房モードでの圧縮機2の制御
次に、図4を用いて前述した暖房モードにおける圧縮機2の制御について詳述する。図4は暖房モード用の圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNChを決定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58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)/(TH−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の出口における過冷却度SCの目標値である目標過冷却度TGSCと、放熱器4の温度の目標値である前述した目標ヒータ温度TCO(空調コントローラ20から送信される)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を演算する。
(8) Control of the
ここで、風量割合SWを算出する上記THは、放熱器4の風下側の空気の温度(以下、加熱温度と云う)であり、ヒートポンプコントローラ32が下記に示す一次遅れ演算の式(II)から推定する。
TH=(INTL×TH0+Tau×THz)/(Tau+INTL) ・・(II)
ここで、INTLは演算周期(定数)、Tauは一次遅れの時定数、TH0は一次遅れ演算前の定常状態における加熱温度THの定常値、THzは加熱温度THの前回値である。このように加熱温度THを推定することで、格別な温度センサを設ける必要がなくなる。
Here, the TH for calculating the air volume ratio SW is the temperature of the air on the leeward side of the radiator 4 (hereinafter referred to as the heating temperature), and the heat pump controller 32 uses the equation (II) for the primary delay calculation shown below. presume.
TH = (INTL x TH0 + Tau x THz) / (Tau + INTL) ... (II)
Here, INTL is the calculation period (constant), Tau is the time constant of the first-order delay, TH0 is the steady-state value of the heating temperature TH in the steady state before the first-order delay calculation, and THH is the previous value of the heating temperature TH. By estimating the heating temperature TH in this way, it is not necessary to provide a special temperature sensor.
尚、ヒートポンプコントローラ32は前述した運転モードによって上記時定数Tau及び定常値TH0を変更することにより、上述した推定式(II)を運転モードによって異なるものとし、加熱温度THを推定する。そして、この加熱温度THは車両通信バス65を介して空調コントローラ20に送信される。 By changing the time constant Tau and the steady-state value TH0 according to the operation mode described above, the heat pump controller 32 makes the estimation formula (II) described above different depending on the operation mode, and estimates the heating temperature TH. Then, this heating temperature TH is transmitted to the air conditioning controller 20 via the vehicle communication bus 65.
前記目標放熱器圧力PCOは上記目標過冷却度TGSCと目標ヒータ温度TCOに基づいて目標値演算部59が演算する。更に、F/B(フィードバック)操作量演算部60はこの目標放熱器圧力PCOと放熱器4の冷媒圧力である放熱器圧力PCIに基づいて圧縮機目標回転数のF/B操作量TGNChfbを演算する。そして、F/F操作量演算部58が演算したF/F操作量TGNCnffとF/B操作量演算部60が演算したTGNChfbは加算器61で加算され、リミット設定部62で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、圧縮機目標回転数TGNChとして決定される。前記暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32はこの圧縮機目標回転数TGNChに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
The target radiator pressure PCO is calculated by the target
(9)ヒートポンプコントローラ32による除湿暖房モードでの圧縮機2及び補助ヒータ23の制御
一方、図5は前記除湿暖房モード用の圧縮機2の目標回転数(圧縮機目標回転数)TGNCcを決定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操作量演算部63は外気温度Tamと、空気流通路3に流入した空気の体積風量Gaと、放熱器4の圧力(放熱器圧力PCI)の目標値である目標放熱器圧力PCOと、吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)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TGNCcffを演算する。
