JP4475243B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、暖房時にホットガスを室内熱交換器に導入することによって室内熱交換器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガス暖房機能を有する車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner having a hot gas heating function in which an indoor heat exchanger is used as a radiator of a gas refrigerant by introducing hot gas into the indoor heat exchanger during heating.
従来の車両用空調装置は、ホットガスによる暖房モード時に、蒸発器の保水量が有ると判定されたときはホットガスの能力を制限して蒸発器の吹出し空気温度を抑制する制御を実行することによって、窓ガラスの曇り防止効果を確保するとともに、ホットガスによる暖房モードの暖房能力を有効に発揮する装置である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の車両用空調装置においては、比較的、外気温度が高い温度(例えば−10℃〜5℃)でかつ湿度が高い(例えばRH80%以上)ときに、保水量が無いと判定されホットガス運転が開始された場合には、冷媒回収運転におけるクーラー運転時にわずかながら発生する凝縮水量が起因し、その後のホットガス運転開始時に窓ガラスの曇りが発生してドライバーの視認性が低下するという問題があった。 However, in the conventional vehicle air conditioner, it is determined that there is no water retention amount when the outside air temperature is relatively high (for example, −10 ° C. to 5 ° C.) and the humidity is high (for example, RH 80% or more). When the hot gas operation is started, a slight amount of condensed water is generated during the cooler operation in the refrigerant recovery operation, and the fogging of the window glass occurs at the subsequent start of the hot gas operation, thereby reducing the visibility of the driver. There was a problem.
そこで、本発明の目的は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ホットガス運転の開始時における窓ガラスの曇りを防止する車両用空調装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an air conditioner for a vehicle that prevents fogging of a window glass at the start of hot gas operation.
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、車両用空調装置の第1の発明は、圧縮機(10)によって吐出された冷媒を室外熱交換器(14)、冷房用減圧装置(16)および室内熱交換器(18)を通して圧縮機(10)に戻すサイクルを構成することにより、室内熱交換器(18)を蒸発器として作動させる冷房用冷凍サイクル(30)と、圧縮機(10)によって吐出された冷媒を、室外熱交換器(14)を通さないようにして設けられたホットガスバイパス通路(20)を介して室内熱交換器(18)に流入させ圧縮機(10)に戻すサイクルを構成することにより、室内熱交換器(18)を放熱器として作動させるホットガスヒータサイクル(40)と、冷房用冷凍サイクル(30)によって作動された室内熱交換器(18)が冷却した空気を車室内へ吹き出すことにより冷房モードを実行し、また、ホットガスヒータサイクル(40)によって作動された室内熱交換器(18)が加熱した空気を車室内へ吹き出すことにより暖房モードを実行する制御手段(26)と、を備えている。 In order to achieve the above object, the following technical means are adopted. That is, according to the first aspect of the vehicle air conditioner, the refrigerant discharged from the compressor (10) passes through the outdoor heat exchanger (14), the cooling decompression device (16), and the indoor heat exchanger (18). By configuring the cycle to return to (10), the refrigeration cycle (30) for operating the indoor heat exchanger (18) as an evaporator, and the refrigerant discharged by the compressor (10) are used as an outdoor heat exchanger. (14) An indoor heat exchanger is configured by forming a cycle that flows into the indoor heat exchanger (18) through the hot gas bypass passage (20) provided so as not to pass through and returns to the compressor (10). The hot gas heater cycle (40) that operates as a radiator (18) and the indoor heat exchanger (18) that is operated by the cooling refrigeration cycle (30) blow out the cooled air into the vehicle interior. And a control means (26) for executing the heating mode by blowing the air heated by the indoor heat exchanger (18) operated by the hot gas heater cycle (40) into the passenger compartment. I have.
さらに、制御手段(26)は、ホットガスヒータサイクル(40)による暖房モードの準備運転である冷媒回収運転が終了した後に、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を反映させた室内熱交換器(18)の保水量を算出し、保水量が無くなったと判断するまで室内熱交換器吹出し空気が窓ガラスに冷却されても露点に達しない所定温度以下になるように圧縮機(10)の運転を制御することを特徴とする。 Further, the control means (26) reflects the amount of condensed water generated during the refrigerant recovery operation after the refrigerant recovery operation, which is the heating mode preparation operation by the hot gas heater cycle (40), is finished. The amount of water retained is calculated, and the operation of the compressor (10) is controlled so that the indoor heat exchanger blown air is below the predetermined temperature that does not reach the dew point even if it is cooled by the window glass until it is determined that the amount of retained water has disappeared. It is characterized by that.
この第1の発明によれば、冷媒回収運転時にわずかながら発生する凝縮水量を反映させた保水量の算出と、当該保水量が無くなった判断するまで室内熱交換器吹出し空気温度を制御することにより、冷媒回収運転時の凝縮水量が及ぼす影響を排除するので、ホットガス運転開始時に発生し得る窓ガラスの曇りを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, by calculating the water retention amount that reflects the amount of condensed water generated slightly during the refrigerant recovery operation and controlling the indoor heat exchanger blown air temperature until it is determined that the water retention amount has been lost. Since the influence of the amount of condensed water during the refrigerant recovery operation is eliminated, it is possible to prevent fogging of the window glass that may occur at the start of hot gas operation.
第2の発明は、第1の発明において、さらに制御手段(26)は、冷媒回収運転時に室内熱交換器(18)の前後において空気が最大限に湿度変化したと仮定した場合の最大凝縮水量をあらかじめ記憶するとともに、最大凝縮水量以上の凝縮水量を冷媒回収運転終了後の前記室内熱交換器(18)の保水量の算出に反映させることが好ましい。なお、冷媒回収運転時に室内熱交換器(18)前後において空気が最大限に湿度変化したと仮定したときの最大凝縮水量のデータとは、実験データを基づいて定めた室内熱交換器(18)前後における空気の通常の湿度変化を上回る発生困難な最大湿度変化量を仮定し、この最大湿度変化量が発生した場合の凝縮水量を意図している。 According to a second aspect, in the first aspect, the control means (26) further determines the maximum amount of condensed water when it is assumed that the air has undergone maximum humidity change before and after the indoor heat exchanger (18) during the refrigerant recovery operation. Is preferably stored in advance, and the amount of condensed water equal to or greater than the maximum amount of condensed water is reflected in the calculation of the water retention amount of the indoor heat exchanger (18) after the refrigerant recovery operation is completed. Note that the data on the maximum amount of condensed water when it is assumed that the humidity has changed to the maximum before and after the indoor heat exchanger (18) during the refrigerant recovery operation is the indoor heat exchanger (18) determined based on experimental data. Assuming a maximum humidity change amount that is difficult to generate exceeding the normal humidity change of the air before and after, the amount of condensed water when this maximum humidity change amount occurs is intended.
この発明によれば、制御手段は窓ガラスの曇りが発生し得ない条件に基づいて保水量の算出を実行することにより、ホットガス運転開始時における窓ガラスの曇りを限りなく皆無にすることができる。 According to the present invention, the control means performs the calculation of the water retention amount based on the condition that the window glass cannot be fogged, so that the window glass is completely clouded at the start of the hot gas operation. it can.
