WO2015097987A1 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an air conditioner used for a vehicle.
- Patent Document 1 describes a vehicle air conditioner that cools air blown into a room with an evaporator and heats it with a condenser.
- the evaporator is a heat exchanger that causes heat exchange between the low-pressure side refrigerant and the blown air in the refrigeration cycle, evaporates the low-pressure side refrigerant, and cools the blown air.
- the condenser is a heat exchanger that heats the blown air while condensing the refrigerant by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle and the blown air.
- the refrigeration cycle is controlled in order to control the temperature of the air blown into the passenger compartment.
- the air blown into the passenger compartment is heat-exchanged with the refrigerant of the refrigeration cycle by the evaporator and the condenser, so that if the refrigerant leaks through the evaporator or the condenser, the refrigerant also leaks into the passenger compartment.
- an outdoor heat exchanger responsible for either condensation or evaporation of the refrigerant is disposed at the front of the vehicle, so that it does not damage important engines (frames, drive mechanisms, prime movers, etc.) of the vehicle body.
- the outdoor heat exchanger may be destroyed even in a minor collision. For this reason, there is a concern that the repair cost accompanying refilling of the refrigerant becomes high, or that a refrigerant with a high global warming potential is released into the atmosphere.
- the present applicant uses the evaporator and the condenser to exchange heat with the refrigerant of the refrigeration cycle and the cooling water, and the cooling water cooled by the evaporator is blown into the vehicle interior and sensible heat with the air cooling heat exchanger.
- Air conditioner for vehicles that cools the blown air by replacing it and heats the blown air by sensible heat exchange of the cooling water heated by the condenser with the blown air into the passenger compartment by the air heating heat exchanger. Say an example.)
- the system configuration is remarkably different from that of the above prior art. Therefore, even if the refrigeration cycle is controlled as in the above prior art, the temperature of the air blown into the passenger compartment is appropriately set. Cannot be controlled.
- the surface temperature of the air cooling heat exchanger it is necessary to appropriately control the surface temperature of the air cooling heat exchanger. That is, when the surface temperature of the air cooling heat exchanger falls below the freezing point, the condensed water adhering to the surface of the air cooling heat exchanger is frozen and frost is formed, resulting in heat for air cooling. The air passage of the exchanger is blocked, the amount of air blown into the passenger compartment is reduced, and the air conditioning performance is deteriorated. On the other hand, when the air cooling heat exchanger exceeds the predetermined temperature, the condensed water adhering to the surface of the air cooling heat exchanger evaporates, and the humidity of the blown air rises, causing window fogging or dissolving in the condensed water. As mold and fine particles are mixed with steam, odor is generated and passenger comfort is reduced.
- the present disclosure provides a vehicle air conditioner for exchanging heat of air blown into a vehicle interior, and is capable of appropriately controlling the temperature of a heat exchanger that performs heat exchange of the air blown into the vehicle interior.
- the vehicle air conditioner sensible heats the first pump and the second pump that suck and discharge the heat medium, the heat medium circulated by the first pump, and the blown air to the vehicle interior.
- a first heat medium air heat exchanger to be exchanged a second heat medium air heat exchanger for sensible heat exchange between the heat medium circulated by the second pump and the blown air, and a flow path through which the heat medium flows.
- the first heat transfer device such that the temperature related to the temperature of the second heat transfer device that performs heat transfer and the blown air that has been subjected to sensible heat exchange in the first heat medium air heat exchanger approaches the first target temperature.
- Amount of heat exchanged with the heat medium, or heat exchange capacity of the first heat medium air heat exchanger The amount of heat exchanged with the heat medium in the second heat exchange device so that the temperature related to the temperature of the blown air subjected to sensible heat exchange in the second heat medium air heat exchanger approaches the second target temperature
- a heat exchanger adjustment unit that adjusts the heat exchange capacity of the second heat medium air heat exchanger.
- a vehicle air conditioner includes a first pump and a second pump that suck and discharge a heat medium, a compressor that sucks and discharges a refrigerant, a refrigerant discharged from the compressor, and a second pump.
- a heat exchanger for heat medium heating that heats the heat medium by exchanging heat with the heat medium circulated by two pumps, a pressure reducing device that decompresses and expands the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger for heat medium heating, and a pressure reducing device.
- a heat exchanger for cooling the heat medium that cools the heat medium by exchanging heat between the refrigerant expanded under reduced pressure and the heat medium circulated by the first pump, and blowing air to the vehicle interior and the heat medium circulated by the first pump A first heat medium air heat exchanger that cools the blown air by sensible heat exchange with air, and a second heat that heats the blown air by sensible heat exchange between the heat medium circulated by the second pump and the blown air.
- Medium air heat exchanger and heat medium circulate A first heat transfer device having a passage and transferring heat to and from a heat medium circulated by the first pump; and a heat medium having a flow path through which the heat medium flows and circulated by the second pump So that the temperature related to the temperature of the second heat transfer device that exchanges heat with the blast air that has been subjected to sensible heat exchange with the first heat medium air heat exchanger approaches the first target temperature.
- the heat exchange capacity of the heat medium air heat exchanger or the amount of heat exchanged with the heat medium in the second heat exchange device is adjusted, and the temperature is related to the temperature of the blown air heat exchanged in the second heat medium air heat exchanger
- a heat exchanger adjustment unit that adjusts the heat exchange capacity of the second heat medium air heat exchanger or the heat exchange amount with the heat medium in the first heat exchange device so that the temperature approaches the second target temperature.
- the temperature related to the temperature of the blown air sensible heat exchanged by the first heat medium air heat exchanger is the temperature itself of the blown air sensible heat exchanged by the first heat medium air heat exchanger, That is, the temperature related to the surface temperature of the first heat medium air heat exchanger, the temperature related to the temperature of the heat medium flowing through the first heat medium air heat exchanger, and the like.
- the temperature related to the temperature of the blast air exchanged by the second heat medium air heat exchanger is the temperature itself of the blast air exchanged by the second heat medium air heat exchanger, That is, the temperature related to the surface temperature of the second heat medium air heat exchanger, the temperature related to the temperature of the heat medium flowing through the second heat medium air heat exchanger, and the like.
- 1 is an overall configuration diagram of a vehicle thermal management system in a first embodiment. It is sectional drawing of the 1st switching valve in 1st Embodiment. It is sectional drawing of the 1st switching valve in 1st Embodiment. It is sectional drawing of the 2nd switching valve in 1st Embodiment. It is sectional drawing of the 2nd switching valve in 1st Embodiment. It is a typical perspective view of the cooler core in a 1st embodiment. It is a block diagram which shows the electric control part in the thermal management system for vehicles of 1st Embodiment. It is a flowchart which shows the control processing which the control apparatus in the thermal management system for vehicles of 1st Embodiment performs.
- the vehicle thermal management system 10 shown in FIG. 1 is used to adjust various devices and vehicle interiors provided in the vehicle to appropriate temperatures.
- the thermal management system 10 is applied to a hybrid vehicle that obtains driving force for vehicle travel from an engine (internal combustion engine) and a travel electric motor.
- the hybrid vehicle according to the present embodiment is configured as a plug-in hybrid vehicle that can charge power supplied from an external power source (commercial power source) when the vehicle is stopped to a battery (vehicle battery) mounted on the vehicle.
- a battery vehicle battery
- the battery for example, a lithium ion battery can be used.
- the driving force output from the engine is used not only for driving the vehicle but also for operating the generator.
- the electric power generated by the generator and the electric power supplied from the external power source can be stored in the battery, and the electric power stored in the battery constitutes the thermal management system 10 as well as the electric motor for traveling. It is supplied to various in-vehicle devices such as electric components.
- the thermal management system 10 includes a first pump 11, a second pump 12, a radiator 13, a cooling water cooler 14, a cooling water heater 15, a cooler core 16, a heater core 17, a first switching valve 18, and A second switching valve 19 is provided.
- the first pump 11 and the second pump 12 are electric pumps that suck and discharge cooling water (heat medium).
- the cooling water is a fluid as a heat medium.
- a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid is used as the cooling water.
- the radiator 13, the cooling water cooler 14, the cooling water heater 15, the cooler core 16 and the heater core 17 are cooling water distribution devices (heat medium distribution devices) through which the cooling water flows.
- the radiator 13 is a cooling water outside air heat exchanger (heat medium outside air heat exchanger) that performs heat exchange (sensible heat exchange) between cooling water and outside air (hereinafter referred to as outside air).
- outside air cooling water outside air heat exchanger
- heat exchange sensible heat exchange
- the radiator 13 can exhibit a function as a radiator that radiates heat from the cooling water to the outside air and a function as a heat absorber that absorbs heat from the outside air to the cooling water.
- the radiator 13 is a heat transfer device that has a flow path through which the cooling water flows and that transfers heat to and from the cooling water whose temperature has been adjusted by the cooling water cooler 14 or the cooling water heater 15.
- the outdoor blower 20 is an electric blower (outside air blower) that blows outside air to the radiator 13.
- the radiator 13 and the outdoor blower 20 are disposed in the foremost part of the vehicle. For this reason, the traveling wind can be applied to the radiator 13 when the vehicle is traveling.
- the cooling water cooler 14 and the cooling water heater 15 are cooling water temperature adjusting heat exchangers (heat medium temperature adjusting heat exchangers) that adjust the temperature of the cooling water by exchanging heat of the cooling water.
- the cooling water cooler 14 is a cooling water cooling heat exchanger (heat medium cooling heat exchanger) that cools the cooling water.
- the cooling water heater 15 is a cooling water heating heat exchanger (heat medium heating heat exchanger) for heating the cooling water.
- the cooling water cooler 14 is a low pressure side heat exchanger (heat medium heat sink) that absorbs heat from the cooling water to the low pressure side refrigerant by exchanging heat between the low pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 21 and the cooling water.
- the cooling water cooler 14 constitutes an evaporator of the refrigeration cycle 21.
- the refrigeration cycle 21 is a vapor compression refrigerator that includes a compressor 22, a cooling water heater 15, a receiver 23, an expansion valve 24, and a cooling water cooler 14.
- a chlorofluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant, and a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant is configured.
- the compressor 22 is an electric compressor driven by electric power supplied from a battery, and sucks, compresses and discharges the refrigerant of the refrigeration cycle 21.
- the cooling water heater 15 is a condenser that condenses (changes latent heat) the high pressure side refrigerant by exchanging heat between the high pressure side refrigerant discharged from the compressor 22 and the cooling water.
- the receiver 23 is a gas-liquid separator that separates the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the cooling water heater 15 into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, and causes the separated liquid-phase refrigerant to flow out to the expansion valve 24 side. is there.
- the expansion valve 24 is a decompression device that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the receiver 23.
- the cooling water cooler 14 is an evaporator that evaporates (changes latent heat) the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve 24 and the cooling water.
- the gas-phase refrigerant evaporated in the cooling water cooler 14 is sucked into the compressor 22 and compressed.
- the cooling water In the radiator 13, the cooling water is cooled by outside air, whereas in the cooling water cooler 14, the cooling water is cooled by the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle 21. For this reason, the temperature of the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 can be made lower than the temperature of the cooling water cooled by the radiator 13. Specifically, the radiator 13 cannot cool the cooling water to a temperature lower than the temperature of the outside air, whereas the cooling water cooler 14 can cool the cooling water to a temperature lower than the temperature of the outside air.
- the cooler core 16 and the heater core 17 are heat medium air heat exchange that adjusts the temperature of the blown air by exchanging heat between the cooling water whose temperature is adjusted by the cooling water cooler 14 and the cooling water heater 15 and the blown air to the vehicle interior. It is a vessel.
- the cooler core 16 is a heat exchanger for air cooling that cools the blown air into the vehicle interior by exchanging heat (sensible heat exchange) between the cooling water and the blown air into the vehicle interior.
- the heater core 17 is an air heating heat exchanger that heats the air blown into the vehicle interior by exchanging heat (sensible heat exchange) between the air blown into the vehicle cabin and the cooling water.
- the first pump 11 is disposed in the first pump flow path 31.
- a cooling water cooler 14 is disposed on the discharge side of the first pump 11 in the first pump flow path 31.
- the second pump 12 is disposed in the second pump flow path 32.
- the cooling water heater 15 is disposed on the discharge side of the second pump 12 in the second pump flow path 32.
- the radiator 13 is disposed in the radiator flow path 33.
- the cooler core 16 is disposed in the cooler core flow path 36.
- the heater core 17 is disposed in the heater core flow path 37.
- the first pump flow path 31, the second pump flow path 32, and the radiator flow path 33 are connected to the first switching valve 18 and the second switching valve 19.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are switching units that switch the flow of cooling water.
- the first switching valve 18 has a first inlet 18a and a second inlet 18b as cooling water inlets, and a first outlet 18c as a cooling water outlet.
- the second switching valve 19 has a first outlet 19a and a second outlet 19b as cooling water outlets, and a first inlet 19c as a cooling water inlet.
- One end of the first pump flow path 31 is connected to the first inlet 18a of the first switching valve 18.
- the cooling water outlet side of the cooling water cooler 14 is connected to the first inlet 18 a of the first switching valve 18.
- One end of the second pump flow path 32 is connected to the second inlet 18b of the first switching valve 18.
- the cooling water outlet side of the cooling water heater 15 is connected to the second inlet 18 b of the first switching valve 18.
- radiator flow path 33 One end of the radiator flow path 33 is connected to the first outlet 18 c of the first switching valve 18.
- the cooling water inlet side of the radiator 13 is connected to the first outlet 18 c of the first switching valve 18.
- the other end of the first pump flow path 31 is connected to the first outlet 19a of the second switching valve 19.
- the cooling water suction side of the first pump 11 is connected to the first outlet 19 a of the second switching valve 19.
- the other end of the second pump flow path 32 is connected to the second outlet 19b of the second switching valve 19.
- the cooling water suction side of the second pump 12 is connected to the second outlet 19 b of the second switching valve 19.
- the other end of the radiator flow path 33 is connected to the first inlet 19c of the second switching valve 19.
- the coolant outlet side of the radiator 13 is connected to the first inlet 19 c of the second switching valve 19.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 have a structure that can arbitrarily or selectively switch the communication state between each inlet and each outlet.
- the first switching valve 18 has a state in which the coolant discharged from the first pump 11 flows in the radiator 13, a state in which the coolant discharged from the second pump 12 flows, The state in which the cooling water discharged from the pump 11 and the cooling water discharged from the second pump 12 do not flow is switched.
- the second switching valve 19 includes a state in which the cooling water flows out to the first pump 11, a state in which the cooling water flows out to the second pump 12, and a state in which the cooling water flows to the first pump 11 and the second pump 12. Switch to a state that does not flow out.
- the valve opening degree of the first switching valve 18 and the second switching valve 19 can be adjusted. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the radiator 13 can be adjusted.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 mix the cooling water discharged from the first pump 11 and the cooling water discharged from the second pump 12 at an arbitrary flow rate ratio, and flow the mixture into the radiator 13. It is possible.
- One end of the cooler core flow path 36 is connected to a portion of the first pump flow path 31 on the cooling water suction side of the first pump 11.
- the other end of the cooler core channel 36 is connected to a portion of the first pump channel 31 on the coolant outlet side of the coolant cooler 14.
- An on-off valve 38 is disposed in the cooler core flow path 36.
- the on-off valve 38 is a channel opening / closing part that opens and closes the cooler core channel 36.
- One end of the heater core flow path 37 is connected to a portion of the second pump flow path 32 on the cooling water suction side of the second pump 12.
- the other end of the cooler core channel 36 is connected to a portion of the second pump channel 32 on the coolant outlet side of the coolant heater 15.
- the cooler core 16 and the heater core 17 are accommodated in a case 51 of the indoor air conditioning unit 50 of the vehicle air conditioner.
- the case 51 forms an air passage for the blown air that is blown into the vehicle interior, and is formed of a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent strength.
- An inside / outside air switching box 52 is arranged on the most upstream side of the air flow in the case 51.
- the inside / outside air switching box 52 is an inside / outside air introduction section that switches between and introduces inside air (vehicle compartment air) and outside air (vehicle compartment outside air).
- the inside / outside air switching box 52 is formed with an inside air inlet 52a for introducing inside air into the case 51 and an outside air inlet 52b for introducing outside air.
- An inside / outside air switching door 53 is arranged inside the inside / outside air switching box 52.
- the inside / outside air switching door 53 is an air volume ratio changing unit that changes the air volume ratio between the air volume of the inside air introduced into the case 51 and the air volume of the outside air. Specifically, the inside / outside air switching door 53 continuously adjusts the opening areas of the inside air suction port 52a and the outside air suction port 52b to change the air volume ratio between the inside air volume and the outside air volume.
- the inside / outside air switching door 53 is driven by an electric actuator (not shown).
- An indoor blower 54 (blower) is disposed on the downstream side of the air flow in the inside / outside air switching box 52.
- the indoor blower 54 is a blower that blows air (inside air and outside air) sucked through the inside / outside air switching box 52 toward the vehicle interior.
- the indoor blower 54 is an electric blower that drives a centrifugal multiblade fan (sirocco fan) with an electric motor.
- the cooler core 16 and the heater core 17 are disposed on the downstream side of the air flow of the indoor blower 54.
- a heater core bypass passage 51a is formed at the downstream side of the air flow of the cooler core 16.
- the heater core bypass passage 51 a is an air passage through which air that has passed through the cooler core 16 flows without passing through the heater core 17.
- An air mix door 55 is arranged between the cooler core 16 and the heater core 17 in the case 51.
- the air mix door 55 is an air volume ratio adjusting unit that continuously changes the air volume ratio between the air flowing into the heater core 17 and the air flowing into the heater core bypass passage 51a.
- the air mix door 55 is a rotatable plate-like door, a slidable door, or the like, and is driven by an electric actuator (not shown).
- the air mix door 55 is a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the blown air blown into the vehicle interior.
- the blower outlet 51b which blows off blowing air to the vehicle interior which is air-conditioning object space is arrange
- a defroster outlet, a face outlet, and a foot outlet are provided as the outlet 51b.
- the defroster outlet blows air conditioned air toward the inner surface of the front window glass of the vehicle.
- the face air outlet blows conditioned air toward the upper body of the passenger.
- the air outlet blows air-conditioned air toward the passenger's feet.
- An air outlet mode door (not shown) is disposed on the air flow upstream side of the air outlet 51b.
- a blower outlet mode door is a blower outlet mode switching part which switches blower outlet mode.
- the air outlet mode door is driven by an electric actuator (not shown).
- the outlet mode switched by the outlet mode door for example, there are a face mode, a bi-level mode, a foot mode, and a foot defroster mode.
- the face mode is a blowout mode in which the face blowout is fully opened and air is blown out from the face blowout toward the upper body of the passenger in the passenger compartment.
- the bi-level mode is an air outlet mode in which both the face air outlet and the foot air outlet are opened and air is blown toward the upper body and the feet of the passengers in the passenger compartment.
- the foot mode is a blowout mode in which the foot blowout opening is fully opened and the defroster blowout opening is opened by a small opening so that air is mainly blown out from the foot blowout opening.
- the foot defroster mode is an air outlet mode in which the foot air outlet and the defroster air outlet are opened to the same extent and air is blown out from both the foot air outlet and the defroster air outlet.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 have the same basic structure, except that the cooling water inlet and the fluid outlet are opposite to each other.
- the first switching valve 18 has a main body 181 in which a first inlet 18a, a second inlet 18b, and a first outlet 18c are formed.