(9) Control of the
また、F/B操作量演算部64は目標吸熱器温度TEO(空調コントローラ20から送信される)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TGNCcfbを演算する。そして、F/F操作量演算部63が演算したF/F操作量TGNCcffとF/B操作量演算部64が演算したF/B操作量TGNCcfbは加算器66で加算され、リミット設定部67で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、圧縮機目標回転数TGNCcとして決定される。除湿暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ32はこの圧縮機目標回転数TGNCcに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
Further, the F / B manipulated
また、図6は除湿暖房モードにおける補助ヒータ23の補助ヒータ要求能力TGQPTCを決定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の減算器73には目標ヒータ温度TCOと補助ヒータ温度Tptcが入力され、目標ヒータ温度TCOと補助ヒータ温度Tptcの偏差(TCO−Tptc)が算出される。この偏差(TCO−Tptc)はF/B制御部74に入力され、このF/B制御部74は偏差(TCO−Tptc)を無くして補助ヒータ温度Tptcが目標ヒータ温度TCOとなるように補助ヒータ要求能力F/B操作量を演算する。
Further, FIG. 6 is a control block diagram of the heat pump controller 32 that determines the auxiliary heater requesting capacity TGQPTC of the
このF/B制御部74で算出された補助ヒータ要求能力F/B操作量はリミット設定部76で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、補助ヒータ要求能力TGQPTCとして決定される。除湿暖房モードにおいては、コントローラ32はこの補助ヒータ要求能力TGQPTCに基づいて補助ヒータ23の通電を制御することにより、補助ヒータ温度Tptcが目標ヒータ温度TCOとなるように補助ヒータ23の発熱(加熱)を制御する。
The auxiliary heater requesting capacity F / B operation amount calculated by the F /
このようにしてヒートポンプコントローラ32は、除湿暖房モードでは吸熱器温度Teと目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、目標ヒータ温度TCOに基づいて補助ヒータ23の発熱を制御することで、除湿暖房モードにおける吸熱器9による冷却と除湿、並びに、補助ヒータ23による加熱を的確に制御する。これにより、車室内に吹き出される空気をより適切に除湿しながら、その温度をより正確な暖房温度に制御することが可能となり、より一層快適且つ効率的な車室内の除湿暖房を実現することができるようになる。
In this way, the heat pump controller 32 controls the operation of the compressor based on the heat absorber temperature Te and the target heat absorber temperature TEO in the dehumidifying heating mode, and also controls the heat generation of the
(10)エアミックスダンパ28の制御
次に、図3を参照しながら空調コントローラ20によるエアミックスダンパ28の制御について説明する。図3においてGaは前述した空気流通路3に流入した空気の体積風量、Teは吸熱器温度、THは前述した加熱温度(放熱器4の風下側の空気の温度)である。
(10) Control of
空調コントローラ20は、前述した如き式(下記式(III))により算出される暖房用熱交換通路3Aの放熱器4と補助ヒータ23に通風する風量割合SWに基づき、当該割合の風量となるようにエアミックスダンパ28を制御することで放熱器4(及び補助ヒータ23)への通風量を調整する。
SW=(TAO−Te)/(TH−Te) ・・(III)
The air conditioning controller 20 has an air volume of the ratio based on the air volume ratio SW that ventilates the
SW = (TAO-Te) / (TH-Te) ... (III)
即ち、暖房用熱交換通路3Aの放熱器4と補助ヒータ23に通風する風量割合SWは0≦SW≦1の範囲で変化し、「0」で暖房用熱交換通路3Aへの通風をせず、空気流通路3内の全ての空気をバイパス通路3Bに通風するエアミックス全閉状態、「1」で空気流通路3内の全ての空気を暖房用熱交換通路3Aに通風するエアミックス全開状態となる。即ち、放熱器4への風量はGa×SWとなる。
That is, the air volume ratio SW that ventilates the
(11)ヒートポンプ装置HP、補助ヒータ23の制御不能時のフェールセーフ制御
次に、本発明の車両用空気調和装置1のヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23が制御不能に陥った場合のフェールセーフ制御について説明する。
(11) Fail-safe control when the heat pump device HP and the
(11−1)補助ヒータ23の制御不能時のフェールセーフ制御