さらに第2の発明において、制御手段(26)は、冷媒回収運転前に記憶された記憶保水量に、あらかじめ記憶された最大凝縮水量以上の凝縮水量を加算することにより、冷媒回収運転終了後の前記保水量を算出することが好ましい。この発明によれば、窓ガラスの曇りが発生し得ない条件を満たした保水量を複雑な演算を必要としないで算出することができる。 Further, in the second invention, the control means (26) adds the amount of condensed water equal to or greater than the previously stored maximum condensed water amount to the stored water retention amount stored before the refrigerant recovery operation, so that after the refrigerant recovery operation is completed. It is preferable to calculate the water retention amount. According to the present invention, it is possible to calculate the water retention amount that satisfies the condition that the window glass cannot be fogged without requiring a complicated calculation.
さらに上記発明のいずれかにおいて、ホットガスバイパス通路(20)への冷媒の流入を制御できる暖房用電磁弁(21)を設け、制御手段(26)は、室内熱交換器吹出し空気が所定温度よりも高温であるときには、圧縮機(10)の運転を停止するとともに暖房用電磁弁(21)を開状態にする制御を実行することが好ましい。この発明によれば、冷媒回収運転後のホットガスヒータサイクルへの回収済み冷媒が凝縮器の方に流出してしまうことを防止できる。 Furthermore, in any one of the above inventions, a heating solenoid valve (21) capable of controlling the inflow of the refrigerant into the hot gas bypass passage (20) is provided, and the control means (26) is configured such that the indoor heat exchanger blown air is more than a predetermined temperature. When the temperature is too high, it is preferable to execute control to stop the operation of the compressor (10) and open the heating solenoid valve (21). According to the present invention, it is possible to prevent the recovered refrigerant to the hot gas heater cycle after the refrigerant recovery operation from flowing out to the condenser.
さらに、上記発明のいずれかにおける制御手段(26)は、所定の外気温度以上のときは、所定の外気温度未満のときよりも短時間の冷媒回収運転を実行することが好ましい。この発明によれば、冷媒回収運転時間を短縮することができるので、冷媒回収運転時にわずかながら発生する凝縮水量を減少することができ、窓ガラスの曇り因子を低減することができる。 Furthermore, it is preferable that the control means (26) in any one of the above inventions performs the refrigerant recovery operation for a shorter time when the temperature is equal to or higher than the predetermined outside air temperature than when the temperature is lower than the predetermined outside air temperature. According to this invention, since the refrigerant recovery operation time can be shortened, the amount of condensed water generated slightly during the refrigerant recovery operation can be reduced, and the fogging factor of the window glass can be reduced.
さらに上記発明のいずれかにおける制御手段(26)は、外気温度が−10℃以上のときは、−10℃未満のときよりも短時間の冷媒回収運転を実行することが好ましい。この発明によれば、外気温度が比較的高い温度域における冷媒回収運転時間を短縮するので、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を減少する効果をさらに高めることができる。 Furthermore, it is preferable that the control means (26) in any one of the above inventions performs the refrigerant recovery operation in a shorter time when the outside air temperature is −10 ° C. or more than when it is less than −10 ° C. According to this invention, since the refrigerant recovery operation time in a temperature range where the outside air temperature is relatively high is shortened, the effect of reducing the amount of condensed water generated during the refrigerant recovery operation can be further enhanced.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態における車両用空調装置の概略構成を図1および図2を用いて説明する。図1は本実施形態における車両用空調装置の概略構成を示した模式図である。圧縮機10は、電磁クラッチ11を介して水冷式の車両エンジン12によって駆動される機器であり、例えば、固定容量型の斜板型圧縮機で構成するものとする。圧縮機10の吐出側は冷房用電磁弁13を介在させて凝縮器14の入口側に接続され、凝縮器14の出口側は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める受液器15に接続されている。凝縮器14は圧縮機10等とともに車両エンジンルームに配置され、電動式の冷却ファン14aによって送風される外気と内部を流れる冷媒が熱交換する室外熱交換器である。
(First embodiment)
A schematic configuration of a vehicle air conditioner according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle air conditioner in the present embodiment. The
受液器15の出口側は冷房用減圧装置である温度式膨張弁16に接続されている。温度式膨張弁16の出口側は逆止弁17を介在させて蒸発器18に接続されている。蒸発器18の出口側はアキュームレータ19を介在させて圧縮機10の吸入側に接続されている。蒸発器18は空調ケース22内に配置され、空調用送風ファン23によって送風される空気と内部を流れる冷媒が熱交換する室内熱交換器である。温度式膨張弁16は冷房モード時に蒸発器18出口の冷媒の過熱度が所定値に維持されるように弁開度を調整する。アキュームレータ19は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒を圧縮機10側へ吸入させるように構成されている。
The outlet side of the
このように圧縮機10の吐出側から、冷房用電磁弁13、凝縮器14、受液器15、温度式膨張弁16、逆止弁17、蒸発器18、アキュームレータ19を経由して圧縮機10の吸入側に戻る閉回路は、冷房用冷凍サイクル30を構成する。
Thus, from the discharge side of the
また、圧縮機10の吐出側と蒸発器18の入口側との間の冷媒通路には、凝縮器14等を迂回するホットガスバイパス通路20が設けられ、バイパス通路20には暖房用電磁弁21および絞り21aが直列に設けられている。この絞り21aは暖房用減圧手段であり、オリフィス、キャピラリチューブ等の固定絞りで構成することができる。このように圧縮機10の吐出側から、暖房用電磁弁21、絞り21a、蒸発器18、アキュームレータ19を経由して圧縮機10の吸入側に戻る閉回路は、暖房用のホットガスヒータサイクル40を構成する。
Further, a hot
空調ケース22の内部には、車室内へ向かって空気が流れる空気通路が構成され、電動式の空調用送風ファン23による送風空気が流れる。空調用送風ファン23は、例えば、遠心式ファンを持つ遠心式送風機であり、送風機駆動回路により制御されるブロワモータ23aによって駆動される。なお、本実施形態の空調用送風ファン23の送風量は、ブロワモータ23aに印加するブロワ制御電圧を調整することにより、連続的または段階的に切り替え可能である。
Inside the
空調用送風ファン23の吸入側には、車室外空気(以下、外気とする)を吸い込むための外気吸込口70、車室内空気(以下、内気とする)を吸い込むための内気吸込口71、および内外気切替ドア72が設けられている。なお、内外気切替ドア72は、図示しないリンク機構を介してサーボモータ等のアクチュエータによって駆動され、外気吸込口70から外気を吸い込む外気モードと内気吸込口71から内気を吸い込む内気モードとを少なくとも切り替える。