- a communication channel 181a that connects the first inlet 18a, the second inlet 18b, and the first outlet 18c is formed in the main body 181.
- a door-type valve body 182 for switching the communication state between the first inlet 18a and the second inlet 18b and the first outlet 18c is disposed.
- the flow rate of the cooling water flowing from the first inlet 18a to the first outlet 18c can be adjusted by adjusting the opening of the first outlet 18c with the valve body 182 closed on the second inlet 18b side.
- the flow rate of the cooling water flowing from the second inlet 18b to the first outlet 18c can be adjusted by adjusting the opening of the valve body 182 with the first inlet 18a closed.
- the second switching valve 19 has a main body 191 in which a first outlet 19a, a second outlet 19b, and a first inlet 19c are formed.
- a communication channel 191a that connects the first outlet 19a, the second outlet 19b, and the first inlet 19c is formed in the main body 191.
- a door-type valve body 192 for switching the communication state between the first outlet 19a and the second outlet 19b and the first inlet 19c is disposed.
- the flow rate of the cooling water flowing from the first inlet 19c to the first outlet 19a can be adjusted by adjusting the opening on the first inlet 19c side with the valve body 192 closed on the second outlet 19b side.
- the flow rate of the cooling water flowing from the first inlet 19c to the second outlet 19b can be adjusted by adjusting the opening of the first inlet 19c with the valve body 192 closed on the first outlet 19a side.
- valve body 182 of the first switching valve 18 and the valve body 192 of the second switching valve 19 are independently rotationally driven by separate electric motors.
- the valve body 182 of the first switching valve 18 and the valve body 192 of the second switching valve 19 may be rotationally driven in conjunction with a common electric motor.
- the cooler core 16 includes a first heat exchange core part 161a, a second heat exchange core part 162a, a first upper tank part 161b, a first lower tank part 161c, a second upper tank part 162b, and a second lower tank part 162c. I have.
- the first heat exchange core part 161a, the first upper tank part 161b, and the first lower tank part 161c constitute an upstream region of the air flow F1 in the cooler core 16, and the second heat exchange core part 162a and the second upper tank The portion 162b and the second lower tank portion 162c constitute a downstream region of the air flow F1 in the cooler core 16.
- the first upper tank portion 161b is located above the first heat exchange core portion 161a.
- the first lower tank portion 161c is positioned below the first heat exchange core portion 161a.
- the second upper tank portion 162b is located above the second heat exchange core portion 162a.
- the second lower tank portion 162c is located below the second heat exchange core portion 162a.
- the first heat exchange core part 161a and the second heat exchange core part 162a each include a plurality of tubes 163 extending in the vertical direction.
- a cooling water passage through which cooling water flows is formed inside the tube 163.
- a space formed between the plurality of tubes 163 constitutes an air passage through which air flows.
- Fins 164 are disposed between the plurality of tubes 163. The fins 164 are joined to the tubes 163.
- the heat exchange core portions 161a and 162a have a laminated structure of tubes 163 and fins 164.
- the tubes 163 and the fins 164 are alternately stacked in the left-right direction of the heat exchange core parts 161a and 162a.
- a configuration in which the fins 164 are eliminated may be employed.
- FIG. 6 for the sake of illustration, only a part of the laminated structure of the tube 163 and the fin 164 is illustrated, but the tube 163 and the fin 164 are disposed in the entire area of the first heat exchange core portion 161a and the second heat exchange core portion 162a.
- the laminated air structure is configured, and the air blown from the indoor blower 54 passes through the gap of the laminated structure.
- the tube 163 is a flat tube whose cross-sectional shape is flat along the air flow direction.
- the fin 164 is a corrugated fin obtained by bending a thin plate material into a wave shape, and is joined to the flat outer surface side of the tube 163 to expand the air-side heat transfer area.
- the tube 163 of the first heat exchange core part 161a and the tube 163 of the second heat exchange core part 162a constitute an independent coolant passage.
- the first upper tank portion 161b and the second upper tank portion 162b constitute a cooling water passage space that is independent of each other.
- the first lower tank portion 161c and the second lower tank portion 162 constitute a cooling water passage space communicating with each other.
- a cooling water outlet 165 is formed in the first upper tank portion 161b.
- a cooling water inlet 166 is formed in the second upper tank portion 162b.
- the second upper tank portion 162b plays a role of distributing the refrigerant flow to the plurality of tubes 163 of the second heat exchange core portion 162a
- the second lower tank portion 162 is configured to be the second heat exchange core portion 162a.
- the first lower tank portion 161c serves to collect the refrigerant flow from the plurality of tubes 163, and serves to distribute the refrigerant flow to the plurality of tubes 163 of the first heat exchange core portion 161a.
- the part 161b plays a role of collecting refrigerant flows from the plurality of tubes 163 of the first heat exchange core part 161a.
- cooler core components such as the tube 163, the fins 164, the first upper tank portion 161b, the first lower tank portion 161c, the second upper tank portion 162b, and the second lower tank portion 162c include thermal conductivity.
- Aluminum which is a metal excellent in brazeability, is suitable, and the entire structure of the cooler core 16 can be assembled by integral brazing by molding each part with this aluminum material.
- the cooling water flow path of the entire cooler core 16 will be described.
- the cooling water flowing into the second upper tank portion 162b from the cooling water inlet 166 as indicated by an arrow W1 in FIG. 6 is subjected to the second heat exchange as indicated by an arrow W2.
- the plurality of tubes 163 of the core portion 162 a are lowered and flow into the second lower tank portion 162.
- the cooling water in the second lower tank portion 162 moves to the first lower tank portion 161c as indicated by an arrow W3.
- the cooling water in the first lower tank portion 161c ascends the plurality of tubes 163 of the first heat exchange core portion 161a as shown by an arrow W4, flows into the first upper tank portion 161b, and flows out from the cooling water outlet 165.
- the control device 60 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits, and performs various calculations and processing based on an air conditioning control program stored in the ROM, and is connected to the output side. It is a control part which controls operation of various control object equipment.
- Control target devices controlled by the control device 60 include the first pump 11, the second pump 12, the first switching valve 18, the second switching valve 19, the outdoor blower 20, the compressor 22, the indoor blower 54, and the inside of the case 51.
- the electric actuator etc. which drive the various doors (inside / outside air switching door 53, air mix door 55, air outlet mode door, etc.) arranged in the.
- the control device 60 is configured such that a control unit for controlling various devices to be controlled connected to the output side thereof is integrally configured. However, the configuration (hardware and software) for controlling the operation of each device to be controlled is provided. The control part which controls the action
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the first pump 11 and the second pump 12 is the pump control unit 60a.
- the pump control unit 60a is a flow rate control unit (heat medium flow rate adjustment unit) that controls the flow rate of the cooling water.
- the pump control unit 60a may be configured separately from the control device 60.
- the pump control unit 60 a is a radiator adjustment unit (a heat exchanger adjustment unit) that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the radiator 13.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the first switching valve 18 and the second switching valve 19 is the switching valve control unit 60b.
- the switching valve control unit 60b may be configured separately from the control device 60.
- the switching valve control unit 60 b is a radiator adjustment unit (heat exchanger adjustment unit) that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the radiator 13.
- the switching valve control unit 60b is a flow rate adjusting unit (heat medium flow rate adjusting unit) that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through each cooling water circulation device.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the outdoor blower 20 is the outdoor blower control unit 60c (outside air blower control unit). You may comprise the outdoor air blower control part 60c with respect to the control apparatus 60 separately.
- the outdoor fan control unit 60c is a radiator adjustment unit (a heat exchanger adjustment unit, a heat medium outside air heat exchanger adjustment unit) that controls the flow rate of the blown air flowing through the radiator 13.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the compressor 22 is the compressor control unit 60d.
- the compressor control unit 60d may be configured separately from the control device 60.
- the compressor control unit 60 d is a refrigerant flow rate adjusting unit that controls the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the on-off valve 38 is the on-off valve control unit 60e.
- the on-off valve control unit 60e may be configured separately from the control device 60.
- the on-off valve 38 and the on-off valve control unit 60 e are cooler core adjustment units (a heat exchanger adjustment unit and an air cooling heat exchanger adjustment unit) that adjust the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the indoor fan 54 is the indoor fan controller 60f.
- the indoor fan control unit 60f may be configured separately from the control device 60.
- the indoor blower control unit 60 f is a cooler core adjustment unit (heat exchanger adjustment unit) that controls the flow rate of the blown air flowing through the cooler core 16.
- the indoor blower 54 and the indoor blower control unit 60f are air volume control units that control the volume of blown air blown into the vehicle interior.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of various doors (inside / outside air switching door 53, air mix door 55, air outlet mode door, etc.) arranged inside case 51 is an air conditioning switching control unit. 60 g.
- the air conditioning switching control unit 60g may be configured separately from the control device 60.
- the air mix door 55 and the air conditioning switching control unit 60g are an air volume ratio adjusting unit that adjusts the air volume ratio between the blown air cooled by the cooler core 16 and the blown air flowing through the heater core 17 and the blown air flowing around the heater core 17. is there.
- the inside / outside air switching door 53 and the air conditioning switching control unit 60g are an inside / outside air ratio adjusting unit that adjusts the ratio between the inside air and the outside air in the blown air blown into the vehicle interior.
- detection signals of sensor groups such as an inside air sensor 61, an outside air sensor 62, a solar radiation sensor 63, a first water temperature sensor 64, a second water temperature sensor 65, a cooler core temperature sensor 66, a refrigerant temperature sensor 67, and the like. Entered.
- the inside air sensor 61 is a detection device (inside air temperature detection device) that detects the temperature of the inside air (vehicle compartment temperature).
- the outside air sensor 62 is a detection device (outside air temperature detection device) that detects the temperature of the outside air (the temperature outside the passenger compartment).
- the solar radiation sensor 63 is a detection device (a solar radiation amount detecting means) that detects the amount of solar radiation in the passenger compartment.
- the first water temperature sensor 64 is a detection device (first heat medium temperature detection device) that detects the temperature of the cooling water flowing through the first pump flow path 31 (for example, the temperature of the cooling water sucked into the first pump 11). is there.
- the second water temperature sensor 65 is a detection device (second heat medium temperature detection device) that detects the temperature of the cooling water flowing through the second pump flow path 32 (for example, the temperature of the cooling water sucked into the second pump 12). is there.
- the cooler core temperature sensor 66 is a detection device (cooler core temperature detection device) that detects the surface temperature of the cooler core 16.
- the cooler core temperature sensor 66 is, for example, a fin thermistor 66a (FIG. 1) that detects the temperature of the heat exchange fins of the cooler core 16, a water temperature sensor 66b (FIG. 1) that detects the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16, and the like.
- the refrigerant temperature sensor 67 is a detection device (refrigerant temperature detection device) that detects the refrigerant temperature of the refrigeration cycle 21 (for example, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 22).
- Operation signals from various air conditioning operation switches provided on the operation panel 69 disposed near the instrument panel in the front of the vehicle interior are input to the input side of the control device 60.
- various air conditioning operation switches provided on the operation panel 69 an air conditioner switch, an auto switch, an air volume setting switch of the indoor blower 52, a vehicle interior temperature setting switch, and the like are provided.
- the air conditioner switch is a switch for switching on / off (on / off) of air conditioning (cooling or heating).
- the auto switch is a switch for setting or canceling automatic control of air conditioning.
- the vehicle interior temperature setting switch is a target temperature setting unit that sets the vehicle interior target temperature by the operation of the passenger.
- the control device 60 controls the operations of the first pump 11, the second pump 12, the first switching valve 18, the second switching valve 19, the compressor 22, the inside / outside air switching door 53, the air mix door 55, the outlet mode door, and the like. By doing so, it is possible to switch to various operation modes.
- the control device 60 executes the control process shown in the flowchart of FIG. In step S100, it is determined whether or not the target blown air temperature TAO is lower than the cooler core inflow air temperature TI.
- TAO Kset ⁇ Tset ⁇ Kr ⁇ Tr ⁇ Kam ⁇ Tam ⁇ Ks ⁇ Ts + C F1
- Tset is the vehicle interior temperature set by the vehicle interior temperature setting switch
- Tr is the vehicle interior temperature (internal air temperature) detected by the internal air sensor 61.
- Tam is the outside air temperature detected by the outside air sensor 62.
- Ts is the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 63.
- Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains.
- C is a constant for correction.
- the target blown air temperature TAO corresponds to the amount of heat that the vehicle air conditioner needs to generate in order to keep the interior of the vehicle interior at a desired temperature, and the air conditioning heat load (cooling load and heating) required for the vehicle air conditioner. Load). That is, when the cooling load required for the vehicle air conditioner is high, the target blown air temperature TAO is in a low temperature range, and when the heating load required for the vehicle air conditioner is high, the target blown air temperature TAO is set in a high temperature range. Become.
- the cooler core inflow air temperature TI is the temperature of the blown air flowing into the cooler core 16 and is calculated by the following formula F2.
- TI Tr ⁇ 0.01A + Tam ⁇ 0.01 (1-0.01A) ...
- F2 A represents the air volume ratio (inside air rate) of the inside air and the outside air introduced into the case 51 through the inside / outside air switching box 52 as a percentage.
- the cooler core inflow air temperature TI may be directly detected by a dedicated temperature sensor.
- step S100 When it is determined in step S100 that the target blown air temperature TAO is lower than the cooler core inflow air temperature TI, the process proceeds to step S110, and the cooling mode is entered.
- FIG. 9 shows control processing in the cooling mode.
- step S111 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated to switch the cooling water flow to the cooling mode flow shown in FIG. Specifically, the cooling water sucked and discharged by the second pump 12 is switched to a state in which it circulates through the radiator 13.
- step S111 the on-off valve 38 is opened, and the cooling water sucked and discharged by the first pump 11 is switched to the state of circulating through the cooler core 16.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the cooler core 16, so that the air blown into the vehicle interior is cooled by the cooler core 16, and the cooling water heated by the cooling water heater 15 becomes the heater core 17 and the radiator. 13, the air blown into the passenger compartment is heated by the heater core 17 and radiated from the cooling water to the outside air by the radiator 13.
- step S112 the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) is controlled so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO (first target temperature). Specifically, when the surface temperature TC of the cooler core 16 exceeds the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is decreased by increasing the number of revolutions of the compressor 22, and the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased. When the temperature is lower than the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased by decreasing the rotational speed of the compressor 22.
- TCO first target temperature
- step S112 instead of the surface temperature TC of the cooler core 16, various temperatures related to the surface temperature TC of the cooler core 16 (for example, the temperature of the blown air flowing out from the cooler core 16, the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16, etc.) May be used.
- step S113 it is determined whether or not the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO (second target temperature).
- the blown air temperature TAV is the temperature of air blown from the indoor air conditioning unit 50 into the vehicle interior, and is calculated by the following formula F3.
- TAV TC ⁇ 0.01 (1-SW) + TH ⁇ 0.01SW ...
- F3 In Formula F3, TC is the surface temperature of the cooler core 16, TH is the surface temperature of the heater core 17, and SW is the air volume ratio of the air flowing into the heater core 17 out of the blown air flowing out of the cooler core 16 (air mix door opening Degree) as a percentage.
- the blown air temperature TAV may be directly detected by a dedicated temperature sensor.
- various temperatures related to the blown air temperature TAV for example, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 17 may be used instead of the blown air temperature TAV.
- step S113 If it is determined in step S113 that the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO, the process proceeds to step S114, and the operation of the air mix door 55 is controlled so that the air mix door opening is decreased.
- step S113 When it is determined in step S113 that the blown air temperature TAV does not exceed the target blown air temperature TAO, the process proceeds to step S115, and the operation of the air mix door 55 is controlled so that the air mix door opening increases.
- the blown air temperature TAV is controlled to approach the target blown air temperature TAO, and the vehicle interior is cooled.
- step S100 When it is determined in step S100 shown in FIG. 8 that the target blown air temperature TAO is not lower than the cooler core inflow air temperature TI, the process proceeds to step S120, where the surface temperature TC of the cooler core 16 is lower than the frost limit temperature TCF (predetermined temperature). It is determined whether or not.
- the frost limit temperature TCF is a limit temperature (for example, 0 ° C.) at which frost (frost formation) occurs in the cooler core 16.
- the temperature of the blown air that has flowed out of the cooler core 16 may be used.
- step S130 When it is determined that the surface temperature TC of the cooler core 16 is lower than the frost limit temperature TCF, the process proceeds to step S130 and shifts to the frost suppression mode.
- the control process in the frost suppression mode is shown in FIG.
- step S131 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated to switch the flow of the cooling water to the flow of the frost suppression mode shown in FIG.
- the radiator 13 is connected to the cooling water cooler 14 side.
- the cooling water sucked and discharged by the first pump 11 is switched to a state in which it circulates through the radiator 13.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 fully open the radiator flow path 33 (maximum opening), and set the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 to the maximum flow rate.
- the refrigerant in the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the outside air by the radiator 13 and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the outside air.
- step S132 the air mix door 55 is operated to the maximum heating state (MAX HOT).
- the position of the air mix door 55 in the maximum heating state is a position where the heater core bypass passage 51a is fully closed.
- the air mix door 55 is operated to the maximum heating state, the entire amount of the blown air that has flowed out of the cooler core 16 flows through the heater core 17 and is heated.
- Refrigeration cycle fluctuations due to environmental fluctuations during use of the vehicle (abrupt fluctuations in the outside air temperature, fluctuations in the amount of air flowing through the radiator 13 mainly due to fluctuations in the vehicle speed)
- the blown air temperature may be temporarily controlled by controlling the opening of the air mix door 55. This is because the opening degree control of the air mix door 55 is more responsive than the refrigerant flow rate control of the compressor 22.
- step S133 the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) is controlled so that the blown air temperature TAV approaches the target blown air temperature TAO (second target temperature). Specifically, when the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO, the blown air temperature TAV is lowered by decreasing the rotation speed of the compressor 22, and the blown air temperature TAV is reduced to the target blown air temperature TAO. When the temperature is lower than, the blown air temperature TAV is increased by increasing the rotation speed of the compressor 22.
- step S133 various temperatures related to the blown air temperature TAV (for example, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 17) may be used instead of the blown air temperature TAV.
- step S134 the flow rate of cooling water (cooler core flow rate) flowing through the cooler core 16 by intermittently opening and closing the on-off valve 38 so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO (first target temperature).
- the target surface temperature TCO of the cooler core 16 is set in the range of 0 to 10 ° C.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 is caused to flow to the cooler core 16 by opening the on-off valve 38 and the cooler core 16.
- the flow of the cooling water to the cooler core 16 is shut off by closing the on-off valve 38 to thereby reduce the surface temperature TC of the cooler core 16.
- the time average flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 is adjusted so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO, and the condensed water adhering to the surface of the cooler core 16 is frozen, or the cooler core 16 It is suppressed that the condensed water adhering to the surface of the water evaporates and fogging of the window and odor are generated.
- step S134 instead of the surface temperature TC of the cooler core 16, various temperatures related to the surface temperature TC of the cooler core 16 (for example, the temperature of the blown air flowing out of the cooler core 16) may be used.
- step S134 instead of opening and closing the on-off valve 38 intermittently, the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 may be adjusted by controlling the opening of the on-off valve 38 to an intermediate opening.
- the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 may be adjusted by controlling the cooling water discharge capacity of the first pump 11 (specifically, the rotational speed of the first pump 11).