前述した如くこの実施例で補助ヒータ23は暖房モードと除湿暖房モード、補助ヒータ単独モードで通電されることになるが、補助ヒータ23が制御不能に陥る異常が発生した場合、ヒートポンプコントローラ32は補助ヒータ23を正常に制御することができなくなる。そこで、ヒートポンプコントローラ32は例えば、
・補助ヒータ23自体が故障(断線、短絡)した場合、又は、
・補助ヒータ温度センサ50が故障(断線、短絡)した場合、或いは、
・車両通信バス65を介した補助ヒータ23とのデータ通信が異常/途絶となった場合、
補助ヒータ23を制御不能と判断する。尚、断線や短絡は異常な電圧値等に基づいて検知する。
(11-1) Fail-safe control when the
-If the
・ When the auxiliary heater temperature sensor 50 fails (disconnection, short circuit), or
-When data communication with the
It is determined that the
ヒートポンプコントローラ32は、暖房モード、除湿暖房モード及び補助ヒータ単独モードにおいて上記の如き補助ヒータ23の異常を検知し、当該補助ヒータ23が制御不能に陥ったものと判断した場合、補助ヒータ23の通電制御を停止する。そして、ヒートポンプ装置HPに異常が無く、現在暖房モード(第1の運転モード)を実行している場合には、ヒートポンプ装置HPのみを運転し、当該暖房モードを継続する。
When the heat pump controller 32 detects an abnormality of the
一方、ヒートポンプ装置HPに異常が無く、現在除湿暖房モード又は補助ヒータ単独モード(第2の運転モード)を実行している場合には、ヒートポンプ装置HPのみを運転し、外気温度Tamが所定の値より低い場合(低外気温時)、又は、除湿要求が無い場合はヒートポンプ装置HPを暖房モード(第1の運転モード)に切り換え、放熱器4からの放熱で車室内の暖房を継続する。また、外気温度Tamが高く、且つ、除湿要求がある場合は除湿冷房モード(第1の運転モード)に切り換える(何れも図7)。除湿冷房モードでも放熱器4には冷媒が流れるため、車室内の設定温度との関係で或る程度の暖房は可能である。
On the other hand, when there is no abnormality in the heat pump device HP and the dehumidifying heating mode or the auxiliary heater independent mode (second operation mode) is currently being executed, only the heat pump device HP is operated and the outside air temperature Tam is a predetermined value. When the temperature is lower (at low outside temperature) or when there is no dehumidification request, the heat pump device HP is switched to the heating mode (first operation mode), and the heating of the vehicle interior is continued by the heat radiated from the
尚、補助ヒータ23を通電しない前記除湿冷房モード、冷房モード及びMAX冷房モードにおいて補助ヒータ23の異常を検知した場合には、ヒートポンプコントローラ32は当該運転モードでヒートポンプ装置HPの運転を継続するものである。
When an abnormality of the
(11−2)ヒートポンプ装置HPの制御不能時のフェールセーフ制御
他方、ヒートポンプ装置HPが制御不能に陥る異常が発生した場合、ヒートポンプコントローラ32はヒートポンプ装置HPを正常に制御することができなくなる。そこで、ヒートポンプコントローラ32は例えば、
・室外膨張弁6が故障(断線、短絡、脱調、室外膨張弁6のコントローラの異常)した場合、又は、
・各電磁弁が故障(断線、短絡)した場合、又は、
・各温度センサ、圧力センサが故障(断線、短絡)した場合、或いは、
・車両通信バス65を介した圧縮機2や空調コントローラ20とヒートポンプコントローラ32とのデータ通信が異常/途絶となった場合、
ヒートポンプ装置HPを制御不能と判断する。尚、断線や短絡は異常な電圧値等に基づいて検知する。
(11-2) Fail-safe control when the heat pump device HP cannot be controlled On the other hand, when an abnormality occurs in which the heat pump device HP becomes uncontrollable, the heat pump controller 32 cannot normally control the heat pump device HP. Therefore, the heat pump controller 32 is, for example,
-If the
・ If each solenoid valve fails (disconnection, short circuit), or
・ If each temperature sensor or pressure sensor fails (disconnection, short circuit), or
-When the data communication between the
Judge that the heat pump device HP is out of control. The disconnection or short circuit is detected based on an abnormal voltage value or the like.