On the suction side of the air-
冷房モード時には冷房用冷凍サイクル30における冷媒が循環して蒸発器18での冷媒蒸発(吸熱)によって空調用送風ファン23の送風空気が冷却される。暖房モード時には、ホットガスバイパス通路20からの高温冷媒ガス(以下、ホットガスとする)が流入して空気を加熱するので、蒸発器18は放熱器としての役割を果たす。
In the cooling mode, the refrigerant in the
なお、空調ケース22における蒸発器18の下方部位には、蒸発器18で発生する凝縮水を排水する排水口22aが設けられている。凝縮水は排水口22aに接続される図示しない排水パイプを通して車室外へ排水される。
A
空調ケース22内における蒸発器18よりも下流側には、車両エンジン12からのエンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱する温水式の暖房用熱交換器24が配置されている。暖房用熱交換器24と車両用エンジン12との温水回路には温水流れを制御する温水弁25が備えられている。ところで、暖房用熱交換器24は、車室内の暖房のための主たる暖房手段をなすものであり、これに対してホットガスヒータサイクル40による放熱器をなす蒸発器18は補助暖房手段を構成するものである。
On the downstream side of the
さらに、空調ケース22における暖房用熱交換器24よりも下流側には、車両フロント窓ガラスの内面に向けて主に温風を吹き出すためのデフロスタ吹出口31と、乗員の上半身に向けて主に冷風を吹き出すためのフェイス吹出口32と、乗員の足元に向けて主に温風を吹き出すためのフット吹出口33が設けられている。また、これらの各吹出口31、32、33を選択的に開閉する複数個のモード切替ドア34、35、36が回動可能に設けられている。なお、モード切替ドア34、35、36は吹出モード切替手段を構成し、図示しないリンク機構を介してサーボモータ等のアクチュエータにより駆動される。
Further, on the downstream side of the
制御手段である空調用電子制御装置(以下、エアコンECUとする)26は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、予め設定されたプログラムに従って所定の演算処理を行って、電磁弁13、21の開閉およびその他の電気機器(11、14a、23、25等)の作動を制御する。
An air conditioning electronic control device (hereinafter referred to as an air conditioner ECU) 26, which is a control means, includes a microcomputer and its peripheral circuits, performs predetermined arithmetic processing according to a preset program, and controls the
図2は車両用空調装置の制御構成を示したブロック図である。図2に示すように、エアコンECU26は、車両エンジン12の水温センサ27a、外気温センサ27b、蒸発器吹出し空気温度センサ27c、圧縮機吐出圧力の圧力センサ27d、内気温センサ27e、車室内への日射量を検出する日射センサ27f等のセンサ群からの検出信号を入力するように構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the vehicle air conditioner. As shown in FIG. 2, the
また、車室内計器盤付近に設置される空調操作パネル28の操作によって、エアコンスイッチ29a、モード切替スイッチ29b、温度設定スイッチ29c、ホットガススイッチ29d、ブロワスイッチ29e、内外気切替スイッチ29f等からなる操作スイッチ群の操作信号がエアコンECU26に入力される。
In addition, an
エアコンスイッチ29aは圧縮機10の起動または停止を指令する操作スイッチであり、冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を果たす。ホットガススイッチ29dはホットガスヒータサイクル40による暖房モードを設定する操作スイッチであり、暖房スイッチの役割を果たす。モード切替スイッチ29cは空調の吹出しモードを切り替える操作スイッチであり、温度設定スイッチ29cは車室内の温度を所望の温度に設定する操作スイッチである。ブロワスイッチ29eは空調用送風ファン23のオン、オフおよび風量切替えを指令する操作スイッチであり、内外気切替スイッチ29fは外気モードと内気モードの切替えを指令する操作スイッチである。
The
上記構成において車両用空調装置の作動を説明する。まず、エアコンスイッチ29aがオン状態となり、冷房モードが設定されると、エアコンECU26は、冷房用電磁弁13を開状態にし、暖房用電磁弁21が閉状態に制御する。そして、エアコンECU26が電磁クラッチ11を接続状態にして圧縮機10を車両エンジン12によって駆動すると、圧縮機10の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁13を通過して凝縮器14に流入することになる。このとき凝縮器14においては、冷却ファン14aによって送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。凝縮器14を通過した後の冷媒は、受液器15で気液分離し、液冷媒のみが温度式膨張弁16で減圧されて低温低圧の気液二相状態となる。
The operation of the vehicle air conditioner in the above configuration will be described. First, when the
さらに、低圧冷媒は逆止弁17を通過して蒸発器18内に流入して空調用送風ファン23の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。蒸発器18で冷却された空調空気は車室内へ吹き出して車室内を冷房する。蒸発器18で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ19を介して圧縮機10に吸入され、圧縮されることになる。
Further, the low-pressure refrigerant passes through the
冬期においてホットガススイッチ29bが投入され、ホットガスヒータサイクル40による暖房モードが設定された場合には、エアコンECU26は冷房用電磁弁13を閉状態とし、暖房用電磁弁21を開状態としてホットガスバイパス通路20が開通することになる。このとき、圧縮機10の高温吐出ガス冷媒(過熱ガス冷媒)は、開状態の暖房用電磁弁21を通って絞り21aで減圧された後、蒸発器18に流入する。つまり、圧縮機10からの過熱ガス冷媒(ホットガス)が凝縮器14等を迂回して蒸発器18に導入されることになる。このとき、逆止弁17はホットガスバイパス通路20からのガス冷媒が温度式膨張弁16側へ流れることを防止する。
When the
したがって、冷凍サイクルは、圧縮機10の吐出側から、暖房用電磁弁21、絞り21a、蒸発器18、アキュームレータ19、を順に経由して圧縮機10の吸入側に戻る閉回路を構成するホットガスヒータサイクル40によって運転されることになる。そして、絞り21aで減圧された後のホットガスが蒸発器18において送風空気に放熱して送風空気を加熱する。蒸発器18で放熱したホットガスはアキュームレータ19を介して圧縮機10に吸入され、圧縮される。
Therefore, the refrigeration cycle is a hot gas heater that forms a closed circuit that returns from the discharge side of the
なお、車両エンジン12の始動直後のように温水温度が低いときは、空調用送風ファン23は低風量で始動するようにウォームアップ制御される。蒸発器18で加熱された送風空気は、暖房用熱交換器24に温水弁25を介して温水を流すことにより、暖房用熱交換器24においてさらに加熱される。したがって、車両用空調装置は、寒冷時においても、蒸発器18と暖房用熱交換器24の両方で加熱された、より温度の高い温風を車室内へ吹き出すことができる。
Note that when the hot water temperature is low, such as immediately after the
次に、図3に示すように、車両用空調装置のホットガスによる暖房モード(以下、ホットガス暖房モードという)時の防曇効果を示す実験結果(図3(a)参照)と、ホットガス暖房モード時の蒸発器吹出し温度の制御特性図(図3(b)参照)を説明する。図3(a)は、縦軸を蒸発器吹出し温度Te(℃)とし、横軸を窓ガラス温度Tws(℃)として各条件における実験データをプロットしている。窓ガラス温度Twsは車室内側の車両フロントガラス温度である。 Next, as shown in FIG. 3, the experimental results (see FIG. 3 (a)) showing the anti-fogging effect in the heating mode (hereinafter referred to as the hot gas heating mode) by the hot gas of the vehicle air conditioner, and the hot gas The control characteristic figure (refer FIG.3 (b)) of the evaporator blowing temperature at the time of heating mode is demonstrated. FIG. 3A plots experimental data under each condition with the vertical axis representing the evaporator blowing temperature Te (° C.) and the horizontal axis representing the window glass temperature Tws (° C.). The window glass temperature Tws is a vehicle windshield temperature on the vehicle interior side.