- the blown air cooled and dehumidified by the cooler core 16 is heated by the heater core 17 and blown into the vehicle interior, so that the vehicle interior can be dehumidified and heated.
- step S140 shown in FIG. 8 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated to shut off the flow of the cooling water to the radiator 13 (water flow OFF), and the on-off valve 38 is opened.
- the cooling water sucked and discharged by one pump 11 is switched to a state where the cooling water circulates through the cooler core 16 (water flow ON).
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the cooler core 16, the cooling water absorbed by the cooling water from the air blown into the vehicle interior by the cooler core 16 and heated by the cooling water heater 15 becomes the heater core. 17, the air blown into the passenger compartment is heated by the heater core 17.
- the refrigerant of the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the air blown into the passenger compartment by the cooler core 16 and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the blown air into the vehicle interior.
- step S140 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 may be operated so that the flow rate of the cooling water flowing through the radiator 13 is less than a predetermined amount.
- step S150 the air mix door 55 is operated to the position of the maximum heating state (MAX HOT).
- step S160 the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) is controlled so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO. Specifically, when the surface temperature TC of the cooler core 16 exceeds the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is decreased by increasing the number of revolutions of the compressor 22, and the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased. When the temperature is lower than the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased by decreasing the rotational speed of the compressor 22.
- step S160 instead of the surface temperature TC of the cooler core 16, various temperatures related to the surface temperature TC of the cooler core 16 (for example, the temperature of the blown air flowing out of the cooler core 16) may be used.
- step S170 it is determined whether or not the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO.
- various temperatures related to the blown air temperature TAV for example, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 17 may be used instead of the blown air temperature TAV.
- step S180 When it is determined that the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO, the process proceeds to step S180, and the heat dissipation mode is entered.
- FIG. 13 shows the control process in the heat dissipation mode.
- step S181 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated so that the flow of the cooling water is switched to the flow of the heat radiation mode shown in FIG. Specifically, the radiator 13 is connected to the cooling water heater 15 side. In other words, the cooling water sucked and discharged by the second pump 12 is switched to a state where it circulates through the radiator 13. At this time, the first switching valve 18 and the second switching valve 19 reduce the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 to the minimum flow rate by restricting the radiator flow path 33 to the minimum opening.
- step S181 the on-off valve 38 is opened to switch to a state where the cooling water sucked and discharged by the first pump 11 circulates through the cooler core 16 (cooler core water flow ON).
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the cooler core 16, the cooling water absorbed by the cooling water from the air blown into the vehicle interior by the cooler core 16 and heated by the cooling water heater 15 becomes the heater core. 17, the air blown into the passenger compartment is heated by the heater core 17, and the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows through the radiator 13 at a minimum flow rate. Therefore, the radiator 13 generates a minimum amount of heat from the cooling water to the outside air. Heat is dissipated.
- the refrigerant of the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the air blown into the passenger compartment by the cooler core 16 and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the blown air into the vehicle interior.
- step S182 the air mix door 55 is operated to the maximum heating state (MAX HOT).
- the position of the air mix door 55 in the maximum heating state is a position where the heater core bypass passage 51a is fully closed.
- the air mix door 55 is operated to the maximum heating state, the entire amount of the blown air that has flowed out of the cooler core 16 flows through the heater core 17 and is heated.
- Refrigeration cycle fluctuations due to environmental fluctuations during use of the vehicle (abrupt fluctuations in the outside air temperature, fluctuations in the amount of air flowing through the radiator 13 mainly due to fluctuations in the vehicle speed)
- the blown air temperature may be temporarily controlled by controlling the opening of the air mix door 55. This is because the opening degree control of the air mix door 55 is more responsive than the refrigerant flow rate control of the compressor 22.
- step S183 the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) is controlled so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO. Specifically, when the surface temperature TC of the cooler core 16 exceeds the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is decreased by increasing the number of revolutions of the compressor 22, and the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased. When the temperature is lower than the target surface temperature TCO, the surface temperature TC of the cooler core 16 is increased by decreasing the rotational speed of the compressor 22.
- step S183 instead of the surface temperature TC of the cooler core 16, various temperatures related to the surface temperature TC of the cooler core 16 (for example, the temperature of the blown air flowing out of the cooler core 16) may be used.
- step S184 the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 (radiator flow rate) is controlled so that the blown air temperature TAV approaches the target blown air temperature TAO.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated so that the opening degree of the radiator flow path 33 is increased by a predetermined amount.
- the opening degree of the radiator flow path 33 is By operating the first switching valve 18 and the second switching valve 19 so as to decrease the fixed amount, the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is decreased and the blown air temperature TAV is increased.
- the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is adjusted so that the blown air temperature TAV approaches the target blown air temperature TAO, and the vehicle interior is heated.
- step S184 various temperatures related to the blown air temperature TAV (for example, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 17) may be used instead of the blown air temperature TAV.
- step S184 instead of the first switching valve 18 and the second switching valve 19 increasing or decreasing the opening degree of the radiator flow path 33 by a predetermined amount, the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are moved to the radiator flow path 33.
- the time average flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 may be adjusted by intermittently opening and closing.
- the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 may be adjusted by controlling the cooling water discharge capacity of the first pump 12 (specifically, the rotational speed of the second pump 12).
- step S184 instead of adjusting the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13, the flow rate of the outside air flowing through the radiator 13 may be adjusted. Specifically, the flow rate of the outside air flowing through the radiator 13 may be adjusted by controlling the operation of the outdoor blower 20.
- the blown air cooled and dehumidified by the cooler core 16 is heated by the heater core 17 and blown into the vehicle interior, so that the vehicle interior can be dehumidified and heated.
- the heat that is absorbed in the cooling water from the air blown into the passenger compartment by the cooler core 16 is radiated to the outside air by the radiator 13, so that the passenger compartment is heated excessively. Can be suppressed.
- step S170 When it is determined in step S170 that the blown air temperature TAV is not higher than the target blown air temperature TAO, the process proceeds to step S190, and the heat absorption mode is entered.
- FIG. 15 shows the control process in the endothermic mode.
- step S191 the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated to switch the cooling water flow to the endothermic mode flow shown in FIG. Specifically, the radiator 13 is connected to the cooling water cooler 14 side. In other words, the cooling water sucked and discharged by the first pump 11 is switched to a state in which it circulates through the radiator 13. At this time, the first switching valve 18 and the second switching valve 19 reduce the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 to the minimum flow rate by restricting the radiator flow path 33 to the minimum opening.
- step S191 the on-off valve 38 is opened to switch to a state in which the cooling water sucked and discharged by the first pump 11 circulates through the cooler core 16 (cooler core water flow ON).
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the cooler core 16, the cooling water absorbed by the cooling water from the air blown into the vehicle interior by the cooler core 16 and cooled by the cooling water cooler 14 becomes the radiator. 13 flows at the minimum flow rate, and the radiator 13 absorbs heat from the outside air to the cooling water with the minimum amount of heat, and the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows through the heater core 17. Heated.
- the refrigerant in the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the air blown into the vehicle interior by the cooler core 16, absorbs heat from the outside air by the radiator 13, and radiates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the blown air and outside air into the vehicle interior.
- step S192 the air mix door 55 is operated to the maximum heating state (MAX HOT).
- the position of the air mix door 55 in the maximum heating state is a position where the heater core bypass passage 51a is fully closed.
- the air mix door 55 is operated to the maximum heating state, the entire amount of the blown air that has flowed out of the cooler core 16 flows through the heater core 17 and is heated.
- Refrigeration cycle fluctuations due to environmental fluctuations during use of the vehicle (abrupt fluctuations in the outside air temperature, fluctuations in the amount of air flowing through the radiator 13 mainly due to fluctuations in the vehicle speed)
- the blown air temperature may be temporarily controlled by controlling the opening of the air mix door 55. This is because the opening degree control of the air mix door 55 is more responsive than the refrigerant flow rate control of the compressor 22.
- step S193 the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) is controlled so that the blown air temperature TAV approaches the target blown air temperature TAO. Specifically, when the blown air temperature TAV is higher than the target blown air temperature TAO, the blown air temperature TAV is lowered by decreasing the rotation speed of the compressor 22, and the blown air temperature TAV is reduced to the target blown air temperature TAO. When the temperature is lower than, the blown air temperature TAV is increased by increasing the rotation speed of the compressor 22.
- step S193 various temperatures related to the blown air temperature TAV (for example, the temperature of the cooling water flowing into the heater core 17) may be used instead of the blown air temperature TAV.
- step S194 the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 (radiator flow rate) is controlled so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are operated so that the opening degree of the radiator flow path 33 is decreased by a predetermined amount. As a result, the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is reduced to lower the surface temperature TC of the cooler core 16.
- the flow path of the radiator 33 By operating the first switching valve 18 and the second switching valve 19 so that the opening degree increases by a predetermined amount, the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is increased to increase the surface temperature TC of the cooler core 16.
- the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is adjusted so that the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the target surface temperature TCO, and freezing and evaporation of the condensed water adhering to the surface of the cooler core 16 are suppressed. .
- step S194 instead of the surface temperature TC of the cooler core 16, various temperatures related to the surface temperature TC of the cooler core 16 (for example, the temperature of the blown air flowing out from the cooler core 16) may be used.
- step S194 instead of the first switching valve 18 and the second switching valve 19 increasing or decreasing the opening degree of the radiator flow path 33 by a predetermined amount, the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are moved to the radiator flow path 33.
- the time average flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 may be adjusted by intermittently opening and closing.
- the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 may be adjusted by controlling the cooling water discharge capacity of the first pump 11 (specifically, the rotational speed of the first pump 11).
- step S194 instead of adjusting the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13, the flow rate of the outside air flowing through the radiator 13 may be adjusted. Specifically, the flow rate of the outside air flowing through the radiator 13 may be adjusted by controlling the operation of the outdoor blower 20.
- the blown air cooled and dehumidified by the cooler core 16 is heated by the heater core 17 and blown into the vehicle interior, so that the vehicle interior can be dehumidified and heated.
- the vehicle interior can be heated with a higher heating capacity than in the heat dissipation mode.
- the flow rate of the cooling water circulating through the radiator 13 is adjusted, and the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 is not adjusted.
- the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 can be increased.
- the cooling capability (dehumidification capability) of the cooler core 16 can be increased as compared with the frost suppression mode.
- the control device 60 in the heat absorption mode and the heat dissipation mode, includes the cooling water flowing through the radiator 13 so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO.
- the flow rate of at least one of the outside air is adjusted.
- the temperature of the cooler core 16 can be appropriately controlled in the heat absorption mode and the heat dissipation mode.
- the control device 60 sets the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 so that the temperatures TH and TAV related to the temperature of the blown air heated by the heater core 17 approach the first target temperatures THO and TAO. You may adjust.
- control device 60 generates heat so that the temperatures TC, TH, TAV related to the temperature of the blown air adjusted in temperature by the heat medium air heat exchangers 16, 17 approach the first target temperatures TCO, THO, TAO. What is necessary is just to adjust the flow volume of the heat medium which flows through the delivery apparatus 13.
- the control device 60 in the endothermic mode, includes the cooling water flowing through the radiator 13 and the outside air so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO. At least one flow rate is adjusted, and the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperatures related to the blown air temperatures TH and TAV approach the second target temperatures THO and TAO.
- the surface temperature of the cooler core 16 and the temperature of the air blown into the passenger compartment can be controlled appropriately.
- the temperature related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 refers to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 itself, the temperature related to the surface temperature TC of the cooler core 16, and the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16. It is related temperature etc.
- the temperature related to the blown air temperature TAV is a temperature related to the temperature of the blown air blown into the passenger compartment after being adjusted in temperature by at least one of the heat exchangers of the cooler core 16 and the heater core 17.
- the first target temperature TCO is preferably set to a temperature within a temperature range in which frost does not occur in the cooler core 16 and condensed water attached to the surface of the cooler core 16 does not evaporate.
- the target surface temperature TCO of the cooler core 16 is used as the first target temperature TCO.
- the second target temperature TAO is preferably set to a blown air temperature that needs to be generated by the vehicle air conditioner in order to keep the interior of the vehicle interior at a desired temperature.
- the target blown air temperature TAO is used as the second target temperature TAO.
- the control device 60 in the heat dissipation mode, causes the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the second target temperature TCO. And the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the first target temperature TAO.
- the control device 60 sets the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO. adjust. Thereby, the temperature of the cooler core 16 can be appropriately controlled in the frost suppression mode.
- the controller 60 may adjust the flow rate of the cooling water flowing through the heater core 17 so that the temperatures TH and TAV related to the temperature of the blown air heated by the heater core 17 approach the first target temperatures THO and TAO.
- control device 60 generates heat so that the temperatures TC, TH, TAV related to the temperature of the blown air adjusted in temperature by the heat medium air heat exchangers 16, 17 approach the first target temperatures TCO, THO, TAO. What is necessary is just to adjust the flow volume of the heat medium which flows through the delivery apparatus 13.
- the control device 60 sets the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO.
- the compressor control unit 60d adjusts the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so that the temperatures related to the blown air temperatures TH and TAV approach the second target temperatures THO and TAO.
- the surface temperature of the cooler core 16 and the temperature of the air blown into the passenger compartment can be controlled appropriately.
- the control device 60 in the cooling mode, causes the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO. And the blown air flowing through the heater core 17 and the blown air flowing around the heater core 17 out of the blown air cooled by the cooler core 16 so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the second target temperature TAO Adjust the air volume ratio.
- the surface temperature of the cooler core 16 and the temperature of the air blown into the passenger compartment can be appropriately controlled.
- control device 60 may adjust the flow rate of at least one of the cooling water flowing through the radiator 13 and the outside air.
- the temperature of the air blown from the heater core 17 can be stabilized and the controllability of the blown air temperature TAV can be enhanced. Further, by reducing the flow rate of at least one of the cooling water flowing through the radiator 13 and the outside air, the environment changes when the vehicle is used (sudden fluctuations in the outside air temperature, fluctuations in the amount of air flowing through the radiator 13 mainly due to fluctuations in the vehicle speed). In contrast, the fluctuation of the blown air temperature can be reduced.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 switch the radiator 13 to the state where the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows, and the control device 60 controls the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16. Is adjusted so that the temperature of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 approaches the first target temperature TCO, and the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the second target temperature TAO.
- the flow rate of the refrigerant discharged from 22 is adjusted.
- the amount of heat for heating when the amount of heat for heating is insufficient in the heat dissipation mode, the amount of heat for heating can be secured by switching to the heat absorption mode.
- the first switching valve 18 may be switched to the endothermic mode after switching the radiator 13 to a state where the cooling water heated by the condenser 15 does not flow.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 switch the radiator 13 to the state where the cooling water heated by the condenser 15 flows, and the control device 60 sets the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 to the first.
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so as to approach the first target temperature TCO, and the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the second target temperature TAO.
- the flow rate of at least one of them is adjusted.
- the radiator 13 can be radiated to the outside air by switching to the radiating mode.
- the first switching valve 18 may switch to the radiator 13 after switching to the radiator 13 so that the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 does not flow.
- the control device 60 determines that the temperature related to the blown air temperature TAV is the second target.
- the air volume ratio between the blown air flowing through the heater core 17 and the blown air flowing around the heater core 17 out of the blown air cooled by the cooler core 16 is adjusted so as to approach the temperature TAO.
- the cooling can be appropriately performed by switching to the cooling mode.
- the first pump 11, the second pump 12, the first switching valve 18 and the second switching valve 19. May operate so that the temporal flow rate of the cooling water heated by the cooling water heater 15 and flowing through the radiator 13 increases.
- the control device 60 in the endothermic mode, when it is determined that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 is lower than the predetermined temperature TCF, the control device 60 is related to the surface temperature TC of the cooler core 16. At least one of the flow rate and the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is adjusted so that the temperature approaches the first target temperature TCO.
- the control device 60 in the frost suppression mode, when it is determined that the temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16 exceeds the predetermined temperature TCF, the control device 60 relates to the surface temperature TC of the cooler core 16. The flow rate of at least one of the cooling water flowing through the radiator 13 and the outside air is adjusted so that the temperature to be moved approaches the first target temperature TCO.
- the control device 60 determines that the temperature related to the blown air temperature TAV is the second.
- the flow rate of at least one of the cooling water flowing through the radiator 13 and the outside air is adjusted so as to approach the target temperature TAO.
- the heating when heating is required in the cooling mode, the heating can be appropriately performed by switching to the heat radiation mode.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are connected to the radiator 13 by the condenser 15. After switching to a state in which the heated cooling water does not flow, the heat dissipation mode may be switched.
- the control device 60 in the heat absorption mode and the heat dissipation mode, the control device 60 operates so that the cooling water flows intermittently through the radiator 13. Thereby, the time average flow volume of the cooling water which flows through the radiator 13 can be adjusted.
- the control device 60 in the frost suppression mode, operates so that the cooling water flows intermittently through the cooler core 16. Thereby, the time average flow volume of the cooling water which flows through the cooler core 16 can be adjusted.
- the first switching valve 18, the second switching valve 19, and the switching valve control unit 60 b may operate so as to adjust the opening degree of the radiator flow path 33. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the radiator 13 can be adjusted.
- control device 60 may operate so as to adjust the opening degree of the cooler core channel 36. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the cooler core 16 can be adjusted.
- control device 60 may adjust the flow rate of the cooling water discharged from the first pump 11 or the second pump 12. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the radiator 13 can be adjusted.
- the pump control unit 60a may adjust the flow rate of the cooling water discharged from the first pump 11 or the second pump 12. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the cooler core 16 can be adjusted.
- control device 60 may adjust the flow rate of the outside air blown by the outside air blower 20. Thereby, the flow volume of the external air which flows through the radiator 13 can be adjusted.
- the cooler core 16 is formed with at least one flow path 163 through which cooling water flows from the lower side in the gravitational direction toward the upper side in the gravitational direction. Thereby, it can suppress that frost (frost formation) generate
- the cooler core 16 includes the cooling water flow path 163 so that the cooling water flows from the downstream side in the air flow direction toward the upstream side. Thereby, it can suppress that frost (frost formation) generate
- the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 is controlled in the frost suppression mode.
- the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is controlled in the frost suppression mode.
- an electric heater 70 is disposed in the cooler core flow path 36.
- the electric heater 70 is a heating element that generates heat when supplied with electric power.
- the cooling water flowing through the cooler core channel 36 is heated by the heat generated by the electric heater 70.
- the operation of the electric heater 70 is controlled by the control device 60.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the electric heater 70 in the control device 60 is the electric heater control unit 60h.
- the electric heater control unit 60 h may be configured separately from the control device 60.
- the electric heater 70 and the electric heater control unit 60h are a cooler core adjusting unit (a heat exchanger adjusting unit and an air cooling heat exchanger adjusting unit) that adjusts the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16.
- the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 can be increased by heating the cooling water with the electric heater 70.
- the control device 60 adjusts the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 so that the temperature related to the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO, and the blown air
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperature TAV approaches the second target temperature TAO.
- the surface temperature of the cooler core 16 and the temperature of the air blown into the passenger compartment can be controlled appropriately.
- the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is increased by heating the cooling water with the electric heater 70.
- the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is raised by mixing the cooling water heated by the cooling water heater 15 with the cooled cooling water.
- a first communication channel 71, a second communication channel 72, a first communication on / off valve 73, and a second communication on / off valve 74 are added.
- the first communication channel 71 is a channel that communicates a portion of the cooler core channel 36 on the cooling water inlet side of the cooler core 16 and a portion of the heater core channel 37 on the cooling water inlet side of the cooler core 16. .