ヒートポンプコントローラ32は、ヒートポンプ装置HPを運転している状態において、上記の如きヒートポンプ装置HPの異常を検知し、当該ヒートポンプ装置HPが制御不能に陥ったものと判断した場合、ヒートポンプ装置HPの運転を停止する。そして、補助ヒータ23のみに通電する補助ヒータ単独モードに切り換える。尚、実際には現在が暖房モードや除湿暖房モード、除湿冷房モードであったときに補助ヒータ23に通電され、車室内の暖房を継続するかたちとなる。
When the heat pump controller 32 detects an abnormality in the heat pump device HP as described above while the heat pump device HP is operating and determines that the heat pump device HP has fallen out of control, the heat pump device HP is operated. Stop. Then, the mode is switched to the auxiliary heater independent mode in which only the
(11−3)ヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23の双方が制御不能の場合
尚、ヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23の双方が制御不能に陥った場合には、ヒートポンプコントローラ32及び空調コントローラ20は車両用空気調和装置1の運転を停止し、それ以上機器に損傷が生じることを防止する。そして、上記何れの異常の場合にも空調操作部53に所定の異常報知を行う。
(11-3) When both the heat pump device HP and the
以上の如くヒートポンプコントローラ32によって圧縮機2から吐出された冷媒を放熱器4にて放熱させることにより、及び/又は、補助ヒータ23を発熱させることにより、車室内を暖房可能とされた車両用空気調和装置1において、ヒートポンプコントローラ32は、ヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23のうちの何れか一方が制御不能に陥った場合、他方を用いて車室内の暖房を継続するようにしたので、ヒートポンプ装置HPか補助ヒータ23の一方に、機器の故障、センサの故障、通信異常等が発生し、制御不能と判断した場合にも、他方により車室内の暖房を継続することができるようになる。これにより、ヒートポンプ装置HP又は補助ヒータ23の何れかが制御不能となる異常時にも、可能な限り車室内の暖房を行って乗員の不快感を低減することが可能となる。
As described above, the refrigerant discharged from the
そして、ヒートポンプ装置HPは補助ヒータ23が制御不能に陥ったときに放熱器4に冷媒を流さない除湿暖房モードやMAX冷房モード、補助ヒータ単独モード(第2の運転モード)を実行している場合には、放熱器4に冷媒を流す暖房モードや除湿冷房モード(第1の運転モード)に切り換えるので、補助ヒータ23の異常時にも放熱器4からの放熱で支障無く車室内を暖房することができるようになる。
Then, when the heat pump device HP is executing the dehumidifying heating mode, the MAX cooling mode, and the auxiliary heater independent mode (second operation mode) in which the refrigerant does not flow to the
この場合、ヒートポンプコントローラ32は、外気温度Tamが低い場合、若しくは、車室内を除湿する必要が無い場合は暖房モードを実行すると共に、外気温度Tamが高く、車室内を除湿する必要がある場合は、除湿冷房モードを実行するので、補助ヒータ23の異常時にも、車室内の暖房と除湿を支障無く行うことができるようになる。
In this case, the heat pump controller 32 executes the heating mode when the outside air temperature Tam is low, or when it is not necessary to dehumidify the vehicle interior, and when the outside air temperature Tam is high and it is necessary to dehumidify the vehicle interior. Since the dehumidifying / cooling mode is executed, heating and dehumidification of the vehicle interior can be performed without any trouble even when the
次に、図8は本発明を適用した他の実施例の車両用空気調和装置1の構成図を示している。尚、この図において図1と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものである。この実施例の場合、過冷却部16の出口は逆止弁18に接続され、この逆止弁18の出口が冷媒配管13Bに接続されている。尚、逆止弁18は冷媒配管13B(室内膨張弁8)側が順方向とされている。
Next, FIG. 8 shows a block diagram of the
また、放熱器4の出口側の冷媒配管13Eは室外膨張弁6の手前で分岐しており、この分岐した冷媒配管(以下、第2のバイパス配管と称する)13Fは電磁弁22(除湿用)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。そして、電磁弁22もヒートポンプコントローラ32の出力に接続されているものとする。また、前述の実施例の図1中のバイパス配管35、電磁弁30及び電磁弁40から成るバイパス装置45は設けられていない。その他は図1と同様であるので説明を省略する。
Further, the
以上の構成で、この実施例の車両用空気調和装置1の動作を説明する。ヒートポンプコントローラ32はこの実施例では、暖房モード、除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モード及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する(MAX冷房モードはこの実施例では存在しない)。尚、暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードが選択されたときの動作及び冷媒の流れと、補助ヒータ単独モードは前述の実施例(実施例1)の場合と同様であるので説明を省略する。但し、この実施例(実施例2)ではこれら暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードにおいては電磁弁22を閉じるものとする。また、この実施例では補助ヒータ単独モード以外は全て本発明における第1の運転モードとなる。
With the above configuration, the operation of the
(12)図8の車両用空気調和装置1の除湿暖房モード
他方、除湿暖房モードが選択された場合、この実施例(実施例2)ではヒートポンプコントローラ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)を開放する。そして、圧縮機2を運転する。空調コントローラ20は各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は、基本的には室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全て空気を暖房用熱交換通路3Aの補助ヒータ23及び放熱器4に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
(12) Dehumidifying and heating mode of the
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冷媒配管13Gから放熱器4に流入する。放熱器4には暖房用熱交換通路3Aに流入した空気流通路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、凝縮液化する。