図中の黒丸印はフットモードにおいて窓ガラスが曇り始めるときの実車評価値であり、黒四角印はデフロスタ吹出口31から空気を車室内の窓ガラス内側に吹き出すデフロスタモードにおいて窓ガラスが曇り始めるときの実車評価値である。ここで、フットモードは空気をフット吹出口33から主に車室内足元部に吹き出し、かつ、少量の空気をデフロスタ吹出口31から車室内の窓ガラス内側に吹き出す吹出モードである。また、フットモードもデフロスタモードも風量はともに150m3/h程度の小風量(Lo)状態に設定している。また、蒸発器吹出し空気の相対湿度は90%である。
The black circles in the figure are actual vehicle evaluation values when the window glass starts to fog in the foot mode, and the black squares indicate when the window glass starts to fog in the defroster mode in which air is blown out from the
図3(a)の線Aは、この相対湿度90%の蒸発器吹出し空気が露点に達する窓ガラス温度Twsのライン、すなわち、曇り限界ラインであり、この曇り限界ラインAの上側が窓ガラスの曇り領域で、下側が晴れ域である。したがって、蒸発器の保水量があるときに、蒸発器吹出し温度Teを窓ガラス温度Tws以下の温度に維持することにより、蒸発器吹出し温度Teが常に曇り限界ラインAの下側の晴れ域に位置し、窓ガラスの曇りを確実に防止することができる。なお、窓ガラス温度Twsが−8℃付近よりも低い領域においては、ホットガス暖房モードを実行しても蒸発器18での凝縮水の蒸発量が減少するため、曇り限界ラインAが蒸発器吹出し温度Teに対して高温側に移動し、曇り領域が狭くなる。
The line A in FIG. 3A is a line of the window glass temperature Tws at which the evaporator blowout air having a relative humidity of 90% reaches the dew point, that is, the clouding limit line, and the upper side of the clouding limit line A is the window glass. It is a cloudy area and the lower side is a clear area. Therefore, when there is a water retention amount of the evaporator, the evaporator outlet temperature Te is always located in the clear area below the clouding limit line A by maintaining the evaporator outlet temperature Te at a temperature equal to or lower than the window glass temperature Tws. In addition, fogging of the window glass can be reliably prevented. In the region where the window glass temperature Tws is lower than around −8 ° C., the evaporation amount of the condensed water in the
図3(b)は窓ガラスが曇り始めるときの蒸発器吹出し温度Teと窓ガラス温度Twsとの関係を示すもので、ラインAは図3(a)の曇り限界ラインAと同一である。蒸発器吹出し温度Teを窓ガラス温度Twsの変化に対してこのラインAのガラス温度以下となるように制御した場合には、蒸発器吹出し空気は露点に達しないため、窓ガラスの曇りを防止することができる。言い換えれば、ラインA上の蒸発器吹出し温度Teは窓ガラス温度Twsよりわずかに高い温度であるから、蒸発器吹出し温度Teを窓ガラス温度Tws以下となるように制御すれば、窓ガラスの曇りをより確実に防止することができる。 FIG. 3B shows the relationship between the evaporator blow-out temperature Te and the window glass temperature Tws when the window glass starts to fog, and the line A is the same as the fogging limit line A in FIG. When the evaporator blowout temperature Te is controlled to be equal to or lower than the glass temperature of the line A with respect to the change in the window glass temperature Tws, the evaporator blowout air does not reach the dew point, thereby preventing the window glass from fogging. be able to. In other words, the evaporator blowout temperature Te on the line A is slightly higher than the window glass temperature Tws. Therefore, if the evaporator blowout temperature Te is controlled to be equal to or lower than the window glass temperature Tws, the fogging of the window glass is reduced. It can prevent more reliably.
また、図3(a)および(b)から分かるように、窓ガラス温度Twsが−8℃付近よりも低い領域においては窓ガラスが曇り始めるときの蒸発器吹出し温度Teが窓ガラス温度Twsに対してより高温側に位置する。したがって、車両用空調装置が実行するホットガス暖房モード時の制御を示す図6(後述参照)のステップS130およびS190における窓ガラス温度Twsとして実際の窓ガラス温度よりも高温側に補正した値を用いることが好ましい。 Further, as can be seen from FIGS. 3A and 3B, in the region where the window glass temperature Tws is lower than around −8 ° C., the evaporator blowout temperature Te when the window glass starts to become cloudy corresponds to the window glass temperature Tws. Located on the higher temperature side. Therefore, a value corrected to a higher temperature side than the actual window glass temperature is used as the window glass temperature Tws in steps S130 and S190 in FIG. 6 (see later) showing the control in the hot gas heating mode executed by the vehicle air conditioner. It is preferable.
次に、蒸発器18における保水量の有無を判定する判定ステップである図6のステップS120およびS180における保水量算出の基本的な考え方について、図4を用いて説明する。図4(a)は冷凍サイクルの作動形態の変化とそれに伴う蒸発器の保水量の変化との関係を示している。車両エンジン12の運転時において冷房モードが設定されたときには蒸発器18の冷却除湿作用により凝縮水が発生するので、蒸発器18の保水量は冷房モードの作動時間(圧縮機作動時間)に比例して増加することになる。
Next, the basic concept of the water retention amount calculation in steps S120 and S180 of FIG. 6, which is a determination step for determining the presence or absence of the water retention amount in the
なお、図4では、蒸発器18における凝縮水の最大保持量が250ccである場合の保水量変化を示している。蒸発器18は車両用空調装置に一般的に使用される積層型蒸発器であり、積層プレートにより構成された偏平チューブとコルゲートフィンとを組み合わせた熱交換器構造からなり、凝縮水はフィン表面等に付着して保持されている。また、図4の例では最大保持量が250ccであるので、エアコンECU26はその算出保水量が最大保持量に到達すると、これ以上保水量を増大せず、保水量を一定に維持するようになっている。
FIG. 4 shows a change in the amount of water retained when the maximum amount of condensed water retained in the
図4(b)における左端の図は、(1)冷房モード時における凝縮水量の具体例を示している。この凝縮水量は単位時間当たりの量(cc/min)であり、蒸発器18での凝縮水発生量から空調ケース22の排水口22aからの排水量を減算した値である。図4(b)の左端の図において、横軸に示している温度は蒸発器吸い込み空気の温度であり、%は蒸発器吸い込み空気の相対湿度である。蒸発器吸い込み空気の温度が高くなると、蒸発器吸い込み空気の絶対湿度が増大して凝縮水量が増加する。
The leftmost diagram in FIG. 4B shows a specific example of the amount of condensed water in (1) cooling mode. This amount of condensed water is an amount per unit time (cc / min), and is a value obtained by subtracting the amount of drainage from the