- the second communication channel 72 is a channel that communicates a portion of the cooler core channel 36 on the cooling water outlet side of the cooler core 16 and a portion of the heater core channel 37 on the cooling water outlet side of the cooler core 16. .
- the first communication open / close valve 73 is an electromagnetic valve that opens and closes the first communication flow path 71.
- the operation of the first communication on / off valve 73 is controlled by the control device 60.
- the second communication on / off valve 74 is an electromagnetic valve that opens and closes the second communication flow path 72.
- the operation of the second communication opening / closing valve 74 is controlled by the control device 60.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the first communication on / off valve 73 and the second communication on / off valve 74 in the control device 60 is defined as a communication control unit 60i.
- the communication control unit 60 i may be configured separately from the control device 60.
- the first communication on / off valve 73, the second communication on / off valve 74, and the communication control unit 60i are a cooler core adjustment unit (a heat exchanger adjustment unit, an air cooling heat exchanger adjustment unit) that adjusts the temperature of the coolant flowing through the cooler core 16. It is.
- the first communication on / off valve 73 opens the first communication flow path 71 and the second communication on / off valve 74 opens the second communication flow path 72, so that the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 is added to the cooling water heater.
- the cooling water heated at 15 is mixed, and as a result, the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 rises.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 By adjusting the opening degree of at least one of the first communication on-off valve 73 and the second communication on-off valve 74, the cooling water cooled by the cooling water cooler 14, the cooling water heated by the cooling water heater 15, Is adjusted, and the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is adjusted accordingly.
- the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 may be increased by operating the first switching valve 18 and the second switching valve 19 to mix the cooling water heated by the cooling water heater 15.
- the control device 60 adjusts the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 so that the temperature related to the surface temperature TC of the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO, and the blown air
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperature TAV approaches the second target temperature TAO.
- one end of the cooler core flow path 36 is connected to a portion of the first pump flow path 31 on the cooling water suction side of the first pump 11, and one end of the heater core flow path 37 is In this embodiment, one end of the cooler core flow path 36 is connected to a portion of the second pump flow path 32 on the cooling water suction side of the second pump 12 as shown in FIG.
- the first switching valve 18 is connected to the third inlet 18 d, and one end of the heater core flow path 37 is connected to the third outlet 19 d of the second switching valve 19.
- the first switching valve 18 can adjust the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core flow path 36.
- the second switching valve 19 can adjust the flow rate of the cooling water flowing through the heater core flow path 37.
- One end of a device flow path 80 is connected to the second outlet 18e of the first switching valve 18.
- the other end of the device flow path 80 is connected to the second inlet 19e of the second switching valve 19.
- a device 81 is disposed in the device flow path 80.
- the device 81 is a heat transfer device (temperature adjustment target device) that has a flow path through which the cooling water flows and that transfers heat to and from the cooling water.
- Examples of the device 81 include an inverter, a battery, a battery temperature control heat exchanger, a traveling electric motor, an engine device, a cold storage heat body, a ventilation heat recovery heat exchanger, and a cooling water cooling water heat exchanger.
- An inverter is a power conversion device that converts DC power supplied from a battery into AC voltage and outputs the AC voltage to a traveling electric motor.
- the battery temperature control heat exchanger is a heat exchanger (air heat medium heat exchanger) that is arranged in a blowing path to the battery and exchanges heat between the blown air and cooling water.
- Engine devices include turbochargers, intercoolers, EGR coolers, CVT warmers, CVT coolers, exhaust heat recovery devices, and the like.
- the turbocharger is a supercharger that supercharges engine intake air (intake).
- the intercooler is an intake air cooler (intake heat medium heat exchanger) that cools the supercharged intake air by exchanging heat between the supercharged intake air that has been compressed by the turbocharger and becomes high temperature and the cooling water.
- the EGR cooler is an exhaust cooling water heat exchanger (exhaust heat medium heat exchanger) that cools exhaust gas by exchanging heat between engine exhaust gas (exhaust gas) returned to the intake side of the engine and cooling water.
- CVT warmer is a lubricating oil cooling water heat exchanger (lubricating oil heat medium heat exchanger) that heats CVT oil by exchanging heat between lubricating oil (CVT oil) that lubricates CVT (continuously variable transmission) and cooling water. It is.
- the CVT cooler is a lubricating oil cooling water heat exchanger (lubricating oil heat medium heat exchanger) that cools the CVT oil by exchanging heat between the CVT oil and the cooling water.
- lubricating oil cooling water heat exchanger lubricating oil heat medium heat exchanger
- the exhaust heat recovery unit is an exhaust cooling water heat exchanger (exhaust heat medium heat exchanger) that exchanges heat between the exhaust and the cooling water to absorb the heat of the exhaust into the cooling water.
- exhaust cooling water heat exchanger exhaust heat medium heat exchanger
- the cold storage heat storage body stores the heat or cold energy of the cooling water.
- Examples of the cold storage body include a chemical heat storage material, a heat retaining tank, a latent heat storage body (paraffin or hydrate-based substance), and the like.
- the ventilation heat recovery heat exchanger is a heat exchanger that recovers the heat (cold or hot) that is thrown out by ventilation.
- a ventilation heat recovery heat exchanger recovers heat (cold heat or hot heat) that is thrown out by ventilation, thereby reducing power required for air conditioning.
- the cooling water cooling water heat exchanger is a heat exchanger that exchanges heat between cooling water and cooling water.
- a cooling water cooling water heat exchanger includes cooling water (cooling water circulated by the first pump 11 or the second pump 12) of the vehicle thermal management system 10 and an engine cooling circuit (cooling water for engine cooling). Heat can be exchanged between the vehicle thermal management system 10 and the engine cooling circuit by exchanging heat with the cooling water in the circulating circuit).
- the flow rate of the cooling water flowing through the cooler core 16 and the flow rate of the cooling water flowing through the heater core 17 can be adjusted by the first switching valve 18 and the second switching valve 19.
- the electric heater 70 is disposed in the cooler core flow path 36 as in the second embodiment, the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 is set by heating the cooling water with the electric heater 70. Can be raised.
- a second evaporator 82 may be disposed in the case 51 of the indoor air conditioning unit 50 instead of the cooler core 16.
- the second evaporator 82 is an air cooling heat exchanger that cools the blown air into the vehicle interior by exchanging heat between the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle 21 and the blown air into the vehicle interior.
- the refrigeration cycle 21 has a second expansion valve 83 and a pressure adjustment valve 84.
- the second expansion valve 83 is a decompression device that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the receiver 23.
- the pressure adjustment valve 84 is a pressure adjustment unit that adjusts the refrigerant evaporation pressure in the second evaporator 82.
- the second evaporator 82, the second expansion valve 83, and the pressure regulating valve 84 are arranged in parallel with the expansion valve 24 and the cooling water cooler 14 in the refrigerant flow of the refrigeration cycle 21.
- the second evaporator 82, the second expansion valve 83, and the pressure adjustment valve 84 are arranged in the order of the second expansion valve 83, the second evaporator 82, and the second expansion valve 83 in the refrigerant flow of the refrigeration cycle 21. .
- the cooler core 16 and the heater core 17 are arranged in series in the air flow in the case 51 of the indoor air conditioning unit 50. However, in the present embodiment, as shown in FIG. They are arranged in parallel in the air flow.
- the case 51 is formed with a partition wall 51c that partitions the air passage on the cooler core 16 side and the air passage on the heater core 17 side.
- the air mix door 55 is disposed on the air flow downstream side of the indoor blower 54 and on the air flow upstream side of the cooler core 16 and the heater core 17.
- the cooler core 16 and the heater core 17 are accommodated in the common indoor air conditioning unit 50.
- the cooler core 16 is accommodated in the cooler unit 50A
- the heater core 17 is the heater. It is accommodated in the unit 50B.
- the indoor blower 54A and the cooler core 16 are disposed in the case 51A of the cooler unit 50A.
- An indoor blower 54B and a heater core 17 are disposed in the case 51B of the heater unit 50B.
- the present embodiment includes a battery temperature adjusting heat exchanger 81A, an inverter 81B, and a cooling water cooling water heat exchanger 81C as the heat transfer device 81 described above.
- the battery temperature control heat exchanger 81A, the inverter 81B, and the cooling water cooling water heat exchanger 81C have a flow path through which the cooling water flows, and a heat transfer device (a temperature adjustment target) that transfers heat to and from the cooling water. Equipment).
- the battery temperature control heat exchanger 81A is a heat exchanger (air heat medium heat exchanger) that is arranged in the air blowing path to the battery and exchanges heat between the blown air and the cooling water.
- the battery temperature adjustment heat exchanger 81A is disposed in the battery heat exchange channel 80A.
- One end of the battery heat exchange channel 80A is connected to the battery heat exchange outlet 18f of the first switching valve 18.
- the other end of the battery heat exchange channel 80 ⁇ / b> A is connected to the battery heat exchange inlet 19 f of the second switching valve 19.
- the inverter 81B is a power conversion device that converts DC power supplied from the battery into AC voltage and outputs the AC voltage to the traveling electric motor.
- the inverter 81B is disposed in the inverter flow path 80B.
- One end of the inverter flow path 80B is connected to the inverter outlet 18g of the first switching valve 18.
- the other end of the inverter flow path 80 ⁇ / b> B is connected to the inverter inlet 19 g of the second switching valve 19.
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C includes cooling water (cooling water circulated by the first pump 11 or the second pump 12) of the vehicle thermal management system 10 and cooling water (engine heat medium for the engine cooling circuit 90). ) And a heat exchanger (heat medium heat medium heat exchanger).
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C is disposed in the cooling water cooling water heat exchanger channel 80C.
- One end of the cooling water cooling water heat exchanger flow path 80 ⁇ / b> C is connected to the cooling water cooling water heat exchanger outlet 18 h of the first switching valve 18.
- the other end of the cooling water cooling water heat exchanger channel 80 ⁇ / b> C is connected to the cooling water cooling water heat exchanger inlet 19 h of the second switching valve 19.
- one end of the cooler core flow path 36 is connected to the cooler core outlet 18i of the first switching valve 18.
- the other end of the cooler core flow path 36 is connected to the cooler core inlet 19 i of the second switching valve 19.
- One end of the heater core flow path 37 is connected to the heater core outlet 18j of the first switching valve 18.
- the other end of the heater core flow path 36 is connected to the heater core inlet 19 j of the second switching valve 19.
- the first switching valve 18 includes a state in which the cooling water discharged from the first pump 11 flows into each of the devices 13, 16, 17, 81 ⁇ / b> A, 81 ⁇ / b> B, 81 ⁇ / b> C connected to the outlet side thereof, and the second pump 12. Is switched between a state in which the cooling water discharged from the inflow flows and a state in which the cooling water discharged from the first pump 11 and the cooling water discharged from the second pump 12 do not flow in.
- the second switching valve 19 has a state in which the cooling water flows out to the first pump 11 and the cooling water to the second pump 12 for each of the devices 13, 16, 17, 81A, 81B, 81C connected to the inlet side thereof. Is switched between a state in which the coolant flows and a state in which the cooling water does not flow out to the first pump 11 and the second pump 12.
- the valve opening degree of the first switching valve 18 and the second switching valve 19 can be adjusted. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through each apparatus 13, 16, 17, 81A, 81B, 81C can be adjusted.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 mix the cooling water discharged from the first pump 11 and the cooling water discharged from the second pump 12 at an arbitrary flow rate ratio to each device 13, 16. , 17, 81A, 81B, 81C.
- the engine cooling circuit 90 is a cooling water circulation circuit for cooling the engine 91.
- the engine cooling circuit 90 has a circulation passage 92 through which cooling water circulates.
- an engine 91, a third pump 93, an engine radiator 94, and a cooling water / cooling water heat exchanger 81C are arranged.
- the third pump 93 is an electric pump that sucks and discharges cooling water.
- the third pump 93 may be a mechanical pump driven by power output from the engine 91.
- the engine radiator 94 is a heat dissipation heat exchanger (air heat medium heat exchanger) that radiates heat of the cooling water to the outside air by exchanging heat between the cooling water and the outside air.
- a radiator bypass channel 95 is connected to the circulation channel 92.
- the radiator bypass channel 95 is a channel through which cooling water flows bypassing the engine radiator 94.
- a thermostat 96 is disposed at a connection portion between the radiator bypass channel 95 and the circulation channel 92.
- the thermostat 96 is a cooling water temperature responsive valve configured by a mechanical mechanism that opens and closes the cooling water flow path by displacing the valve body by a thermo wax (temperature sensitive member) that changes in volume according to temperature.
- the thermostat 96 closes the radiator bypass channel 95 when the temperature of the cooling water is higher than a predetermined temperature (for example, 80 ° C. or more), and when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature (for example, (Less than 80 ° C.), the radiator bypass channel 95 is opened.
- a predetermined temperature for example, 80 ° C. or more
- the predetermined temperature for example, (Less than 80 ° C.
- the circulation channel 92 is connected to an engine accessory flow channel 97.
- the engine accessory flow path 97 is a flow path in which the cooling water flows in parallel with the cooling water cooling water heat exchanger 81C.
- An engine accessory 98 is disposed in the engine accessory flow path 97.
- the engine accessory 98 is an oil heat exchanger, an EGR cooler, a throttle cooler, a turbo cooler, an engine auxiliary motor, or the like.
- the oil heat exchanger is a heat exchanger that adjusts the temperature of oil by exchanging heat between engine oil or transmission oil and cooling water.
- the EGR cooler is a heat exchanger that constitutes an EGR (exhaust gas recirculation) device that recirculates a part of the exhaust gas of the engine to the intake side to reduce the pumping loss generated by the throttle valve. It is a heat exchanger that adjusts the temperature of the reflux gas by exchanging heat with water.
- EGR exhaust gas recirculation
- the throttle cooler is a water jacket provided inside the throttle to cool the throttle valve.
- the turbo cooler is a cooler for cooling the turbocharger by exchanging heat between the heat generated in the turbocharger and the cooling water.
- the engine auxiliary motor is a large motor that allows the engine belt to rotate even when the engine is stopped.
- the compressor or water pump driven by the engine belt can be operated even when there is no engine driving force, or the engine can be started. Sometimes used.
- a first reserve tank 99 is connected to the engine radiator 94.
- the first reserve tank 99 is an open-air container (heat medium storage unit) that stores cooling water. Therefore, the pressure at the coolant level stored in the first reserve tank 99 becomes atmospheric pressure.
- the 1st reserve tank 99 may be constituted so that the pressure in the level of the cooling water stored in the 1st reserve tank 99 may become predetermined pressure (pressure different from atmospheric pressure).
- Storing excess cooling water in the first reserve tank 99 can suppress a decrease in the amount of cooling water circulating through each flow path.
- the first reserve tank 99 has a function of gas-liquid separation of bubbles mixed in the cooling water.
- the second reserve tank 100 is connected to the radiator flow path 33.
- the structure and function of the second reserve tank 100 are the same as those of the first reserve tank 99.
- Auxiliary heater 101 is disposed at the downstream side of the air flow of heater core 17 inside case 51 of indoor air conditioning unit 50 of the vehicle air conditioner.
- the auxiliary heater 101 has a PTC element (positive characteristic thermistor), and is a PTC heater (electric heater) that generates heat and heats air when electric power is supplied to the PTC element.
- the operation (heat generation amount) of the auxiliary heater 101 is controlled by the control device 60.
- the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the auxiliary heater 101 in the control device 60 is an auxiliary heater control unit 60j (electric heater control unit).
- the refrigeration cycle 21 includes an internal heat exchanger 102.
- the internal heat exchanger 102 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the cooling water heater 15 and the refrigerant flowing out of the cooling water cooler 14.
- the expansion valve 24 of the refrigeration cycle 21 has a temperature sensing unit 24a that detects the degree of superheat of the coolant on the outlet side of the coolant cooler 14 based on the temperature and pressure of the coolant on the outlet side of the coolant cooler 14, and the coolant cooler 14 is a temperature type expansion valve that adjusts the throttle passage area by a mechanical mechanism so that the degree of superheat of the outlet side refrigerant is in a predetermined range.
- An electric expansion valve may be used in which the temperature sensing unit 24a is configured by a thermistor and the throttle passage area is adjusted by an electric mechanism so that the degree of superheat of the coolant on the outlet side of the cooling water cooler 14 falls within a predetermined range. .
- an inside air sensor 61 On the input side of the control device 60, an inside air sensor 61, an inside air humidity sensor 110, an outside air sensor 62, a first water temperature sensor 64, a second water temperature sensor 65, a radiator water temperature sensor 111, a battery temperature sensor 112, an inverter temperature sensor 113, an engine Detection signals of sensor groups such as the water temperature sensor 114, the cooler core temperature sensor 66, the refrigerant temperature sensors 67A and 67B, and the refrigerant pressure sensors 115A and 115B are input.
- sensor groups such as the water temperature sensor 114, the cooler core temperature sensor 66, the refrigerant temperature sensors 67A and 67B, and the refrigerant pressure sensors 115A and 115B are input.
- the inside air humidity sensor 110 is a detection device (an inside air humidity detection device) that detects the humidity of the inside air.
- the radiator water temperature sensor 111 is a detection device (equipment-side heat medium temperature detection device) that detects the temperature of the cooling water flowing through the radiator flow path 33 (for example, the temperature of the cooling water flowing out of the radiator 13).
- the battery temperature sensor 112 detects a temperature of the cooling water flowing through the battery heat exchange channel 80A (for example, the temperature of the cooling water flowing into the battery temperature adjustment heat exchanger 81A) (apparatus side heat medium temperature detection device). It is.
- the inverter temperature sensor 113 is a detection device (equipment-side heat medium temperature detection device) that detects the temperature of the cooling water flowing through the inverter flow path 80B (for example, the temperature of the cooling water flowing out of the inverter 81B).
- the engine water temperature sensor 114 is a detection device (equipment-side heat medium temperature detection device) that detects the temperature of cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 (for example, the temperature of cooling water flowing inside the engine 91).
- the refrigerant temperature sensors 67A and 67B are a discharge-side refrigerant temperature sensor 67A that detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 22, and a suction-side refrigerant temperature sensor 67B that detects the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 22. .
- the refrigerant pressure sensors 115A and 115B are a discharge-side refrigerant pressure sensor 115A that detects the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 22, and a suction-side refrigerant temperature sensor 115B that detects the pressure of the refrigerant sucked into the compressor 22. .
- the control device 60 operates the first switching valve 18 and the second switching valve 19 to switch the cooling water flow mode to various modes shown in FIGS. 24 to 28, the vehicle thermal management system 10 is illustrated in a simplified manner for easy understanding.
- the radiator 13 is connected to the cooling water cooler 14, the heater core 17 is connected to the cooling water heater 15, and the cooling water cooling water heat exchanger 81C is connected to the cooling water cooler 14 and the cooling water. It is not connected to any of the water heaters 15.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 and having a temperature lower than the outside air temperature flows through the radiator 13. Therefore, the cooling water absorbed by the cooling air from the outside air by the radiator 13 and heated by the cooling water heater 15. Since water flows through the heater core 17, the air blown into the passenger compartment is heated by the heater core 17.
- the refrigerant in the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the outside air by the radiator 13 and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the outside air.
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C is connected to the cooling water cooler 14, the heater core 17 is connected to the cooling water heater 15, and the radiator 13 is connected to the cooling water cooler 14 and the cooling water. It is not connected to any of the water heaters 15.