As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
放熱器4内で液化した冷媒は当該放熱器4を出た後、冷媒配管13E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。即ち、ヒートポンプ装置HPの冷媒回路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、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。
The refrigerant liquefied in the
また、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒の一部は分流され、電磁弁22を経て第2のバイパス配管13F及び冷媒配管13Bより内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至るようになる。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。
Further, a part of the condensed refrigerant flowing through the
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。
The refrigerant evaporated in the
空調コントローラ20は、目標吹出温度TAOから算出される目標ヒータ温度TCO(放熱器出口温度TCIの目標値)をヒートポンプコントローラ32に送信する。ヒートポンプコントローラ32は、この目標ヒータ温度TCOから目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力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。ヒートポンプ装置HPの冷媒回路の高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、放熱器4による加熱を制御する。また、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9の温度Teと、空調コントローラ20から送信された目標吸熱器温度TEOに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御する。
The air conditioning controller 20 transmits the target heater temperature TCO (target value of radiator outlet temperature TCI) calculated from the target outlet temperature TAO to the heat pump controller 32. The heat pump controller 32 calculates the target radiator pressure PCO (target value of the radiator pressure PCI) from the target heater temperature TCO, and the target radiator pressure PCO and the refrigerant of the
(13)図8の車両用空気調和装置1の内部サイクルモード
また、内部サイクルモードでは、ヒートポンプコントローラ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。この室外膨張弁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を経て第2のバイパス配管13Fに全て流れるようになる。そして、第2のバイパス配管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。
(13) Internal Cycle Mode of Vehicle
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。
The refrigerant evaporated in the
空調コントローラ20は目標吹出温度TAOから算出される目標ヒータ温度TCO(放熱器出口温度TCIの目標値)をヒートポンプコントローラ32に送信する。ヒートポンプコントローラ32は送信された目標ヒータ温度TCOから目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力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。ヒートポンプ装置HPの冷媒回路の高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御し、放熱器4による加熱を制御する。
The air conditioning controller 20 transmits the target heater temperature TCO (target value of radiator outlet temperature TCI) calculated from the target outlet temperature TAO to the heat pump controller 32. The heat pump controller 32 calculates the target radiator pressure PCO (target value of the radiator pressure PCI) from the transmitted target heater temperature TCO, and the target radiator pressure PCO and the
そして、図9はこの実施例の場合のヒートポンプコントローラ32によるヒートポンプ装置HPに関する運転モードの切換制御を説明する図である。補助ヒータ23が制御不能となる異常が発生していない場合であって、除湿要求が無いとき、ヒートポンプ装置HPの運転モードは暖房モードとなる。一方、補助ヒータ23に異常が無く、除湿要求がある場合には上記除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モードの何れかが選択されることになる。
FIG. 9 is a diagram illustrating operation mode switching control for the heat pump device HP by the heat pump controller 32 in the case of this embodiment. When there is no abnormality in which the
(14)図8の実施例でのフェールセーフ制御
そして、ヒートポンプ装置HPが制御不能に陥る異常が発生した場合は、前述の(11−2)と同様に補助ヒータ23によるフェールセーフを実行する。但し、この実施例の場合には電磁弁22の故障も判断基礎に加えられる。また、ヒートポンプ装置HPと補助ヒータ23の双方が異常となった場合も前述した(11−3)と同様である。更に、この実施例においても補助ヒータ23が制御不能に陥った場合には、前述の(11−2)と同様の判断で暖房モードか除湿冷房モードを実行することで、車室内の暖房を継続するものである。
(14) Fail-safe control in the embodiment of FIG. 8 Then, when an abnormality occurs in which the heat pump device HP becomes uncontrollable, fail-safe by the
尚、各実施例で示した数値等はそれに限られるものでは無く、適用する装置に応じて適宜設定すべきものである。また、補助加熱装置は実施例で示した補助ヒータ23に限られるものでは無く、ヒータで加熱された熱媒体を循環させて空気流通路3内の空気を加熱する熱媒体循環回路や、エンジンで加熱されたラジエター水を循環するヒータコア等を利用してもよい。
The numerical values and the like shown in each embodiment are not limited to those, and should be appropriately set according to the device to be applied. Further, the auxiliary heating device is not limited to the