図4(b)の左端の図において、横軸に示しているMe2は、空調用送風ファン23の風量が第2中間風量(本実施形態では280m3/h程度)であることを示している。なお、空調用送風ファン23の風量は低風量(Lo)、第1中間風量(Me1)、第2中間風量(Me2)、大風量(Hi)の4段階にマニュアル操作で切替え可能になっており、第2中間風量(Me2)は、大風量(Hi)の次に大きい風量レベルである。
4B, Me2 shown on the horizontal axis indicates that the air volume of the air-
次に、図4(a)および(b)に示す放置時は、車両エンジン12の運転時に圧縮機10を停止させ、冷房モードおよびホットガス暖房モードをいずれも設定しないときと、車両エンジン12の停止にともなって圧縮機10が停止するときの両方を包含する。したがって、本実施形態における放置時とは要は圧縮機10の停止状態である。
4A and 4B, when the
ここで、放置時には、空調用送風ファン23の作動時と停止時の両方を包含する。車両エンジン12の運転時には、通常、空調用送風ファン23が作動状態になっているので、
図4(a)の放置時のうち、空調用送風ファン23の停止時は車両エンジン12の停止時である。
Here, when left unattended, it includes both when the air-
4A, when the air-
この放置時では、空調ケース22の排水口22aから凝縮水が排水されるので、この排水口22aからの排水量によって蒸発器保水量が減少することになる。図4(b)の中央の図は、放置時のうち、空調用送風ファン23の停止時に、排水口22aからの排水量によって蒸発器の保水量が放置時間の経過とともに減少していく現象を概略的に図示している。
At this time, since condensed water is drained from the
放置時のうち、空調用送風ファン23の停止時では圧縮機10の停止後、所定時間、例えば1時間の間、排水口22aからの排水量が大きい状態が維持され、蒸発器の保水量が急激に減少する。その後は、排水量が微少量に減少して保水量の減少が微少量になることが判明している。そして、放置時において、空調用送風ファン23を作動させる送風モードを設定すると、送風空気の風圧により凝縮水が蒸発器18から押し出されて排水量が再び増加するので、図4(a)の放置時の後半部分に示すように蒸発器の保水量が再び減少する傾向となる。
When the air-
続いて、ホットガス暖房モードが設定されたときには蒸発器18の放熱作用により蒸発器18にて凝縮水が蒸発するので、その蒸発量の分だけ保水量が減少する。ここで、ホットガス暖房モード時にも、空調ケース22の排水口22aから凝縮水が排水されるので、
図4(b)の右端の図に示す蒸発量は排水口22aからの排水量を含む値である。ホットガス暖房モード時の蒸発量は蒸発器吹出し空気温度Teが高くなるほど、増加する関係にある。
Subsequently, when the hot gas heating mode is set, the condensed water evaporates in the
The amount of evaporation shown in the rightmost diagram of FIG. 4B is a value including the amount of drainage from the
以上の図4による検討から、蒸発器の保水量は基本的には、蒸発器の保水量=凝縮水量−蒸発量−放置時の排水量の式により算出することができる。ここで、放置時の排水量は、空調用送風ファン23の作動時、停止時の両方の排水量を包含している。
From the above discussion based on FIG. 4, the water retention amount of the evaporator can be basically calculated by the equation of water retention amount of the evaporator = condensed water amount−evaporation amount−drainage amount when left standing. Here, the amount of drainage at the time of leaving includes both the amount of drainage when the air-
次に、図4による蒸発器の保水量の基本的な考え方に加えて、蒸発器18の保水量の具体的な算出方法を図5の制御ルーチンを用いて説明する。図5の制御ルーチンは、車両エンジン12の始動(イグニッションスイッチの投入)によりスタートし、車両エンジン12の運転中およびエンジン停止後の一定時間、例えば、1時間は常時、蒸発器18の保水量の算出を行い、所定の時間間隔、例えば、1分毎に保水量の算出値を更新するものである。
Next, in addition to the basic concept of the water retention amount of the evaporator according to FIG. 4, a specific method for calculating the water retention amount of the
エアコンECU26は、まず、記憶保水量を読み込む(ステップS300)。この記憶保水量は、前回のエンジン運転停止後、一定時間経過時点において算出され、エアコンECU26の記憶手段にて記憶されている蒸発器保水量である。なお、この記憶手段は、例えば、フラッシュメモリやRAMで構成され、記憶されているデータの読み出しや書き込みを行うものである。記憶手段はエアコンECU26への電源供給停止後も、保水量の情報を記憶保持できるものである。
The
次に、エアコンECU26は、冷房モードが設定されているか否かを判断する(ステップS310)。具体的には、エアコンスイッチ29a投入の有無等によって冷房モードの設定の有無を判断する。冷房モードが設定されていると判断したときは、冷房モード時の保水量を、保水量=記憶保水量+凝縮水量の式により算出する(ステップS320)。
Next, the
ここで、冷房モード時の凝縮水量は、エアコンECU26にあらかじめプログラムされたマップ(図示せず)に基づいて算出する。凝縮水量は、蒸発器吸い込み空気の絶対湿度が高いほど、また、冷房モード時の圧縮機10の運転時間(電磁クラッチON時間)が長いほど増加する傾向にある。このため、凝縮水量は蒸発器吸い込み空気の絶対湿度に関連する情報と圧縮機10の運転時間とを反映させたマップを用いて算出されている。
Here, the amount of condensed water in the cooling mode is calculated based on a map (not shown) programmed in advance in the
なお、冷房モード時の凝縮水量は蒸発器吸い込み空気の風量とも相関があるので、凝縮水量算出の精度を高めるために、エアコンECU26にあらかじめプログラムされたマップに基づいて算出される凝縮水量を風量の増加に応じて増加する補正を行ってもよい。
Since the amount of condensed water in the cooling mode is also correlated with the amount of air sucked into the evaporator, in order to improve the accuracy of calculating the amount of condensed water, the amount of condensed water calculated based on a map programmed in advance in the
エアコンECU26は、ステップS310による判断がNOであると、ホットガス暖房モードが設定されているか否かを判断する(ステップS330)。具体的には、ホットガススイッチ29d投入の有無等によりホットガス暖房モード設定の有無を判断する。ホットガス暖房モードが設定されていると判断したときには、ホットガス暖房モード時の保水量を、保水量=記憶保水量−蒸発量の式により算出する(ステップS340)。
If the determination in step S310 is NO,
ここで、ホットガス暖房モード時の蒸発量は、具体的には図4(b)の右端の図に示すようなマップに基づいて算出する。このマップはエアコンECU26にあらかじめプログラムされている。蒸発器吹出し温度Teが高くなると、蒸発器周囲の相対湿度が低下しようとするので、凝縮水の蒸発量は増加する。そのため、単位時間当たりの蒸発量(cc/min)は蒸発器吹出し温度Teの上昇に応じて増加する関係にあり、マップは蒸発器吹出し温度Teが−5℃以上となる範囲で蒸発量が急増する2次曲線を呈した特性図となる。
Here, the evaporation amount in the hot gas heating mode is specifically calculated based on a map as shown in the rightmost diagram of FIG. This map is programmed in advance in the
また、ホットガス暖房モードの実際の使用条件は、外気温度の低温時であって、蒸発器吹出し温度Teが5℃以上に上昇する頻度が少ないことと、窓ガラスの曇り止めに対する安全性の確保とを考慮して蒸発器吹出し温度Teが5℃以上となる範囲では単位時間当たりの蒸発量を上限値の8cc/minに維持する特性としている。 In addition, the actual use condition of the hot gas heating mode is when the outside air temperature is low, the evaporator blowout temperature Te is not frequently raised to 5 ° C. or more, and safety against fogging of the window glass is ensured. In view of the above, in the range where the evaporator outlet temperature Te is 5 ° C. or higher, the evaporation amount per unit time is maintained at the upper limit value of 8 cc / min.