- the cooling water heated by the cooling water cooling water heat exchanger 81C flows through the cooling water cooler 14, so that the cooling water is absorbed by the refrigerant in the cooling water cooler 14 and heated by the cooling water heater 15. Since the cooling water flows through the heater core 17, the air blown into the vehicle interior is heated by the heater core 17.
- the refrigerant of the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the cooling water heated by the cooling water cooling water heat exchanger 81C and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, a heat pump operation that pumps up the heat of the engine 91 can be realized.
- the engine endothermic heat pump mode In the engine endothermic heat pump mode, if other heat generating devices (battery temperature control heat exchanger 81A, inverter 81B) are connected to the cooling water cooler 14, the heat of the other heat generating devices 81A, 81B can be pumped up. Therefore, the engine endothermic heat pump mode can be expressed as an equipment endothermic heat pump mode.
- the engine heating heat pump mode In the assist heat pump mode, the engine heating heat pump mode, the equipment heating mode, and the heat mass utilization heating mode shown in FIG. Connect to water cooler 14.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the radiator 13
- the cooling water absorbed by the cooling water from the outside air by the radiator 13 and heated by the cooling water heater 15 flows through the heater core 17.
- the air blown into the passenger compartment is heated.
- the refrigerant in the refrigeration cycle 21 absorbs heat from the outside air by the radiator 13 and dissipates heat to the cooling water by the cooling water heater 15. Therefore, it is possible to realize a heat pump operation that pumps up the heat of the outside air.
- the heating heat source can be supplemented by the heat pump operation (assist heat pump mode).
- the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows through the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and therefore, when the engine 91 is warmed up, it is heated by the cooling water heater 15.
- the engine 91 can be heated with cooling water (engine heating heat pump mode).
- the engine heating heat pump mode In the engine heating heat pump mode, if other heating target devices (battery temperature control heat exchanger 81A, inverter 81B) are connected to the cooling water heater 15, the other heating targets are formed by the cooling water heated by the cooling water heater 15. Equipment can be heated. Therefore, the engine heating heat pump mode can be expressed as an equipment heating heat pump mode.
- other heating target devices battery temperature control heat exchanger 81A, inverter 81B
- the other heating object apparatus connected to the cooling water heater 15 can be heated by the heat of the engine 91 (apparatus heating mode).
- the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows through the cooling water cooling water heat exchanger 81C, the fluctuation of the cooling water temperature can be suppressed using the thermal mass (heat capacity) of the engine 91 (heat Mass use heating mode).
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C and the heater core 17 are connected to each other, and are not connected to any of the cooling water cooler 14 and the cooling water heater 15.
- a cooling water pump that sucks and discharges cooling water is disposed in the cooling water flow path between the cooling water cooling water heat exchanger 81C and the heater core 17. Thereby, since the cooling water heated by the cooling water cooling water heat exchanger 81C flows through the heater core 17, the air blown into the vehicle interior is heated by the heater core 17.
- the engine waste heat direct use mode In the engine waste heat direct use mode, if other heat generating devices (battery temperature control heat exchanger 81A, inverter 81B) are connected to the heater core 17, the cooling water heated by the other heat generating devices 81A, 81B Since it flows, the air blown into the passenger compartment can be heated by the heater core 17. Therefore, the engine waste heat direct use mode can be expressed as the equipment waste heat direct use mode.
- other heat generating devices battery temperature control heat exchanger 81A, inverter 81B
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C and the radiator 13 are connected to the cooling water heater 15 and the cooler core 16 is connected to the cooling water cooler 14.
- the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows through the cooler core 16, so that the air blown into the vehicle interior is cooled by the cooler core 16, and the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows through the radiator 13. Therefore, the radiator 13 radiates heat from the cooling water to the outside air.
- the heat mass (heat capacity) of the engine 91 is used to suppress the fluctuation of the cooling water temperature, and the rise of the water temperature is suppressed to suppress the refrigerant. Since high pressure rise can be suppressed, highly efficient cooling can be realized.
- control apparatus 60 operates the 1st switching valve 18 and the 2nd switching valve 19, and switches the mode of a cooling water flow also to a defrost mode and an engine independent mode.
- the cooling water / cooling water heat exchanger 81C and the radiator 13 are connected to each other. Thereby, since the cooling water heated with the cooling water cooling water heat exchanger 81C flows through the radiator 13, the radiator 13 can be defrosted using the waste heat of the engine 91.
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C is not connected to either the cooling water cooler 14 or the cooling water heater 15. Thereby, the waste heat of the engine 91 is not transferred to the cooling water cooler 14 and the cooling water heater 15.
- the engine independent mode is executed when the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 during the cooling operation, that is, the temperature of the cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 exceeds a preset reference temperature. Thereby, it can prevent that the air_conditioning
- FIG. 1 the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 during the cooling operation, that is, the temperature of the cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 exceeds a preset reference temperature.
- FIG. 29 shows a specific example of the outdoor heat absorption heat pump mode. 29 indicate the flow of cooling water in the outdoor air endothermic heat pump mode.
- the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 during the heating operation that is, the temperature of the cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 is set to a first reference temperature (for example, 40 ° C.). ) Is executed if it is less than a first reference temperature (for example, 40 ° C.).
- warming up of the engine 91 can be promoted when the engine 91 is operating.
- a heating heat source can be secured without operating the engine 91, so that fuel efficiency can be improved.
- FIG. 30 A specific example of the engine endothermic heat pump mode is shown in FIG.
- the thick solid line arrow and the thick dashed line arrow in FIG. 30 indicate the flow of cooling water in the engine endothermic heat pump mode.
- the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 during the heating operation that is, the temperature of the cooling water circulating through the engine cooling circuit 90 is set to a first reference temperature (for example, 40 ° C.). ) It is executed when it is above.
- a first reference temperature for example, 40 ° C.
- the temperature of the cooling water circulating through the cooling water cooler 14 can be increased, the low-pressure side refrigerant pressure of the refrigeration cycle 21 can be increased, and the efficiency (COP) of the refrigeration cycle 21 is high. Heating (hereinafter referred to as high COP heating) can be realized.
- the cooler core 16 is connected to the cooling water cooler 14, the inverter 81B is connected to the cooling water heater 15, and the battery temperature adjustment heat exchanger 81A is connected to the cooling water cooler 14 and the cooling water.
- the battery temperature adjusting heat exchanger 81 ⁇ / b> A is connected to the cooling water cooler 14 and the cooling water heater 15 according to the required temperature of the battery temperature adjusting heat exchanger 81 ⁇ / b> A and the temperature of the cooling water. You may connect to at least one of them.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 cool the cooling water so that the temperature of the cooling water flowing out from the cooling water cooling water heat exchanger 81C becomes about 10 ° C.
- the flow rate of the cooling water flowing through the water heat exchanger 81C is controlled.
- FIG. 31 A specific example of the engine heating heat pump mode is shown in FIG. 31 indicate the flow of cooling water in the engine heating heat pump mode.
- the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 during the cooling operation that is, the temperature of the cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 is less than a preset reference temperature (for example, 40 ° C.). It is executed when
- the engine 91 can be warmed up by the cooling waste heat, so that fuel efficiency can be improved. Moreover, since the cooling water heated with the cooling water heater 15 flows through the engine 91, the fluctuation
- the temperature detected by the engine water temperature sensor 114 that is, the temperature of the cooling water circulating in the engine cooling circuit 90 is set to a second reference temperature (heating). It is executed when the temperature exceeds the required temperature (for example, 55 ° C.).
- the radiator 13 is connected to either the cooling water cooler 14 side or the cooling water heater 15 side from the state where the circulation of the cooling water to the radiator 13 is interrupted.
- the circulation of the cooling water it is preferable to control at least one of the following controls (1) and (2) to suppress fluctuations in the temperature of the air blown into the passenger compartment.
- the cooler core blowing temperature TC is the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16.
- the heater core blowing temperature TH is the temperature of the blown air heated by the heater core 17.
- any one of the first TC control, the second TC control, the third TC control, and the fourth TC control is used.
- One of the first TH control, the second TH control, the third TH control, and the fourth TH control is used as a control method for bringing the heater core blowing temperature TH closer to the heater core blowing target temperature THO.
- First TC control In the first TC control, an arbitrary device among the radiator 13 and the devices 81A to 81C is connected to the cooler core 16, and the heat transfer amount between the connected device and the cooler core 16 is controlled, so that the cooler core blowing temperature TC is set to the cooler core blowing target. Approach the temperature TCO.
- the amount of heat exchanged with the cooler core 16 is controlled by adjusting the flow rate of the cooling water and the air volume to the connected device, or by controlling the heat generation amount of the connected device.
- the heat generation amount is controlled by operating the inverter 81B inefficiently.
- the equipment connected to the cooler core 16 is not limited to the radiator 13 and the equipment 81A to 81C, but may be equipment such as a water heating PTC heater and a traveling motor generator.
- the amount of heat generated can be controlled by controlling energization of the water heating PTC heater.
- the amount of heat generated can be controlled by inefficiently driving the traveling motor generator.
- the configuration (hardware and software) for controlling the heat generation amount of the devices (inverter 81B, water heating PTC heater, traveling motor generator, etc.) connected to the cooler core 16 in the control device 60 is controlled. Part 60k.
- the first TC control is performed when the water temperature becomes 0 ° C. or lower in an operating state in which the cooler core 16 and the radiator 13 are communicated to perform the vehicle interior dehumidification air conditioning using the outside air cool air.
- the frost (frosting) of the cooler core 16 can be suppressed by controlling the heat exchange amount between the connected device and the cooler core 16 so that the temperature of the cooling water flowing through the cooler core 16 becomes a target value of 0 ° C. or higher.
- the cooler core blowing temperature TC is brought close to the cooler core blowing target temperature TCO by controlling the heat exchange capability of the cooler core 16.
- the heat exchange capacity of the cooler core 16 is controlled by adjusting the cooling water flow rate and the air volume with respect to the cooler core 16 or adjusting the ratio of the inside air and the outside air in the air blown to the cooler core 16.
- the second TC control is performed when the water temperature becomes 0 ° C. or lower in the operating state in which the cooler core 16 and the radiator 13 are communicated to perform the vehicle interior dehumidification air conditioning using the outside air cool air.
- the frost (frosting) of the cooler core 16 can be suppressed by intermittently turning on / off the cooling water with respect to the cooler core 16.
- the third TC control is a control method based on the premise that the compressor 22 is operating.
- an arbitrary device among the radiator 13 and the devices 81A to 81C is connected to the heater core 17, and the heat transfer amount between the connected device and the heater core 17 is controlled, so that the cooler core blowing temperature TC is set to the cooler core blowing target. Approach the temperature TCO.
- the amount of heat exchanged with the heater core 17 is controlled by adjusting the flow rate of cooling water and the amount of air flow to the connected device, or by controlling the amount of heat generated by the connected device.
- Equipment connected to the heater core 17 is not limited to the radiator 13 and the equipment 81A to 81C, but may be equipment such as a water heating PTC heater or a traveling motor generator.
- the amount of heat generated can be controlled by controlling energization of the water heating PTC heater.
- the amount of heat generated can be controlled by inefficiently driving the traveling motor generator.
- the third TC control is performed when it is desired to perform cooling in the case where there is a certain restriction on the rotational speed control of the compressor 22.
- the case where there is a certain limit in the rotational speed control of the compressor 22 is, for example, a case where the allowable rotational speed of the compressor 22 is set or a case where the compressor 22 is a belt-driven compressor. .
- the cooler core blowing temperature TC can be controlled without depending on the rotation speed of the compressor 22.
- the cooler core blowing temperature TC is brought close to the cooler core blowing target temperature TCO by controlling the refrigerant flow rate.
- the refrigerant flow rate is controlled by controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) or adjusting the throttle passage area of the expansion valve 24.
- First TH control In the first TH control, an arbitrary device among the radiator 13 and the devices 81A to 81C is connected to the heater core 17, and the amount of heat exchange between the connected device and the heater core 17 is controlled, whereby the heater core blowing temperature TH is set to the heater core blowing target. Approach the temperature THO.
- the amount of heat exchanged with the heater core 17 is controlled by adjusting the flow rate of cooling water and the amount of air flow to the connected device, or by controlling the amount of heat generated by the connected device.
- the first TH control is performed in a state where the heater core 17 and the coolant heater 15 are connected.
- the refrigerant pressure of the refrigeration cycle 21 rises excessively and the safety measure relief valve It is possible to prevent the valve from opening.
- the heater core blowing temperature TH is brought close to the heater core blowing target temperature THO by controlling the heat exchange capability of the heater core 17.
- the heat exchange capacity of the heater core 17 is controlled by adjusting the cooling water flow rate and the air volume with respect to the heater core 17 or by adjusting the ratio of the inside air to the outside air in the air blown to the heater core 17.
- the second TH control is performed at the time of air conditioning in the vehicle interior using the waste heat of the engine 91.
- the flow rate of the cooling water flowing through the heater core 17 is controlled so that the average cooling water temperature in the heater core 17 approaches the target temperature.
- the vehicle interior air temperature TAV can be controlled without using the air mix door 55. Therefore, since the air mix door 55 can be eliminated, the indoor air conditioning unit 50 can be downsized.
- the second TH control is performed in the engine endothermic heat pump mode.
- the heat radiation amount of the cooling water heater 15 is controlled by controlling the rotational speed of the compressor 22 so that the cooling water temperature in the heater core 17 becomes the target temperature.
- the cooling water temperature in the heater core 17 is the target temperature even when the compressor 22 is operated at the minimum operating speed (for example, about 1500 rpm). May be exceeded.
- the cooling water flow rate in the heater core 17 is controlled to set the cooling water temperature in the heater core 17 to the target temperature.
- the third TH control is a control method that assumes that the compressor 22 is operating.
- an arbitrary device among the radiator 13 and the devices 81A to 81C is communicated with the cooler core 16, and the amount of heat exchange between the connected device and the cooler core 16 is controlled, so that the heater core blowing temperature TH is set to the heater core blowing target. Approach the temperature THO.
- the amount of heat exchanged with the cooler core 16 is controlled by adjusting the flow rate of the cooling water and the air volume to the connected device, or by controlling the heat generation amount of the connected device.
- the third TH control is performed when it is desired to perform cooling in the case where there is a certain restriction on the rotational speed control of the compressor 22.
- the heater core blowing temperature TH can be controlled without depending on the rotation speed of the compressor 22.
- the heater core blowing temperature TH is brought close to the heater core blowing target temperature THO by controlling the refrigerant flow rate.
- the refrigerant flow rate is controlled by controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor 22 (specifically, the rotational speed of the compressor 22) or adjusting the throttle passage area of the expansion valve 24.
- the first to fourth TC controls and the first to fourth TH controls can be combined with each other. Specifically, any of the first to fourth TC controls and any of the first to fourth TH controls can be combined.
- first TC control and first TH control Combination of first TC control and first TH control
- the combination of the first TC control and the first TH control is performed when it is estimated or determined that the cooler core blowing target temperature TCO is higher than the temperature of the device connected to the cooler core 16.
- the combination of the first TC control and the first TH control is performed when the coolant temperature in the device connected to the heater core 17 exceeds a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- a predetermined temperature for example, 55 ° C.
- the heater core blowing temperature TH becomes excessive, so the amount of heat received from the device connected to the heater core 17 is controlled.
- the temperature of the cooling water in the heater core 17 is suppressed from exceeding a predetermined temperature (for example, 55 ° C.), and consequently the heater core blowing temperature TH is suppressed from becoming excessive.
- the power saving dehumidifying and heating mode is an operation mode in which the dehumidified air is reheated using the waste heat of the engine 91 and the waste heat of various devices while performing dehumidification using the outside air cooling heat.
- the combination of the first TC control and the first TH control is performed in the engine endothermic heat pump mode.
- a cooling water heater 15 is a heating source in the engine endothermic heat pump mode.
- An electric heater, an inverter 81B, or the like may be used in combination as a heating source in the engine endothermic heat pump mode.
- the device connected to the heater core 17 may be the engine 91.
- the engine 91 may be provided with a second cooling water outlet to communicate with the heater core 17.
- a predetermined temperature for example, 55 ° C. or higher
- the waste heat of the engine 91 can be directly used by the heater core 17 while absorbing heat in the refrigeration cycle 21.
- the combination of the first TC control and the second TH control is performed when it is estimated or determined that the cooler core blowing target temperature TCO is higher than the temperature of the device connected to the cooler core 16.
- the combination of the first TC control and the second TH control is performed when the cooling water temperature in the device connected to the heater core 17 exceeds a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- a predetermined temperature for example, 55 ° C.
- the power-saving dehumidifying heating / cooling mode is an operation mode in which the cooling air and the dehumidified air are reheated using the waste heat of the engine 91 and the waste heat of various devices while cooling and dehumidifying using the cold heat of the regenerator. It is.
- the combination of 2nd TC control and 1st TH control is implemented when the cooling water temperature in the apparatus connected to the cooler core 16 is less than 0 degreeC. By interrupting (turning on / off) the flow of the cooling water with respect to the cooler core 16, frost (frosting) of the cooler core 16 can be suppressed.
- the combination of the second TC control and the first TH control is performed when the temperature of the cooling water in the device connected to the heater core 17 exceeds a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- a predetermined temperature for example, 55 ° C.
- the combination of the second TC control and the first TH control is performed in the power saving dehumidifying heating mode or in the power saving dehumidifying heating / cooling mode.
- the combination of the second TC control and the first TH control is performed in the engine endothermic heat pump mode and when the coolant temperature in the engine 91 is lower than the cooler core blowing target temperature TCO.
- the device connected to the heater core 17 may be the engine 91.
- the engine 91 may be provided with a second cooling water outlet to communicate with the heater core 17.
- a predetermined temperature for example, 55 ° C. or higher
- the waste heat of the engine 91 can be directly used by the heater core 17 while the refrigeration cycle 21 absorbs heat.
- the combination of 2nd TC control and 2nd TH control is implemented when the cooling water temperature in the apparatus connected to the cooler core 16 is less than 0 degreeC. By interrupting (turning on / off) the flow of the cooling water with respect to the cooler core 16, frost (frosting) of the cooler core 16 can be suppressed.
- the combination of the second TC control and the second TH control is performed when the cooling water temperature in the device connected to the heater core 17 exceeds a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- a predetermined temperature for example, 55 ° C.
- the combination of the second TC control and the second TH control is performed in the power saving dehumidifying heating mode or in the power saving dehumidifying heating / cooling mode.
- the first TC control and the fourth TH control are combined when the waste heat of the equipment connected to the cooler core 16 needs to be pumped up by the refrigeration cycle 21 in order to bring the heater core blowing temperature TH close to the heater core blowing target temperature THO. To be implemented.
- the combination of the first TC control and the fourth TH control is performed when the deviation between the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 and the first target temperature TCO does not exceed a predetermined amount.
- the combination of the first TC control and the fourth TH control is performed when the deviation between the heater core blowing temperature TH and the heater core blowing target temperature THO exceeds a predetermined amount. Since the rotation speed of the compressor 22 is controlled so that the heater core blowing temperature TH approaches the heater core blowing target temperature THO, the followability of the heater core blowing temperature TH can be improved with respect to temperature fluctuations.
- the combination of 2nd TC control and 4th TH control is implemented when the cooling water temperature in the apparatus connected to the cooler core 16 is less than 0 degreeC. By interrupting (turning on / off) the flow of the cooling water with respect to the cooler core 16, frost (frosting) of the cooler core 16 can be suppressed.