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
8 室内膨張弁
9 吸熱器
10 HVACユニット
11 制御装置
20 空調コントローラ
23 補助ヒータ(補助加熱装置)
27 室内送風機(ブロワファン)
28 エアミックスダンパ
32 ヒートポンプコントローラ
65 車両通信バス
HP ヒートポンプ装置
1
27 Indoor blower (blower fan)
28 Air Mix Damper 32 Heat Pump Controller 65 Vehicle Communication Bus HP Heat Pump Device
Claims (5)
ヒートポンプ装置と、
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補助加熱装置と、
制御装置とを備え、
前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、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、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、車室外に設けられた室外熱交換器を有し、
前記制御装置により、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ることにより、及び/又は、前記補助加熱装置を発熱させることにより、車室内を暖房可能とされ、且つ、前記ヒートポンプ装置と前記補助加熱装置のうちの何れか一方が制御不能に陥った場合には、他方を用いて前記車室内の暖房を継続する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記放熱器に冷媒を流す第1の運転モードと、前記放熱器に冷媒を流さない第2の運転モードを切り換えて実行すると共に、前記補助加熱装置が制御不能に陥ったときに前記第2の運転モードを実行している場合は、前記第1の運転モードに切り換えて前記車室内の暖房を継続することを特徴とする車両用空気調和装置。 An air flow passage through which the air supplied to the passenger compartment flows, and
Heat pump device and
An auxiliary heating device for heating the air supplied from the air flow passage to the passenger compartment,
Equipped with a control device
The heat pump device includes a compressor that compresses the refrigerant, a radiator that dissipates the refrigerant and heats the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior, and the air flow passage that absorbs the refrigerant to heat the air. It has a heat absorber for cooling the air supplied to the passenger compartment and an outdoor heat exchanger installed outside the passenger compartment.
The control device dissipates the refrigerant discharged from the compressor by the radiator, and / or heats the auxiliary heating device to heat the vehicle interior , and the heat pump. If either one of the device and the auxiliary heating device becomes uncontrollable, the vehicle air conditioner that continues to heat the passenger compartment using the other device.
When the control device switches between a first operation mode in which the refrigerant flows through the radiator and a second operation mode in which the refrigerant does not flow through the radiator, and the auxiliary heating device becomes uncontrollable. An air conditioner for a vehicle, characterized in that, when the second operation mode is being executed, the operation is switched to the first operation mode to continue heating the vehicle interior.
外気温度が低い場合、若しくは、前記車室内を除湿する必要が無い場合、前記暖房モードを実行すると共に、
外気温度が高く、前記車室内を除湿する必要がある場合は、前記除湿冷房モードを実行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。 In the first operation mode, the control device causes the refrigerant discharged from the compressor to flow through the radiator to dissipate heat, depressurizes the radiated refrigerant, and then absorbs heat in the outdoor heat exchanger. Mode and the refrigerant discharged from the compressor are flowed from the radiator to the outdoor heat exchanger to dissipate heat in the radiator and the outdoor heat exchanger, and after depressurizing the radiated refrigerant, the heat absorber is used. Has a dehumidifying and cooling mode that absorbs heat
When the outside air temperature is low, or when it is not necessary to dehumidify the passenger compartment, the heating mode is executed and the vehicle interior is dehumidified.
The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein when the outside air temperature is high and it is necessary to dehumidify the vehicle interior, the dehumidifying / cooling mode is executed.
The control device is characterized in that when any one of a device failure, a sensor failure, and a communication abnormality occurs in the heat pump device and / or the auxiliary heating device, it is determined that the control device is out of control. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4.
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