エアコンECU26は、ステップS330による判断がNOであるときは、冷房モードでもホットガス暖房モードでもないとき、すなわち、圧縮機10が停止している放置時であるとみなし、放置時の保水量を、保水量=記憶保水量−排水量の式により算出する(ステップS350)。放置時の排水量は、エアコンECU26にあらかじめプログラムされているマップに基づいて算出する。また、放置時の排水量は排水口22aから空調ケース22の外部へ排水される凝縮水量である。
When the determination in step S330 is NO, the
なお、車両エンジン12の運転中に冷房モードとホットガス暖房モードと放置モードとを切り替える場合があるが、この場合は、ステップS320、S340、S350において、記憶保水量としてそれ以前のモードにおいて算出した最後の保水量を用いればよい。また、エアコンECU26は、ステップS320、S340、またはS350を実行した後、ステップS310に飛び、再度ステップS310の判断を繰り返す。
In some cases, the cooling mode, the hot gas heating mode, and the leaving mode may be switched during operation of the
次に、ホットガスヒータサイクル40を用いた暖房モード時における車両用空調装置の作動および制御の全体の流れを説明する。エアコンECU26が実行する制御手順は具体的に図6のフローチャートに示されている。
Next, an overall flow of the operation and control of the vehicle air conditioner in the heating mode using the hot
まず、車両エンジン12の始動(イグニッションスイッチの投入)により本制御フローはスタートし、エアコンECU26は空調操作パネル28のホットガススイッチ29dが投入(ON)されているか否かを判断する(ステップS100)。ホットガススイッチ29dが投入されていると判断するまで、次のステップS120には進まない。エアコンECU26は、ホットガススイッチ29dが投入されていると判断すると、すなわち、ホットガス暖房モードが設定されている場合には、蒸発器18の保水量があるか否かを判断する(ステップS120)。この保水量の具体的な算出方法は前述の図4および図5を用いた説明の通りである。なお、エアコンECU26は、ホットガススイッチ29dの投入時には冷房用電磁弁13を閉弁し、暖房用電磁弁21を開弁する。
First, the control flow starts when the
蒸発器18の保水量がほぼ0であるときは蒸発器18がホットガスの放熱器として作用しても蒸発器18での凝縮水の蒸発が発生せず、窓ガラスの曇り発生の心配がない。エアコンECU26は、ステップS120で蒸発器18の保水量がほぼ0であると判断すると、電磁クラッチ11に通電して電磁クラッチ11を接続(ON)状態にする(ステップS150)。この制御によって圧縮機10は電磁クラッチ11を介して車両エンジン12によって駆動されて作動(ON)状態となる。
When the amount of water retained in the
一方、エアコンECU26がステップS120において蒸発器18の保水量があると判断すると、ステップ130において蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsより高いか否かを判断する。ここで、蒸発器吹出し空気温度Teは蒸発器吹出し温度センサ27cによって検出される温度であり、窓ガラスの温度Twsは車両フロントガラスの内面温度であり、外気温Tamと車室内への吹出し空気(温風)による温度上昇分とに基づいて算出される。
On the other hand, if the
この窓ガラス温度Twsは、空調運転始動前の初期状態では外気温Tamと同一温度であるが、その後、暖房モードの実行により温風が車室内へ吹き出されると、その温風の吹出しによって窓ガラス温度Twsが上昇する。したがって、温風吹出しによる窓ガラス温度の上昇分をΔTwsとすると、窓ガラス温度Twsは、Tws=Tam+ΔTwsの式で算出するものとする。 This window glass temperature Tws is the same temperature as the outside air temperature Tam in the initial state before the start of the air-conditioning operation. After that, when warm air is blown into the vehicle interior by executing the heating mode, The glass temperature Tws rises. Therefore, when the amount of increase in the window glass temperature due to the hot air blowing is ΔTws, the window glass temperature Tws is calculated by the equation Tws = Tam + ΔTws.
エアコンECU26は、蒸発器吹出し空気温度Te>窓ガラスの温度Twsであるときは、電磁クラッチ11への通電を遮断(OFF)して圧縮機10を停止(OFF)させる(ステップS140)。一方、蒸発器吹出し空気温度Te≦窓ガラスの温度Twsであるときは、電磁クラッチ11に通電して電磁クラッチ11を接続(ON)状態にする(ステップS150)。この制御によって圧縮機10は電磁クラッチ11を介して車両エンジン12によって駆動されて作動(ON)状態となる。
When the evaporator blowout air temperature Te> the window glass temperature Tws, the
ここで、暖房時には窓ガラスの曇り止めのために、通常、内外気吸入モードは絶対湿度の低い外気を導入する外気モードが選択される。そして、ホットガスヒータサイクル40の暖房モード運転を必要とする寒冷時には0℃付近の低温外気が蒸発器18に導入される。低温外気は絶対湿度が低くても相対湿度は元々高くなっている。これに加えて、蒸発器18での凝縮水の蒸発が起きると、蒸発器吹出し空気の相対湿度は85%〜90%程度の高い値となる。
Here, in order to prevent the window glass from fogging during heating, the outside air mode for introducing outside air having a low absolute humidity is usually selected as the inside and outside air suction mode. When the hot
蒸発器吹出し空気はその後、温水式の暖房用熱交換器24で加熱されて温度上昇した後、車室内へ吹き出される。この吹出し空気が低温の窓ガラスに接触して蒸発器吹出し空気温度Teより低い温度に冷却されると露点に到達して結露し、窓ガラスに曇りを発生することになる。
The evaporator blown air is then heated by the hot water
本実施形態では、以上のステップS120、S130、S140のように圧縮機10の作動を制御することによって、蒸発器吹出空気温度Teを窓ガラスの温度Tws以下の温度に制御することができる。この制御により、車室内への吹出し空気が低温の窓ガラスに接触し、窓ガラスと同等の温度まで冷却されても、その相対湿度は蒸発器吹出し後の値(85%〜90%程度)に上昇するだけである。つまり、ステップS120、S130、S140を実行することで、車室内への吹出し空気が窓ガラスにより冷却されても露点に到達しない範囲に蒸発器吹出し空気温度Teが制御されているのである。したがって、蒸発器18で凝縮水の蒸発が起きても、窓ガラスの曇り発生を確実に防止することができる。
In the present embodiment, by controlling the operation of the
次に、エアコンECU26は、ステップS160においてホットガスヒータサイクル40による暖房モード(ホットガス運転)の準備運転である冷媒回収運転制御を実行する。
Next, in step S160, the
外気温度が低い場合、冷凍サイクル内の冷媒とオイルは冷凍サイクル内の冷えている部位に留まる(寝込む)性質を有している。例えば、冷媒とオイルは外気にさらされやすく容積の大きい凝縮器14内に寝込むことが考えられる。このため、ホットガスヒータサイクル40内の冷媒およびオイルの量は適正時より少なくなっており、ホットガス運転を起動する前に凝縮器14等から冷媒を回収する必要がある。本実施形態の冷媒回収運転は、冷媒を回収するための最小限の圧縮機10の作動時間T1と、圧縮機10を作動時間T1作動した後に、圧縮機10の作動を停止時間T2停止する制御により行われる。
When the outside air temperature is low, the refrigerant and oil in the refrigeration cycle have a property of staying (sleeping) in a cold part in the refrigeration cycle. For example, it is conceivable that the refrigerant and oil are easily exposed to the outside air and fall into the
エアコンECU26は、ステップS160による冷媒回収運転が終了した後に、蒸発器18の保水量を算出する(ステップS170)。この保水量は、保水量=記憶保水量+冷媒回収運転時の凝縮水量の式により算出する。このときエアコンECU26は、冷媒回収運転前に記憶された記憶保水量を読み込み、この記憶保水量に冷媒回収運転時に発生した凝縮水量を加算する演算を行う。
The
冷媒回収運転時に発生した凝縮水量は、量的にわずかであるため実測することはできないと考えられる。本実施形態では、この凝縮水量を図7に示すマップに基づいて算出するものであり、このマップはエアコンECU26にあらかじめプログラムとして記憶されている。図7は、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量に関する実験結果を元に、蒸発器18の前後で空気が最大限に湿度変化したと仮定したときの最大凝縮水量のデータを示したグラフである。