- the combination of the third TC control and the fourth TH control is performed when the deviation between the heater core blowing temperature TH and the heater core blowing target temperature THO exceeds a predetermined amount. Since the rotation speed of the compressor 22 is controlled so that the heater core blowing temperature TH approaches the heater core blowing target temperature THO, the followability of the heater core blowing temperature TH can be improved with respect to temperature fluctuations.
- the combination of the third TC control and the fourth TH control is performed when the mode is switched to the heat dissipation mode in step S180 of the first embodiment.
- the radiator 13 can dissipate heat to the outside air, and the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the combination of the third TC control and the fourth TH control is performed when the deviation between the cooler core blowing temperature TC and the cooler core blowing target temperature TCO does not exceed a predetermined amount.
- the combination of the fourth TC control and the first TH control is performed when the deviation between the cooler core blowing temperature TC and the cooler core blowing target temperature TCO exceeds a predetermined amount. Since the rotation speed of the compressor 22 is controlled so that the cooler core blowing temperature TC approaches the cooler core blowing target temperature TCO, the followability of the cooler core blowing temperature TC can be enhanced with respect to temperature fluctuations.
- the combination of the fourth TC control and the first TH control is performed when the deviation between the heater core blowing temperature TH and the heater core blowing target temperature THO does not exceed a predetermined amount.
- the combination of the second TC control and the second TH control is performed when the coolant temperature in the device connected to the heater core 17 exceeds a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- a predetermined temperature for example, 55 ° C.
- the combination of the fourth TC control and the third TH control is performed when the deviation between the cooler core blowing temperature TC and the cooler core blowing target temperature TCO exceeds a predetermined amount. Since the rotation speed of the compressor 22 is controlled so that the cooler core blowing temperature TC approaches the cooler core blowing target temperature TCO, the followability of the cooler core blowing temperature TC can be enhanced with respect to temperature fluctuations.
- the combination of the fourth TC control and the third TH control is performed when the heat absorption mode is switched in step S190 of the first embodiment.
- the radiator 13 can absorb heat from outside air to ensure the amount of heat for heating, and the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the combination of the fourth TC control and the third TH control is performed when the deviation between the heater core blowing temperature TH and the heater core blowing target temperature THO does not exceed a predetermined amount.
- the compressor 22 is an electric compressor, for example, there are the following cases (1) to (11).
- (1) A case where an upper limit is set for the maximum number of rotations of the compressor 22 in order to satisfy the demand for vibration noise. Mainly during air conditioning during idle stop.
- (2) When the rotational speed of the compressor 22 is limited so that the discharge pressure of the compressor 22 does not exceed a predetermined value (for example, 2.6 to 3 MPa).
- (3) When limiting the rotation speed of the compressor 22 so that the discharge temperature of the compressor 22 does not exceed a predetermined value (for example, 120 ° C.) for the purpose of protecting the O-ring of the compressor 22.
- the suction temperature of the compressor 22 does not fall below a predetermined value (eg, ⁇ 30 ° C.) in order to prevent the hardness of the O-ring of the compressor 22 from increasing and cracking of the O-ring and deterioration of the sealing performance.
- a predetermined value eg, ⁇ 30 ° C.
- the rotational speed of the compressor 22 depends on the rotational speed of the engine 91, and only the compressor 22 can be controlled on and off in the first place.
- the rotational speed of the compressor 22 is controlled regardless of the cooler core blowing temperature TC and the heater core blowing temperature TH.
- the control device 60 switches the first to fourth TC controls and the first to fourth TH controls described above according to various conditions.
- control device 60 performs control to bring the blown air temperature TAV closer to the target blown air temperature TAO.
- the blown air temperature TAV is brought close to the target blown air temperature TAO by controlling the air volume of the indoor blower 54 and the operation of the air mix door 55.
- the air mix door 55 operates quickly to suppress the change in the blowing temperature. That is, the control delay due to the heat mass (heat capacity) of the cooling water and the refrigerant is covered.
- the air mix door 55 can be provided when a fluctuation occurs such that the blown air temperature TAV is lower than the target blown air temperature TAO if the heater core bypass passage 51a is slightly opened without being fully closed.
- the air temperature TAV fluctuates below the target air temperature TAO, the air temperature TAV can be increased by the auxiliary heater 101.
- the air mix door 55 is operated so that the air volume in the heater core bypass passage 51a is increased.
- first TC control When dehumidification is performed in the engine heat absorption heat pump mode by connecting the cooler core 16, the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and the cooling water cooler 14, and connecting the heater core 17, the cooling water heater 15, the inverter 81B, and the like.
- the first TC control is performed so that the cooler core blowing temperature TC is 0 ° C.
- the first TH control is performed so that the heater core blowing temperature TH is a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- the rotation speed of the compressor 22 may be controlled.
- Cooling water heated by the cooling water heater 15 by connecting the cooler core 16, the cooling water cooling water heat exchanger 81 ⁇ / b> C, and the cooling water cooler 14, and connecting the heater core 17 and the cooling water heater 15.
- the second TH control is performed so as to reduce the flow rate of the cooling water in the heater core 17, thereby preventing the heater core blowing temperature TH from exceeding the heater core blowing target temperature THO.
- the first TH control is performed so that the heater core blowing temperature TH becomes a predetermined temperature (for example, 55 ° C.).
- the rotation speed of the compressor 22 may be controlled.
- the heater core blowing temperature TH is brought close to the heater core blowing target temperature THO, but the blown air temperature TAV may be brought close to the target blowing air temperature TAO.
- the control device 60 sets the TH of the blown air heated by the heater core 17.
- the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 is adjusted by adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the heat transfer devices 13 and 81 so that the related temperature approaches the second target temperature THO (first TH control). Adjust the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so as to approach the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the heat transfer devices 13 and 81 can be heated with the amount of heat collected from the air blown by the cooler core 16, and the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the control device 60 has a temperature TC related to the temperature of the blown air cooled by the cooler core 16.
- the temperature related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17 by adjusting the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 so as to approach the first target temperature TCO (third TC control). Adjusts the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so as to approach the second target temperatures THO and TAO (fourth TH control).
- the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the temperature of the heater core 17 is controlled by the refrigerant flow rate, the temperature followability of the heater core 17 can be improved.
- the control device 60 uses the temperature TH related to the temperature of the blown air heated by the heater core 17,
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that the TAV approaches the second target temperatures THO and TAO (third TH control), and related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature to be moved approaches the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the temperature of the cooler core 16 is controlled by the refrigerant flow rate, the followability of the temperature of the cooler core 16 can be improved.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 18 switches the radiator 13 to a state in which the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows (heat absorption mode), and the control device 60 controls the temperature TH related to the temperature of the blown air heated by the heater core 17.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that TAV approaches the second target temperatures THO and TAO (third TH control), and the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 is adjusted.
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the related temperature approaches the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the radiator 13 can absorb heat from the outside air to ensure the amount of heat for heating, and the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 18 switches the radiator 13 to a state where the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows (heat radiation mode), and the control device 60 controls the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so as to approach the first target temperature TCO (third TC control), and the temperature TH related to the temperature of the blown air heated by the heater core 17;
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the TAV approaches the second target temperatures THO and TAO (fourth TH control).
- the radiator 13 can radiate heat to the outside air, and the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the control device 60 determines that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 is the first target temperature.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so as to approach the TCO (third TC control), and the temperatures related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17 are the second target.
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so as to approach the temperatures THO and TAO (fourth TH control).
- the control device 60 determines the temperature TH of the blown air heated by the heater core 17. , The flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that the temperature related to TAV approaches the second target temperatures THO and TAO (first TH control), and the blown air cooled by the cooler core 16 The flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperature TC approaches the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the temperature followability of the cooler core 16 can be improved.
- the control device 60 when the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows to the radiator 13, the temperature related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17 and the second When the deviation from the target temperatures THO and TAO does not exceed the predetermined amount, or when it is estimated or determined that the deviation does not exceed the predetermined amount, the control device 60 relates to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that the temperature approaches the second target temperatures THO and TAO (first TH control) and related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature to be moved approaches the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the control device 60 adjusts the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO (first 3TC control), the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperature TH, TAV of the blown air heated by the heater core 17 approaches the second target temperature THO, TAO (fourth TH). control).
- the temperature of the heater core 17 is controlled by the refrigerant flow rate. Therefore, the followability of the temperature of the heater core 17 can be improved.
- the air conditioning comfort can be improved.
- the control device 60 determines that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 is the first target temperature.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so as to approach the TCO (first TC control), and the temperatures related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17 are the second target.
- the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so as to approach the temperatures THO and TAO (fourth TH control).
- the control device 60 When the deviation between the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 and the first target temperature TCO exceeds a predetermined amount, or when it is estimated or determined to exceed, the control device 60
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted so that the temperature related to the temperature TH, TAV of the blown air heated by the heater core 17 approaches the second target temperature THO, TAO (first 3TH control), the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO (fourth TC control).
- the temperature of the cooler core 16 is controlled by the refrigerant flow rate. It is possible to improve the temperature followability.
- the control device 60 causes the temperatures related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the heater core 17 to approach the second target temperatures THO and TAO.
- the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted (third TH control) so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO. Then, the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted (fourth TC control).
- the control device 60 sends the blown air cooled by the cooler core 16. Air flow heated by the heater core 17 by adjusting the flow rate of at least one of the cooling water and the outside air flowing through the radiator 13 so that the temperature related to the temperature TC of the air approaches the first target temperature TCO (first TC control). The flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 is adjusted so that the temperature related to the temperatures TH and TAV approaches the second target temperatures THO and TAO (fourth TH control).
- the temperature of the heater core 17 is controlled by the refrigerant flow rate. Therefore, the followability of the temperature of the heater core 17 can be improved.
- the air conditioning comfort can be improved.
- control device 60 bypasses the blower air flowing through the heater core 17 and the heater core 17 out of the blown air cooled by the cooler core 16 so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the third target temperature TAO.
- the air volume ratio with the flowing air is adjusted. Thereby, the blowing air temperature TAV can be appropriately controlled.
- control device 60 adjusts the air volume of the blown air so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the third target temperature TAO. Thereby, the blowing air temperature TAV can be appropriately controlled.
- control device 60 adjusts the ratio of the inside air and the outside air in the blown air so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the third target temperature TAO. Thereby, the blowing air temperature TAV can be appropriately controlled.
- control device 60 adjusts the heat generation amount of the electric heater 101 so that the temperature related to the blown air temperature TAV approaches the third target temperature TAO. Thereby, the blowing air temperature TAV can be appropriately controlled.
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C exchanges heat between the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 and the engine cooling water that has circulated through the engine 91. For this reason, the heat pump operation (engine heat absorption heat pump mode) which pumps up the heat of the engine 91 can be realized.
- the cooling water cooling water heat exchanger 81C is arranged in the cooling water cooling water heat exchanger flow path 80C, but the engine 91 itself is cooled by cooling water instead of the cooling water cooling water heat exchanger 81C.
- the cooling water that is disposed in the water heat exchanger flow path 80 ⁇ / b> C and that is temperature-adjusted by the cooling water cooler 14 or the cooling water heater 15 may flow through the cooling water flow path of the engine 91.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are configured so that the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 flows into the radiator 13 and the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 is heated. The state flowing to the delivery devices 13 and 81 is switched.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are heated by the heat transfer devices 13 and 81 and the state where the cooling water heated by the heat transfer devices 13 and 81 flows to the cooling water cooler 14. The state in which the cooling water flows to the heater core 17 is switched.
- the engine 22 When it is not necessary to operate the compressor 22 according to the engine operating state, the engine 22 is switched to the engine waste heat direct use mode, and the cooling water heated by the waste heat of the engine 91 is caused to flow directly to the heater core 17. Fuel consumption can be reduced.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are in a state where the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows into the heater core 17 and the cooling water heated by the heat transfer devices 13 and 81. The state of flowing through the heater core 17 is switched.
- a heat transfer device that performs heat transfer between the radiator 13 and the device 81 (81A, 81B, 81C) and the cooling water circulated by the first pump 11 is referred to as a first heat transfer device.
- a heat transfer device that transfers heat to and from the cooling water circulated by the pump 12 is referred to as a second heat transfer device.
- the controller 60 heats the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO.
- the temperature related to the temperature TH, TAV of the blown air heated by the heater core 17 is adjusted to the second target temperature THO, TAO by adjusting the amount of heat exchange or the heat exchange capacity of the cooler core 16 (first TC control, second TC control).
- the amount of heat exchanged with the cooling water in the second heat transfer devices 13 and 81 or the heat exchange capacity of the heater core 17 is adjusted so as to approach (first TH control and second TH control).
- both the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- the cooler core 16 cools the blown air with the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 of the refrigeration cycle 21, and the heater core 17 is the cooling water heated by the cooling water heater 15 of the refrigeration cycle 21. And has a cooling water flow mode for heating the blown air.
- the control device 60 performs the heat exchange capability of the cooler core 16 or the second heat transfer so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooler core 16 approaches the first target temperature TCO. Temperatures related to the cooling water in the devices 13 and 81 (second TC control and third TC control) and the temperature TH and TAV of the blown air heat exchanged by the heater core 17 are the second target temperature THO. The heat exchange capacity of the heater core 17 or the amount of heat exchanged with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 is adjusted so as to approach TAO (second TH control and third TH control).
- both the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- control device 60 adjusts the amount of heat exchanged with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 by adjusting the flow rate of the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 (first TC control, (3rd TH control).
- control device 60 adjusts the heat transfer amount with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 by adjusting the heat generation amount of the first heat transfer devices 13 and 81 (first TC control, third TH control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the cooler core 16 by adjusting the flow rate of the cooling water in the cooler core 16 (second TC control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the cooler core 16 by adjusting the air volume of the blown air in the cooler core 16 (second TC control).
- control device 60 adjusts the amount of heat exchanged with the cooling water in the second heat transfer devices 13 and 81 by adjusting the flow rate of the cooling water in the second heat transfer devices 13 and 81 (third TC control, First TH control).
- control device 60 adjusts the heat transfer amount with the cooling water in the second heat transfer device 13, 81 by adjusting the heat generation amount of the second heat transfer device 13, 81 (third TC control, first TH control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the heater core 17 by adjusting the flow rate of the cooling water in the heater core 17 (second TH control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the heater core 17 by adjusting the air volume of the blown air in the heater core 17 (second TH control).
- the control device 60 sets the rotation speed of the compressor 22. Control within a predetermined range. Thereby, it is possible to appropriately control both the temperature of the cooler core 16 and the temperature of the heater core 17 while preventing the control hunting of the compressor 22.
- any one of the temperatures related to the cooler core blowing temperature TC, the temperatures related to the heater core blowing temperature TH, and the temperatures related to the blowing air temperature TAV (hereinafter referred to as reference temperature) is the first. 4
- the control device 60 adjusts the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor 22 so as to approach the target temperatures TCO, THO, and TAO, or when the adjustment starts, the control device 60 cools with the cooler core 16.
- the temperature other than the reference temperature among the temperature related to the temperature TC of the blown air, the temperature TH of the blown air heated by the heater core 17, the temperature related to TAV, and the temperature related to the blown air temperature TAV is set to a fifth temperature.
- any one of the cooler core blowing temperature TC, the heater core blowing temperature TH, and the blowing air temperature TAV can be controlled by the refrigerant flow rate to improve the temperature followability, thereby improving the air conditioning comfort.
- the 1st switching valve 18 and the 2nd switching valve 19 are the heat for cooling water cooling about at least one heat transfer apparatus among the 1st heat transfer apparatuses 13 and 81 and the 2nd heat transfer apparatuses 13 and 81.
- the state where the cooling water cooled by the exchanger 14 flows and the state where the cooling water heated by the cooling water heating heat exchanger 15 flows are switched.
- the first heat transfer device in the present embodiment is, for example, a cooling water cooling water heat exchanger that exchanges heat between the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 and the cooling water for the engine that has passed through the engine 91. 81C.
- the temperature of the cooler core 16 can be appropriately controlled during the operation of the heat pump that absorbs the waste heat of the engine 91. Moreover, since the cooling water temperature in the cooling water cooler 14 can be raised moderately even at the time of low outside air temperature, high COP heating can be realized.
- the 1st heat transfer apparatus in this embodiment has a flow path through which the cooling water temperature-controlled with the cooling water temperature adjustment heat exchangers 14 and 15 cooled with the cooling water cooling heat exchanger 14 flows, for example.
- the engine 91 may be used.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are configured such that the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 flows to one of the radiator 13 and the first heat transfer device 81 and to the other. Switching between a state that does not flow and a state that flows to the other side and does not flow to the other side.
- the first heat transfer device 81 when the first heat transfer device 81 is heating the cooling water, it is possible to switch between the outdoor air endothermic heat pump mode and the device endothermic heat pump mode (engine endothermic heat pump mode).
- the cooling water that has flowed through the first heat transfer device 81 flows to one of the heater core 17 and the cooling water cooling heat exchanger 14 and to the other. Switching between a state that does not flow and a state that flows to the other side and does not flow to the other side.
- an engine waste heat direct use mode (equipment waste heat direct use mode)
- an engine endothermic heat pump mode apparatus endothermic heat pump mode
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 circulate cooling water between one of the first heat transfer device 81 and the second heat transfer device 81 and the heater core 17. And a state in which the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 flows to the radiator 13.
- the heat transfer devices 18 and 31 that transfer heat to and from the cooling water circulated by one of the first pump 11 and the second pump 12 are referred to as the first heat transfer device, and the other pump.
- the heat transfer devices 18 and 31 that transfer heat to and from the cooling water circulated by are referred to as second heat transfer devices.
- the heat exchanger that exchanges heat between the cooling water circulated by one of the cooler core 16 and the heater core 17 and the blown air is referred to as a first cooling water air heat exchanger (first heat medium air heat exchanger).
- the heat exchanger that exchanges heat between the cooling water circulated by the other pump and the blown air is referred to as a second cooling water air heat exchanger (second heat medium air heat exchanger).
- control device 60 is configured so that the temperatures related to the temperature TC and TH of the blown air adjusted in temperature by the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 approach the first target temperatures TCO and THO.
- the amount of heat exchanged with the cooling water in the first heat transfer device 13, 81 or the heat exchange capacity of the first cooling air heat exchangers 16, 17 is adjusted (first TC control, second TC control, first TH control, first 2TH control).
- the temperature of the 1st cooling water air heat exchangers 16 and 17 can be controlled appropriately.
- control device 60 adjusts the amount of heat exchanged with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 by adjusting the flow rate of the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 (first TC control, First TH control).
- the vehicle interior air temperature TAV can be controlled without using the air mix door 55. Therefore, since the air mix door 55 can be eliminated, the indoor air conditioning unit 50 can be downsized.
- control device 60 adjusts the heat transfer amount with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81 by adjusting the heat generation amount of the first heat transfer devices 13 and 81 (first TC control, first TH control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 by adjusting the flow rate of the cooling water in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 (second TC). Control, second TH control).
- control device 60 adjusts the heat exchange capacity of the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 by adjusting the air volume of the blown air in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 (second TC). Control, second TH control).
- the control device 60 sets the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the first cooling water air heat exchanger 16 to the first temperature. It approaches the target temperature TCO (first TC control, second TC control).
- the temperature of the cooler core 16 can be appropriately controlled.
- the control device 60 sets the temperatures related to the temperatures TH and TAV of the blown air heated by the first cooling water air heat exchanger 17. It approaches the first target temperatures THO and TAO (first TH control and second TH control).