It is considered that the amount of condensed water generated during the refrigerant recovery operation is small and cannot be measured. In this embodiment, the amount of condensed water is calculated based on the map shown in FIG. 7, and this map is stored in advance in the
図7に示したグラフは、横軸を蒸発器前空気温度である蒸発器18の吸込み空気温度(℃)とし、縦軸を凝縮水量(g/min)として、所定の運転条件に対するLo、M1、Hiの風量毎の結果がプロットされている。なお、蒸発器18の空気通過面には、9点の側温点を設定し空気通過面における温度分布も考慮している。
In the graph shown in FIG. 7, the horizontal axis represents the intake air temperature (° C.) of the
具体的には、冷媒回収運転時間を20sec、蒸発器前空気湿度を100%、圧縮機10の回転数を2085rpm、蒸発器後空気湿度を85%とする設定条件において、風量をLo=100m3/h、M1=150m3/h、Hi=305m3/hの3種類に対して、蒸発器前空気温度を−5℃、0℃、5℃の3種類の結果、つまり9点の結果がグラフにプロットされている。なお、図7のグラフから、下から風量Lo、M1、Hiの順に右上がりの3個のラインが形成され、風量が大きいほど凝縮水量が多く、吸込み空気温度が高いほど凝縮水量が多くなることがみてとれる。
Specifically, the air volume is set to Lo = 100 m 3 under the setting conditions where the refrigerant recovery operation time is 20 sec, the pre-evaporator air humidity is 100%, the rotation speed of the
エアコンECU26は、このように蒸発器18の吸込み空気温度と凝縮水量の相関関係を風量毎に求めたマップを用いて、冷媒回収運転時の吸込み空気温度と風量に対する凝縮水量を算出し、冷媒回収運転時に発生した凝縮水量として採用する。なお、実際には、蒸発器18の前後において空気湿度は100%から90%程度の変位であるため、図7で設定した蒸発器後空気湿度85%という数値は、最大凝縮水量以上の凝縮水量を保水量の算出に反映させることになる。
The
次に、エアコンECU26は、保水量を算出した後、保水量があるか否かを判断する(ステップS180)。はじめは、エアコンECU26は蒸発器18の保水量があると判断すると考えられ、続いてステップ190において蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsより高いか否かを判断する。
Next, after calculating the water retention amount, the
ステップS190における判断は、前述のステップS130による判断と同様であり、図3を用いて説明したように、蒸発器吹出し空気が窓ガラスの内表面に吹き出されて窓ガラスによって冷却されても露点に達しない所定温度を超えているか否かを判断するものである。ステップS190で、この蒸発器吹出し空気温度が窓ガラス温度以下であるときは、蒸発器吹出し空気が窓ガラスに冷却されても露点に達しない所定温度以下の状態である。この判断は前述の図3(a)、(b)におけるラインAの説明に基づいている。つまり、図3のAのラインよりも下の領域に含まれる状態においてはホットガス運転を開始しても窓ガラスが曇らないということであり、言い換えれば、保水量が存在している場合に蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsより高いときは、ホットガス運転を開始すると窓ガラスが曇ると考えられる。 The determination in step S190 is the same as the determination in step S130 described above. As described with reference to FIG. 3, even if the evaporator blown air is blown to the inner surface of the window glass and cooled by the window glass, the dew point is obtained. It is determined whether or not a predetermined temperature that does not reach is exceeded. In step S190, when the evaporator blowing air temperature is equal to or lower than the window glass temperature, the evaporator blowing air is in a state equal to or lower than a predetermined temperature at which the dew point is not reached even when the evaporator blowing air is cooled by the window glass. This determination is based on the description of line A in FIGS. 3 (a) and 3 (b). That is, in the state included in the region below the line A in FIG. 3, the window glass does not become fogged even when the hot gas operation is started. In other words, it evaporates when a water retention amount exists. When the blower air temperature Te is higher than the temperature Tws of the window glass, it is considered that the window glass becomes clouded when the hot gas operation is started.
エアコンECU26は、蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsよりも高いと判断したときには、電磁クラッチ11への通電を遮断(OFF)して圧縮機10の運転を停止するとともに、暖房用電磁弁21を開状態(ON)に維持する(ステップS200)。そして、ステップS180に飛び、エアコンECU26は前述のステップS120と同様の判断を行うステップS180を再度実行する。
When the
このように、エアコンECU26は、冷媒回収運転が終了した後、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を反映させた保水量を算出するとともに、保水量が無くなったと判断するまでホットガス運転を開始しないように圧縮機10の運転を制御している。
As described above, after the refrigerant recovery operation is completed, the
一方、エアコンECU26は、ステップS180において保水量がないと判断した場合や、蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsより低温であると判断した場合には、電磁クラッチ11に通電して電磁クラッチ11を接続(ON)状態にして圧縮機10の運転を開始するとともに、暖房用電磁弁21を開状態(ON)にしてホットガス運転を開始する(ステップS210)。そして、エアコンECU26は、このようにホットガス運転を開始した後はスタートに戻り、一連の制御を反復することになる。
On the other hand, if the
なお、ステップS170における冷媒回収運転の時間は、冷媒を回収するための最小限の圧縮機10の作動時間(エアコン運転時間)T1と、作動時間T1の経過後に圧縮機10の作動を停止する停止時間(エアコン停止時間)T2とから構成されている。図8(a)は冷媒回収運転時におけるエアコン運転時間T1の制御特性図であり、(b)はエアコン停止時間T2の制御特性図である。
Note that the refrigerant recovery operation time in step S170 is the minimum operation time (air conditioner operation time) T1 of the
図8に示すように、ステップS170の冷媒回収運転においては、エアコン運転時間T1またはエアコン停止時間T2を所定の外気温度以上、例えば−10℃以上のときは、それ未満のときよりも短時間に制御することが好ましい。具体的には、T1は、外気温度Tamが−20℃未満においては30secとし、−20℃〜−10℃の範囲では温度の上昇とともに線形的に短時間化し、−10℃以上においては20secに固定した設定値としている。T2は、−10℃未満では温度の上昇とともに線形的に短時間化し、−10℃以上においては0secに固定した設定値としている。 As shown in FIG. 8, in the refrigerant recovery operation of step S170, when the air conditioner operation time T1 or the air conditioner stop time T2 is equal to or higher than a predetermined outside air temperature, for example, −10 ° C. It is preferable to control. Specifically, T1 is set to 30 sec when the outside air temperature Tam is less than −20 ° C., linearly shortens with increasing temperature in the range of −20 ° C. to −10 ° C., and reaches 20 sec at −10 ° C. or higher. The set value is fixed. T2 is a set value that is linearly shortened as the temperature rises below -10 ° C, and is fixed at 0 sec above -10 ° C.
このように本実施形態の車両用空調装置のエアコンECU26は、冷媒回収運転が終了した後、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を反映させた保水量を算出し、保水量が無くなったと判断するまでホットガス運転を開始しないように圧縮機10の運転を制御する。この制御により、冷媒回収運転のクーラー運転時にわずかながら発生する凝縮水量が及ぼす影響を排除するまでホットガス運転を開始しないので、ホットガス運転開始時に窓ガラスの曇りが発生してドライバーの視認性が低下することを防止できる。
As described above, after the refrigerant recovery operation ends, the
また、エアコンECU26は、冷媒回収運転時に蒸発器18の前後において空気が最大限に湿度変化したと仮定した場合の最大凝縮水量(図7参照)をあらかじめ記憶するとともに、この最大凝縮水量以上の凝縮水量を冷媒回収運転終了後の保水量の算出に反映させることが好ましい。この制御を採用した場合には、窓ガラスの曇りが発生し得ない条件において保水量を算出することにより、ホットガス運転開始時の窓ガラスの曇りの発生を限りなく皆無にすることができる。
In addition, the
また、エアコンECU26は、蒸発器吹出し空気温度Teが窓ガラスの温度Twsよりも高いときには、電磁クラッチ11への通電を遮断して圧縮機10の運転を停止するとともに、暖房用電磁弁21を開状態に維持する制御を実行する。この制御を採用した場合には、冷媒回収運転後のホットガスヒータサイクル40への回収済み冷媒が凝縮器14の方に流出してしまうことを防止できる。
Further, when the evaporator blown air temperature Te is higher than the window glass temperature Tws, the
また、エアコンECU26は、外気温度が−10℃以上のときは、−10℃未満のときよりも短時間の冷媒回収運転を実行することが好ましい。この制御を採用した場合は、冷媒回収運転時間を短縮することができるので、冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を減少することができ、窓ガラスの曇り因子を低減することができる。
Moreover, it is preferable that the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、図6のステップS130およびS190の判断に用いられる窓ガラス温度Twsは、車両用空調装置の既存のセンサ信号を利用して窓ガラス温度Twsを算出(推定)するように構成する他、窓ガラス内面に専用の温度センサを設置して専用の温度センサにより直接検出するように構成してもよい。 For example, the window glass temperature Tws used in the determinations of steps S130 and S190 in FIG. 6 is configured to calculate (estimate) the window glass temperature Tws using an existing sensor signal of the vehicle air conditioner. A dedicated temperature sensor may be installed on the inner surface of the glass and directly detected by the dedicated temperature sensor.
10 圧縮機
12 車両エンジン
14 凝縮器(室外熱交換器)
16 温度式膨張弁(冷房用減圧装置)
18 蒸発器(室内熱交換器)
20 ホットガスパイパス通路
21 暖房用電磁弁
26 エアコンECU(制御手段)
30 冷房用冷凍サイクル
40 ホットガスヒータサイクル
10
16 Temperature expansion valve (cooling decompression device)
18 Evaporator (indoor heat exchanger)
20 Hot
30 Refrigeration cycle for cooling 40 Hot gas heater cycle
Claims (6)
前記圧縮機(10)によって吐出された冷媒を、前記室外熱交換器(14)を通さないようにして設けられたホットガスバイパス通路(20)を介して前記室内熱交換器(18)に流入させ前記圧縮機(10)に戻すサイクルを構成することにより、前記室内熱交換器(18)を放熱器として作動させるホットガスヒータサイクル(40)と、
前記冷房用冷凍サイクル(30)によって作動された前記室内熱交換器(18)が冷却した空気を車室内へ吹き出すことにより冷房モードを実行し、また、前記ホットガスヒータサイクル(40)によって作動された前記室内熱交換器(18)が加熱した空気を車室内へ吹き出すことにより暖房モードを実行する制御手段(26)と、を備え、
さらに、前記制御手段(26)は、前記ホットガスヒータサイクル(40)による暖房モードの準備運転である冷媒回収運転が終了した後に、前記冷媒回収運転時に発生する凝縮水量を反映させた前記室内熱交換器(18)の保水量を算出し、前記保水量が無くなったと判断するまで前記室内熱交換器吹出し空気が前記窓ガラスに冷却されても露点に達しない所定温度以下になるように前記圧縮機(10)の運転を制御することを特徴とする車両用空調装置。 By configuring a cycle for returning the refrigerant discharged by the compressor (10) to the compressor (10) through the outdoor heat exchanger (14), the cooling decompressor (16), and the indoor heat exchanger (18), A cooling refrigeration cycle (30) for operating the indoor heat exchanger (18) as an evaporator;
The refrigerant discharged from the compressor (10) flows into the indoor heat exchanger (18) through a hot gas bypass passage (20) provided so as not to pass through the outdoor heat exchanger (14). A hot gas heater cycle (40) for operating the indoor heat exchanger (18) as a radiator by configuring a cycle to return to the compressor (10);
The indoor heat exchanger (18) operated by the cooling refrigeration cycle (30) performs a cooling mode by blowing out cooled air into the vehicle interior, and is also operated by the hot gas heater cycle (40). Control means (26) for executing the heating mode by blowing the air heated by the indoor heat exchanger (18) into the passenger compartment,
Further, the control means (26) is configured to reflect the amount of condensed water generated during the refrigerant recovery operation after the refrigerant recovery operation, which is the heating mode preparation operation by the hot gas heater cycle (40), is finished. The compressor is configured to calculate a water retention amount of the cooler (18) and to keep the indoor heat exchanger blown air below a predetermined temperature that does not reach a dew point even when cooled by the window glass until it is determined that the water retention amount is lost. A vehicle air conditioner that controls the operation of (10).
前記最大凝縮水量以上の凝縮水量を前記冷媒回収運転終了後の前記室内熱交換器(18)の保水量の算出に反映させることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。 The control means (26) stores in advance the maximum amount of condensed water when it is assumed that the humidity of the air has changed to the maximum before and after the indoor heat exchanger (18) during the refrigerant recovery operation,
2. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein a condensed water amount equal to or greater than the maximum condensed water amount is reflected in calculation of a water retention amount of the indoor heat exchanger (18) after completion of the refrigerant recovery operation.
前記制御手段(26)は、前記室内熱交換器吹出し空気が前記所定温度よりも高温であるときには、前記圧縮機(10)の運転を停止するとともに前記暖房用電磁弁(21)を開状態にする制御を実行することを特徴とする請求項1、2、または3に記載の車両用空調装置。 A heating solenoid valve (21) capable of controlling the inflow of refrigerant into the hot gas bypass passage (20);
The control means (26) stops the operation of the compressor (10) and opens the heating solenoid valve (21) when the indoor heat exchanger blown air is higher than the predetermined temperature. The vehicle air conditioner according to claim 1, 2 or 3, wherein control to perform is performed.
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