- the temperature of the heater core 17 can be appropriately controlled.
- one of the cooling water cooled by the cooling water cooler 14 of the refrigeration cycle 21 and the cooling water heated by the cooling water heater 15 of the refrigeration cycle 21 is the first cooling water air heat.
- the control device 60 makes the temperature related to the temperature TC, TH of the blown air whose temperature is adjusted by the first cooling water air heat exchangers 16, 17 approach the first target temperature TCO, THO.
- the amount of heat exchanged with the cooling water in the second heat exchange device 13, 81 is adjusted (third TC control, third TH control).
- the control device 60 rotates the rotational speed of the compressor 22 of the refrigeration cycle 21. Is controlled within a predetermined range.
- the temperature of the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 can be appropriately controlled while preventing the control hunting of the compressor 22.
- the control device 60 switches between the first control mode and the second control mode.
- the first control mode is a combination of the fourth TC control and the first to third TH controls, or a combination of the fourth TH control and the first to third TC controls.
- the second control mode is a combination of the first to third TC controls and the first to third TH controls.
- the temperature of the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 or the temperature of the second cooling water air heat exchangers 16 and 17 is controlled by the refrigerant flow rate to improve the temperature followability. Air conditioning comfort can be improved.
- the 1st switching valve 18 and the 2nd switching valve 19 are the cooling water cooler 14 about at least one heat transfer apparatus among the 1st heat transfer apparatuses 13 and 81 and the 2nd heat transfer apparatuses 13 and 81.
- the state where the cooling water cooled by the flow of the cooling water and the state where the cooling water heated by the cooling water heater 15 flows are switched.
- the operation mode for heating the devices 13 and 81 can be switched.
- the first heat transfer device is a cooling water outdoor air heat exchanger 13 that exchanges sensible heat between the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 and the outside air
- the second heat transfer device is cooling water.
- This is a cooling water cooling water heat exchanger 81 ⁇ / b> C that exchanges heat between the cooling water heated by the heating heat exchanger 15 and the engine cooling water circulating in the engine 91.
- the engine 91 can be heated by absorbing heat from outside air, the engine warm-up performance can be improved and the fuel consumption can be improved.
- the first heat transfer device is a cooling water outdoor air heat exchanger 13 that exchanges sensible heat between the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 and the outside air
- the second heat transfer device is cooling water.
- An engine 91 having a flow path through which the cooling water heated by the heating heat exchanger 15 flows.
- the engine 91 can be heated by absorbing heat from outside air, the engine warm-up performance can be improved and the fuel consumption can be improved.
- the first cooling water air heat exchanger 16 cools the blown air by causing sensible heat exchange between the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 and the blown air. At least one of the first heat transfer devices 13 and 81 and the second heat transfer devices 13 and 81 performs heat transfer with the cooling water heated by the cooling water heating heat exchanger 15.
- the controller 60 starts from the compressor 22 so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the first cooling water air heat exchanger 16 approaches the first target temperature TCO. The flow rate of the discharged refrigerant is adjusted.
- the second heat transfer devices 13 and 81 can be heated by cooling waste heat (heat absorbed from the air blown into the vehicle interior and heat added to the electrical equipment waste heat or mechanical loss of the compressor 22), Since the temperature followability can be improved by controlling the temperature of the first cooling water air heat exchanger 16 using the refrigerant flow rate, the air conditioning comfort can be improved.
- the first cooling water air heat exchanger 17 heats the blowing air by sensible heat exchange between the cooling water heated by the cooling water heating heat exchanger 15 and the blowing air. At least one of the first heat transfer devices 13 and 81 and the second heat transfer devices 13 and 81 performs heat transfer with the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14.
- the control device 60 starts from the compressor 22 so that the temperature related to the temperature TH of the blown air heated by the first cooling water air heat exchanger 17 approaches the first target temperature THO. The flow rate of the discharged refrigerant is adjusted.
- the heat of at least one heat transfer device can be absorbed and used for vehicle interior heating, and the temperature followability can be improved by controlling the temperature of the first cooling water air heat exchanger 17 using the refrigerant flow rate. Air conditioning comfort can be improved.
- the first cooling water air heat exchanger 17 heats the blowing air by sensible heat exchange between the cooling water heated by the cooling water heating heat exchanger 15 and the blowing air.
- the first heat transfer device 13 is a cooling water outdoor air heat exchanger that exchanges sensible heat between the cooling water and the outside air.
- the second heat transfer device 81 is a device that heats the cooling water
- the first switching valve is used.
- 18 and the second switching valve 19 include a state in which the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 flows through the first heat transfer device 13 and the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14. The state of flowing through the second heat transfer device 81 is switched.
- the 1st switching valve 18 and the 2nd switching valve 19 are the 1st heat transfer apparatus 81 and 1st cooling water air heat exchange.
- the state in which the cooling water circulates between the units 17 and the state in which the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 flows through the first heat transfer device 13 are switched.
- a device waste heat direct use mode in which the cooling water heated by the first heat transfer device 81 flows directly to the first cooling water air heat exchanger 17 to heat the vehicle interior, and the first heat transfer device 81 is discarded. It is possible to switch between an equipment endothermic heat pump mode that heats the passenger compartment by a heat pump operation that pumps up heat.
- the first heat transfer device 13 is a cooling water outdoor air heat exchanger that exchanges sensible heat between cooling water and outside air
- the second heat transfer device 81 is a device that heats cooling water.
- the first switching valve 18 and the second switching valve 19 are configured such that the cooling water cooled by the cooling water cooling heat exchanger 14 flows through the first heat transfer device 13, the second heat transfer device 81, and the first cooling water. The state in which the cooling water circulates with the air heat exchanger 17 is switched.
- the outside air endothermic heat pump mode in which the vehicle interior is heated by a heat pump operation that pumps up the heat of the outside air, and the cooling water heated by the second heat transfer device 81 is directly flowed to the first cooling water air heat exchanger 17 to flow inside the vehicle interior. It is possible to switch between the equipment waste heat direct use mode for heating the appliance.
- the first heat transfer device 81 is a rear-seat heat exchanger that exchanges sensible heat between the blown air blown toward the passenger in the rear seat of the vehicle and the cooling water.
- the air blown toward the passenger in the rear seat of the vehicle can be cooled and heated by the single heat exchanger 81 for the rear seat, so that the heat exchanger for cooling and the heat exchanger for heating are separately provided.
- the configuration can be simplified as compared with the case where it is provided. Further, the temperature can be adjusted without using an air mix door.
- the first heat transfer device 81 is a battery temperature control heat exchanger that adjusts the temperature of the battery by sensible heat exchange between the battery mounted on the vehicle and the cooling water.
- the configuration can be simplified as compared with the case where the heat transfer device for cooling and the heat transfer device for heating are provided separately.
- each cooling water flow mode may be switched under the following conditions.
- Engine water temperature conditions When the engine water temperature is lower than a predetermined temperature (for example, 40 ° C.), the engine heating heat pump mode may be switched. When the cooling water temperature on the outlet side of the cooling water heater 15 is higher than the engine water temperature, the engine heating heat pump mode may be switched.
- a predetermined temperature for example, 40 ° C.
- the engine water temperature When the engine water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, it may be switched to the equipment heating mode. For example, when the engine water temperature is 0 ° C. or higher, the battery may be warmed up by switching to the device heating mode. For example, when the engine water temperature is equal to or higher than the cooling water temperature in the cooling water circuit on the cooling water heater 15 side, the cooling water heater 15 may be preheated by switching to the device heating mode.
- the engine water temperature When the engine water temperature is lower than a predetermined temperature (for example, outside air temperature + ⁇ ° C.), it may be switched to the heat mass utilization cooling mode.
- a predetermined temperature for example, outside air temperature + ⁇ ° C.
- the engine endothermic heat pump mode when the increase amount per unit time of the engine water temperature exceeds a predetermined amount, the engine endothermic heat pump mode may be switched.
- the engine endothermic heat pump mode when the amount of decrease in the engine water temperature per unit time exceeds a predetermined amount, it may be switched to the outside air endothermic heat pump mode.
- the engine heat absorption heat pump mode when the amount of decrease in the engine water temperature per unit time exceeds a predetermined amount, the engine heat absorption heat pump mode may be switched.
- engine waste heat amount When the amount of heat given to the cooling water from the engine 91 (hereinafter referred to as engine waste heat amount) is less than a predetermined amount (a heat absorption amount necessary for heat pump heating), it may be switched to the outside air endothermic heat pump mode.
- the engine endothermic heat pump mode may be switched.
- the amount of engine waste heat is equal to or greater than a predetermined amount (the amount of heat absorbed for heat pump heating), it may be switched to the device heating mode.
- the engine waste heat amount is less than a predetermined amount (heat absorption amount necessary for heat pump heating), it may be switched to the cooling mode using the heat mass.
- the amount of heat absorption necessary for heat pump heating can be estimated from the amount of heat required for heating.
- the required heating amount of heating is calculated from the room temperature setting value (manual setting or automatic setting by the passenger), the vehicle interior temperature, the vehicle speed, the outside air temperature, etc., and further the vehicle speed (physical amount related to the wind speed in the radiator 13), the outside air temperature Based on the estimated amount of frost formation and the capacity of the compressor 22, the amount of heat absorption necessary for heat pump heating can be calculated.
- the estimated amount of frost formation can be estimated based on the outside air temperature, the heating operation time, the cooling water temperature in the radiator 13, the air humidity, and the like.
- the estimated amount of frost formation may be calculated based on the frost formation determination map.
- the capacity value of the compressor 22 can be estimated based on the suction refrigerant temperature, the discharge refrigerant temperature, and the rotation speed.
- the capacity value of the compressor 22 may be calculated based on the map.
- the endothermic amount necessary for heat pump heating may be calculated based on a map represented by the relationship between the outside air temperature, the vehicle speed, the water temperature, the heating request, and the current heating capacity.
- Each mode may be switched according to the amount of heat generated by the device 81 instead of the amount of engine waste heat.
- the amount of engine waste heat and the amount of heat generated by the device 81 can be estimated based on detection values of one or two cooling water temperature sensors.
- the water temperature sensor is, for example, a cooling water temperature sensor in the engine 91 or a cooling water temperature sensor in the cooling water heater 15.
- the engine waste heat amount and the heat generation amount of the device 81 can be estimated based on the gradient of the change amount of the cooling water temperature. For example, when the gradient of the change amount of the coolant temperature in the engine 91 exceeds a predetermined amount with a negative gradient, it can be estimated that the engine waste heat amount is less than the heat absorption amount necessary for heat pump heating.
- the amount of engine waste heat and the amount of heat generated by the device 81 can be estimated from the running load.
- the amount of engine waste heat and the amount of heat generated by the device 81 can be estimated from the vehicle running load.
- the engine waste heat amount can be estimated based on the fuel consumption amount of the engine 91 and the sensor information value related to combustion.
- the heat generation amount of the device 81 can be estimated from the energization amount of the device 81.
- the amount of heat generated by the device 81 can be estimated based on power conversion efficiency, resistance value, power-power conversion efficiency, and the like.
- the EV travel mode is a travel mode in which the vehicle travels mainly by the driving force of the travel electric motor.
- the plug-in hybrid vehicle charges the battery (on-vehicle battery) from an external power source when the vehicle stops before the vehicle starts running, so that the remaining battery charge SOC of the battery is determined in advance as when starting running.
- the amount is greater than or equal to the amount, the EV traveling mode in which the vehicle travels mainly by the driving force of the traveling electric motor is set.
- the vehicle is in the HV running mode in which the vehicle is driven mainly by the driving force of the engine 91.
- the EV travel mode is a travel mode in which the vehicle travels mainly by the driving force output by the travel electric motor.
- the engine 91 is operated. Assist the electric motor for traveling.
- this is a traveling mode in which the traveling driving force (motor side driving force) output from the traveling electric motor is larger than the traveling driving force (engine side driving force) output from the engine 91.
- the HV travel mode is a travel mode in which the vehicle travels mainly by the driving force output by the engine 91.
- the travel electric motor is operated to operate the engine 91.
- Assist That is, this is a travel mode in which the engine-side driving force is greater than the motor-side driving force.
- Switching between the EV traveling mode and the HV traveling mode is controlled by a driving force control device (not shown).
- the idle stop state is a state in which the engine 91 is temporarily stopped when the vehicle stops such as waiting for a signal.
- the engine heat absorption heat pump mode may be switched.
- the engine waste heat direct use mode may be switched.
- the pre-heating is to heat the passenger compartment before the engine 91 is started.
- the time average rotational speed of the engine 91 exceeds a predetermined amount, it may be switched to the engine waste heat direct use mode.
- the engine 91 When the engine 91 is warmed up, it may be switched to the engine heating heat pump mode. While the engine 91 is stopped (EV traveling mode, idle stop, charging, etc.), the engine heating heat pump mode may be switched.
- the engine 91 may be switched to the equipment heating mode, and when the engine 91 is stopped (when the vehicle is stopped), it may be switched to the engine waste heat direct use mode.
- the engine 91 When the engine 91 is overheated, it may be switched to the engine waste heat direct use mode.
- the battery may be switched to the outside air endothermic heat pump mode, the engine heating heat pump mode, or the heat mass utilization cooling mode.
- the remaining battery charge SOC of the battery When the remaining battery charge SOC of the battery is below a predetermined amount (when the engine is mainly driven), it may be switched to the engine heat absorption heat pump mode, the engine waste heat direct use mode, or the equipment heating mode.
- outside temperature conditions When the outside air temperature is lower than a predetermined temperature (for example, a very low temperature range such as ⁇ 20 ° C. or a temperature outside the heat pump operation guarantee), the engine heat absorption heat pump mode may be switched.
- a predetermined temperature for example, a very low temperature range such as ⁇ 20 ° C. or a temperature outside the heat pump operation guarantee
- the engine heating heat pump mode may be switched.
- the low temperature side water temperature When the cooling water temperature in the cooling water circuit on the cooling water cooler 14 side (hereinafter referred to as the low temperature side water temperature) is lower than a predetermined temperature (less than -25 ° C, frost formation or lack of radiator capacity) in the outside air endothermic heat pump mode
- the engine heat absorption heat pump mode may be switched to.
- the engine may be switched to the outside air endothermic heat pump mode or the engine waste heat direct use mode.
- the engine heat absorption heat pump mode may be switched.
- the engine waste heat direct use mode may be switched.
- the outdoor heat absorption heat pump mode, the engine heat absorption heat pump mode, and the engine waste heat direct use mode may be switched according to a switching signal (manual switching signal) in the maintenance mode.
- the engine heating heat pump mode may be executed for a predetermined time after the engine 91 is started. After the engine 91 is started, the engine heating heat pump mode may be executed until the engine water temperature reaches a predetermined temperature.
- the device heating mode may be executed for a certain time before the warm-up operation.
- the equipment heating mode may be switched.
- the cooling water system of the radiator 13 breaks down, it may be switched to the cooling mode using the heat mass.
- the engine cooling circuit 90 is linked to the vehicle thermal management system 10 via the cooling water cooling water heat exchanger 81C. However, in this embodiment, as shown in FIG. The circuit 90 is linked to the vehicle thermal management system 10 via the flow path switching valve 120.
- the heater core 17 and the flow path switching valve 120 are disposed in the circulation flow path 92 of the engine cooling circuit 90.
- the flow path switching valve 120 is a four-way valve having four cooling water inlets / outlets 120a, 120b, 120c, and 120d.
- the flow path switching valve 120 is disposed on the cooling water outlet side of the heater core 17 and the cooling water suction side of the third pump 93 in the circulation flow path 92. That is, the circulation flow path 92 is connected to the first cooling water inlet / outlet 120 a and the second cooling water inlet / outlet 120 b of the flow path switching valve 120.
- the upstream portion 31a of the first pump flow path 31 is connected to the junction J1 of the engine auxiliary flow path 97 and the circulation flow path 92 of the engine cooling circuit 90.
- the downstream portion 31b is connected to the third cooling water inlet / outlet 120c of the flow path switching valve 120.
- the upstream portion 32 a of the second pump flow path 32 is connected to the cooling water outlet side of the engine 91 and the cooling water inlet side of the heater core 17 in the circulation flow path 92, and downstream of the second pump flow path 32.
- the side portion 32b is connected to the fourth cooling water inlet / outlet 120d of the connection flow path switching valve 120.
- the flow path switching valve 120 communicates the circulation flow path 92 connected to the second cooling water inlet / outlet 120b and the downstream portion 31b of the first pump flow path 31.
- the circulation flow path 92 connected to the first cooling water inlet / outlet 120a and the downstream portion 31b of the second pump flow path 32 are communicated with each other. Thereby, the cooling water flows as shown by the thick dashed-dotted arrow and the thick solid arrow in FIG.
- the flow path switching valve 120 allows the circulation flow paths 92 and the downstream portion 31b of the second pump flow path 32 to communicate with each other so that the first pump flow path 31 is connected.
- the downstream part 31b of is closed.
- the flow path switching valve 120 adjusts the flow rate ratio of the cooling water distributed to the circulation flow path 92 side and the second pump flow path 32 side.
- the flow path switching valve 120 causes the circulation flow paths 92 to communicate with each other, and the downstream portion 31b of the first pump flow path 31 and the second pump flow path.
- the downstream part 32b of 32 is closed.
- the cooling water flows as shown by the thick solid arrows in FIG.
- the first switching valve 18 has a first pump side valve body 185, a second pump side valve body 186, a cooler core side flow valve body 187, and a heater core side valve body 188. .
- the first pump-side valve body 185 switches between the state in which the cooling water discharged from the first pump 11 flows and the state in which the cooling water discharged from the first pump 11 does not flow for each of the inverter 81B, the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and the radiator 13, Adjust the coolant flow rate.
- the second pump side valve body 186 switches between the state in which the cooling water discharged from the second pump 12 flows in and the state in which the cooling water discharged from the second pump 12 does not flow for each of the inverter 81B, the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and the radiator 13, Adjust the coolant flow rate.
- the cooler core side valve body 187 adjusts the flow rate of the cooling water flowing into the cooler core 16.
- the heater core side flow valve body 188 adjusts the flow rate of the cooling water flowing into the heater core 17.
- the second switching valve 19 includes a first pump side valve body 195 and a second pump side valve body 196.
- the first pump side valve body 195 has a state in which the cooling water flowing out from the inverter 81B, the cooling water flowing out from the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and the cooling water flowing out from the radiator 13 flow out to the first pump 11 side. While switching to a state where it does not flow out, the cooling water flow rate is adjusted.
- the second pump side valve body 196 has a state in which the cooling water flowing out from the inverter 81B, the cooling water flowing out from the cooling water cooling water heat exchanger 81C, and the cooling water flowing out from the radiator 13 flow out to the second pump 12 side. Switch the state of not flowing out and adjust the cooling water flow rate.
- the first switching valve 18 includes an inverter switching valve 131, a cooling water cooling water heat exchanger switching valve 132, a radiator switching valve 133, and a cooler core switching valve 134.
- the inverter switching valve 131 includes a first pump side valve body 131a and a second pump side valve body 131b.
- the first pump side valve body 131a intermittently flows the cooling water flow from the first pump 11 to the inverter 81B and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 131b intermittently flows the cooling water flow from the second pump 12 to the inverter 81B and adjusts the cooling water flow rate.
- the cooling water / cooling water heat exchanger switching valve 132 includes a first pump side valve body 132a and a second pump side valve body 132b.
- the first pump-side valve body 132a intermittently flows the cooling water flow from the first pump 11 to the cooling water cooling water heat exchanger 81C and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 132b intermittently flows the cooling water flow from the second pump 12 to the cooling water cooling water heat exchanger 81C and adjusts the cooling water flow rate.
- the switching valve 133 for the radiator has a first pump side valve body 133a and a second pump side valve body 133b.
- the first pump side valve body 133a intermittently flows the cooling water flow from the first pump 11 to the radiator 13, and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 133b intermittently flows the cooling water flow from the second pump 12 to the radiator 13, and adjusts the cooling water flow rate.
- the cooler core switching valve 134 interrupts the coolant flow from the second pump 12 to the cooler core 16 and adjusts the coolant flow rate.
- the second switching valve 19 includes an inverter switching valve 141, a cooling water cooling water heat exchanger switching valve 142, a radiator switching valve 143, and a heater core switching valve 144.
- the inverter switching valve 141 includes a first pump side valve body 141a and a second pump side valve body 141b.
- the first pump side valve body 141a intermittently flows the cooling water flow from the inverter 81B to the first pump 11, and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 141b intermittently flows the cooling water flow from the inverter 81B to the second pump 12, and adjusts the cooling water flow rate.
- the cooling water / cooling water heat exchanger switching valve 142 includes a first pump side valve body 142a and a second pump side valve body 142b.
- the first pump-side valve body 142a intermittently flows the cooling water flow from the cooling water cooling water heat exchanger 81C to the first pump 11, and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 142b intermittently flows the cooling water flow from the cooling water cooling water heat exchanger 81C to the second pump 12, and adjusts the cooling water flow rate.
- the radiator switching valve 143 includes a first pump side valve body 143a and a second pump side valve body 143b.
- the first pump-side valve body 143a intermittently flows the cooling water flow from the radiator 13 to the first pump 11, and adjusts the cooling water flow rate.
- the second pump side valve body 143b intermittently flows the cooling water flow from the radiator 13 to the second pump 12, and adjusts the cooling water flow rate.
- the heater core switching valve 144 interrupts the coolant flow from the heater core 17 to the second pump 12 and adjusts the coolant flow rate.
- FIG. 38 shows a simplified configuration of the vehicle thermal management system 10 when the heat transfer device 81 is connected to the cooler core 16.
- reference numerals corresponding to the configuration when the heat transfer device 81 is connected to the heater core 17 are shown.
- the heat transfer device 81 is, for example, a cooling water air heat exchanger (heat medium air heat exchanger) that adjusts the temperature of the blown air by exchanging heat (sensible heat exchange) between the cooling water and the blown air into the vehicle interior. is there. More specifically, the heat transfer device 81 is, for example, a rear seat heat exchanger that exchanges heat (sensible heat exchange) between the blown air blown out toward the passenger in the rear seat of the vehicle and the cooling water.
- a cooling water air heat exchanger heat medium air heat exchanger
- the heat transfer device 81 is, for example, a rear seat heat exchanger that exchanges heat (sensible heat exchange) between the blown air blown out toward the passenger in the rear seat of the vehicle and the cooling water.
- the heat transfer device 81 may be, for example, a battery temperature adjustment heat exchanger that adjusts the temperature of the battery by sensible heat exchange between the battery mounted on the vehicle and the cooling water.
- the control device 60 brings the cooler core blowing temperature TC closer to the cooler core blowing target temperature TCO, and brings the temperature TC2 of the heat transfer device 81 closer to the heat transfer device target temperature TCO2.
- the temperature TC2 of the heat transfer device 81 is the temperature of the blown air heat exchanged by the heat transfer device 81.
- the temperature of the device having the lower target temperature is controlled by the flow rate of the refrigerant, and the temperature of the device having the higher target temperature is controlled by the cooling water. Control by flow rate.
- control with the coolant flow rate since the control with the coolant flow rate has higher responsiveness than the control with the cooling water flow rate, it is possible to preferentially control the temperature of the device with the lower target temperature.
- the deviation ⁇ T1 between the cooler core temperature TC and the cooler core target temperature TCO, the difference between the heat transfer device temperature TC2 and the heat transfer device target temperature TCO2 Based on ⁇ T2 and the absolute values of the deviations ⁇ T1 and ⁇ T2 (hereinafter referred to as deviation amounts), a device controlled by the refrigerant flow rate and a device controlled by the cooling water flow rate are determined.
- the deviations ⁇ T1 and ⁇ T2 are obtained by the following formulas F4 and F5.
- ⁇ T1 TC ⁇ TCO...
- F4 ⁇ T2 TC2-TCO2...
- F5 the following control methods (1) to (16) are selected based on the deviations ⁇ T1, ⁇ T2 and the deviation amount.
- the temperature of the device having the larger deviation amount (absolute value of the deviation) is controlled by the refrigerant flow rate, and the cooling water flow rate in both devices is equal to or larger than a predetermined amount.
- the temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the refrigerant flow rate, and the flow rate of cooling water in the device on the deviation ⁇ T1 side Start squeezing.
- the deviation ⁇ T2 When the deviation ⁇ T1 spans from a positive value to a negative value and the deviation ⁇ T2 straddles from a negative value to a positive value, the deviation ⁇ T2 if the flow rate of cooling water in the device on the deviation ⁇ T2 side is equal to or greater than a predetermined amount. If the flow rate of the device on the deviation ⁇ T2 side is less than a predetermined amount, the temperature of the device on the deviation ⁇ T1 side is controlled. The temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the flow rate of the cooling water.
- the temperature of the deviation ⁇ T1 side device if the flow rate of cooling water in the deviation ⁇ T1 side device is equal to or greater than a predetermined amount Is controlled by the refrigerant flow rate, and the temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the flow rate of the cooling water. If the flow rate of the device on the deviation ⁇ T1 side is less than a predetermined amount, the temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the refrigerant flow rate. In addition, the temperature of the device on the deviation ⁇ T1 side is controlled by the flow rate of the cooling water.
- the deviation ⁇ T1 is a negative value and the deviation ⁇ T2 crosses from a negative value to a positive value
- the flow rate of the cooling water in the deviation ⁇ T2 side device is equal to or greater than a predetermined amount
- the deviation ⁇ T2 side device The temperature of the device on the deviation ⁇ T1 side is controlled by the flow rate of the cooling water, and the temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the refrigerant flow rate if the flow rate of the device on the deviation ⁇ T2 side is less than a predetermined amount.
- the temperature of the device on the deviation ⁇ T2 side is controlled by the flow rate of the cooling water.
- the temperature of either the cooler core 16 or the heat transfer device 81 is controlled by the refrigerant flow rate.
- the temperature of the other device may be controlled by the flow rate of the cooling water.
- the temperature of the device having the higher heat load among the cooler core 16 and the heat transfer device 81 is controlled by the refrigerant flow rate. You may make it control the temperature of the apparatus of the low side with the flow volume of a cooling water.
- the control device 60 brings the heater core blowing temperature TH closer to the heater core blowing target temperature THO, and brings the temperature TH2 of the heat transfer device 81 closer to the device target temperature THO2.
- the temperature TH2 of the heat transfer device 81 is the temperature of the blown air heat exchanged by the heat transfer device 81.
- the temperature of the device having the higher target temperature is controlled by the flow rate of the refrigerant, and the temperature of the device having the lower target temperature is controlled by the cooling water. Control by flow rate.
- control with the coolant flow rate has higher responsiveness than the control with the cooling water flow rate, it is possible to preferentially control the temperature of the device on the higher target temperature side.
- the deviation ⁇ T1 between the heater core temperature TH and the heater core target temperature THO, and the difference between the heat transfer device temperature TH2 and the heat transfer device target temperature THO2 Based on ⁇ T2 and the absolute values of the deviations ⁇ T1 and ⁇ T2 (hereinafter referred to as deviation amounts), a device controlled by the refrigerant flow rate and a device controlled by the cooling water flow rate are determined.
- the deviations ⁇ T1 and ⁇ T2 are obtained by the following formulas F6 and F7.
- ⁇ T1 THO-TH...
- F6 ⁇ T2 THO2-TH2 F7
- the above control methods (1) to (16) are selected based on the deviations ⁇ T1, ⁇ T2 and the deviation amount.
- the temperature of one of the heater core 17 and the heat transfer device 81 is controlled by the refrigerant flow rate.
- the temperature of the other device may be controlled by the flow rate of the cooling water.
- the temperature of the heater core 17 and the heat transfer device 81 on the higher heat load side is controlled by the refrigerant flow rate, and the heat load is You may make it control the temperature of the apparatus of the low side with the flow volume of a cooling water.
- the cooler core 16 or the heater core 17 is referred to as a first cooling water air heat exchanger
- the heat transfer devices 13 and 81 connected to the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 are referred to as first heat transfer devices. .
- the control device 60 makes the temperatures related to the temperatures TC and TH of the blown air that have undergone sensible heat exchange in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 approach the first target temperatures TCO and THO.
- the flow rate of the coolant is adjusted, and the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperatures related to the temperatures TC2 and TH2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approach the second target temperatures TCO2 and THO2.
- the control device 60 is heated by the heater core 17.
- the flow rate of the refrigerant is adjusted so that the temperature related to the temperature TH of the blown air approaches the first target temperature THO, and the temperature related to the temperature TH2 of the first heat transfer device 13, 81 approaches the second target temperature THO2. Adjust the flow rate of the cooling water.
- the control device 60 sets the refrigerant so that the temperature related to the temperature TH2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approaches the second target temperature THO2.
- the flow rate is adjusted, and the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperature related to the temperature TH of the blown air heated by the heater core 17 approaches the first target temperature THO.
- the control device 60 is cooled by the cooler core 16.
- the flow rate of the refrigerant is adjusted so that the temperature related to the temperature TC of the blown air approaches the first target temperature TCO, and the temperature related to the temperature TC2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approaches the second target temperature TCO2. Adjust the flow rate of the cooling water.
- the control device 60 determines that the temperature of the refrigerant is such that the temperature related to the temperature TC2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approaches the second target temperature TCO2.
- the flow rate is adjusted, and the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperature related to the temperature TC of the blown air cooled by the cooling water air heat exchanger 16 approaches the first target temperature TCO.
- control device 60 sets the flow rate of the refrigerant so that the temperatures related to the temperatures TC and TH of the blown air subjected to the sensible heat exchange in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 approach the first target temperatures TCO and THO. And the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperatures related to the temperatures TC2 and TH2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approach the second target temperatures TCO2 and THO2.
- control device 60 switches between the first control mode and the second control mode according to the positive / negative of the first deviation ⁇ T1 and the positive / negative of the second deviation ⁇ T2.
- the flow rate of the refrigerant is adjusted so that the temperature related to the temperature TC, TH of the blown air subjected to the sensible heat exchange in the first cooling water air heat exchangers 16, 17 approaches the first target temperature TCO, THO.
- the flow rate of the refrigerant is adjusted so that the temperatures related to the temperatures TC2 and TH2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approach the second target temperatures TCO2 and THO2, and the first cooling water air heat exchange is performed.
- This is a control mode in which the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperature related to the temperatures TC and TH of the blown air subjected to sensible heat exchange in the chambers 16 and 17 approaches the first target temperatures TCO and THO.
- the first deviation ⁇ T1 is the temperature of the blown air that has been subjected to sensible heat exchange by the first cooling water air heat exchangers 16 and 17. This is a deviation obtained by subtracting the first target temperature TCO from the temperature related to TC.
- the first deviation ⁇ T1 is sensible heat exchanged from the first target temperature THO in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17. This is a deviation obtained by subtracting the temperature related to the temperature TH of the blown air.
- the second deviation ⁇ T2 is obtained by subtracting the second target temperature TCO2 from the temperature related to the temperature TC2 of the first heat transfer device 13, 81. Deviation.
- the second deviation ⁇ T2 is obtained by subtracting the temperature related to the temperature TH2 of the first heat transfer device 13, 81 from the second target temperature THO2. Deviation.
- the first deviation ⁇ T1 and the second deviation ⁇ T2 both change from a positive value to a negative value.
- both ⁇ T1 and the second deviation ⁇ T2 change from a negative value to a positive value, or when the first deviation ⁇ T1 is a positive value and the second deviation ⁇ T2 changes from a negative value to a positive value The first control mode is executed if the absolute value of the first deviation ⁇ T1 is larger than the absolute value of the second deviation ⁇ T2, and the second control mode is executed if the absolute value of the second deviation ⁇ T2 is larger than the absolute value of the first deviation ⁇ T1. carry out.
- the first control mode is performed
- the first deviation ⁇ T1 is a negative value
- the second deviation is performed.
- the first control mode is performed, and the first deviation ⁇ T1 is changed from a positive value.
- the second control mode is performed.
- the cooling water in the first cooling water air heat exchangers 16, 17 is used. Is greater than or equal to the first predetermined amount, the first control mode is implemented if the absolute value of the first deviation ⁇ T1 is greater than the absolute value of the second deviation ⁇ T2, and the absolute value of the second deviation ⁇ T2 is the first deviation. If it is larger than the absolute value of ⁇ T1, the second control mode is executed.
- the flow rate of the cooling water in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 is When it is less than the first predetermined amount, the second control mode is performed.
- the first deviation ⁇ T1 changes from a negative value to a positive value and the second deviation ⁇ T2 changes from a positive value to a negative value, or the first deviation ⁇ T1 changes from a negative value to a positive value.
- the second deviation ⁇ T2 is a negative value and the cooling water flow rate in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 is greater than or equal to a second predetermined amount.
- the second control mode is performed.
- the second control mode is performed.
- the first control mode is performed.
- the first deviation ⁇ T1 is a negative value and the second deviation ⁇ T2 is changed from a positive value to a negative value
- the cooling water in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 is changed.
- the absolute value of the first deviation ⁇ T1 is larger than the absolute value of the second deviation ⁇ T2
- the first control mode is performed, and the absolute value of the second deviation ⁇ T2 is the first deviation. If it is larger than the absolute value of ⁇ T1, the second control mode is executed.
- the flow rate of the cooling water in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 is When it is less than the fourth predetermined amount, the second control mode is performed.
- the flow rate of the cooling water in the first heat transfer devices 13, 81 is When the absolute value of the first deviation ⁇ T1 is greater than the absolute value of the second deviation ⁇ T2, the first control mode is performed when the absolute value of the second deviation ⁇ T2 is the absolute value of the first deviation ⁇ T1. If it is larger than the value, the second control mode is executed.
- the flow rate of the cooling water in the first heat transfer devices 13, 81 is the fifth place.
- the first control mode is performed.
- control device 60 performs the heat exchange amount or the heat exchange request amount between the cooling water and the blown air in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 and the heat with the cooling water in the first heat transfer devices 13 and 81.
- the first control mode and the second control mode are switched according to the exchange amount or the heat exchange request amount.
- the heat exchange amount or the heat exchange request amount between the cooling water and the blown air in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 is the heat exchange amount with the cooling water in the first heat exchange devices 13 and 81 or
- the control device 60 determines that the temperature related to the temperature TC, TH of the blown air subjected to sensible heat exchange in the first cooling water air heat exchangers 16, 17.
- the flow rate of the refrigerant is adjusted so as to approach the first target temperature TC, THO, and the cooling water is adjusted so that the temperature related to the temperature TC2, TH2 of the first heat transfer device 13, 81 approaches the second target temperature TCO2, THO2. Adjust the flow rate.
- the heat exchange amount or the heat exchange request amount with the cooling water in the first heat exchange devices 13 and 81 is the heat exchange amount or the heat exchange request between the cooling water and the blown air in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17.
- the control device 60 sets the flow rate of the refrigerant so that the temperatures related to the temperatures TC2 and TH2 of the first heat transfer devices 13 and 81 approach the second target temperatures TCO2 and THO2.
- the flow rate of the cooling water is adjusted so that the temperature related to the temperature TH of the blown air subjected to the sensible heat exchange in the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 approaches the first target temperature THO.
- the temperature of the first cooling water air heat exchangers 16 and 17 and the first heat transfer devices 13 and 81 having the higher or higher estimated heat load is controlled by the refrigerant flow rate to follow the temperature. Can be improved.
- the amount of the outside air flowing through the radiator 13 is adjusted by controlling the operation of the outdoor blower 20, but the flow of the radiator 13 is controlled by controlling the operation of a radiator shutter (not shown).
- the air volume of the outside air may be adjusted.
- the radiator shutter is an outside air passage opening / closing section that opens and closes a passage through which outside air flows.
- the cooling water is used as the heat medium for adjusting the temperature of the temperature adjustment target device, but various media such as oil may be used as the heat medium.
- Nanofluid may be used as the heat medium.
- a nanofluid is a fluid in which nanoparticles having a particle size of the order of nanometers are mixed.
- antifreeze liquid ethylene glycol
- the effect of improving the thermal conductivity in a specific temperature range the effect of increasing the heat capacity of the heat medium, the effect of preventing the corrosion of metal pipes and the deterioration of rubber pipes, and the heat medium at an extremely low temperature
- liquidity of can be acquired.
- Such an effect varies depending on the particle configuration, particle shape, blending ratio, and additional substance of the nanoparticles.
- the thermal conductivity can be improved, it is possible to obtain the same cooling efficiency even with a small amount of heat medium as compared with the cooling water using ethylene glycol.
- the amount of heat stored in the heat medium itself can be increased.
- the aspect ratio of the nanoparticles is preferably 50 or more. This is because sufficient thermal conductivity can be obtained.
- the aspect ratio is a shape index that represents the ratio of the vertical and horizontal dimensions of the nanoparticles.
- Nanoparticles containing any of Au, Ag, Cu and C can be used. Specifically, Au nanoparticle, Ag nanowire, CNT (carbon nanotube), graphene, graphite core-shell nanoparticle (a structure such as a carbon nanotube surrounding the above atom is included as a constituent atom of the nanoparticle. Particles), Au nanoparticle-containing CNTs, and the like can be used.
- a chlorofluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant.
- the type of the refrigerant is not limited to this, and natural refrigerants such as carbon dioxide, hydrocarbon refrigerants, and the like are used. It may be used.
- the refrigeration cycle 21 of each of the above embodiments constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant, but the supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant. May be configured.
- thermal management system 10 and the vehicle air conditioner are applied to a hybrid vehicle.
- an electric vehicle or the like that does not include an engine and obtains driving force for vehicle traveling from a traveling electric motor.
- the heat management system 10 and the vehicle air conditioner may be applied.
- an evaporator 151 may be provided instead of the cooling water cooler 14 and the cooler core 16 in the above embodiment.
- the evaporator 151 is an air-cooling heat exchanger that heat-exchanges the low-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 21 and the blown air into the passenger compartment to cool the blown air into the passenger compartment.
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Abstract
第1熱媒体空気熱交換器(16)で顕熱交換された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、第1熱授受機器(13、81)における熱媒体との熱授受量、または第1熱媒体空気熱交換器(16)の熱交換能力を調整し、且つ第2熱媒体空気熱交換器(17)で顕熱交換された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、第2熱授受機器(13、81)における熱媒体との熱授受量、または第2熱媒体空気熱交換器17の熱交換能力を調整する熱交換器用調整部(60a、60b、60c、60f、60g、60k)を備える。そのため、車室内への送風空気を熱交換させる熱交換器の温度を適切に制御可能にする。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2013年12月26日に出願された日本特許出願2013-268579を基にしている。
本開示は、車両に用いられる空調装置に関する。
従来、特許文献1には、室内へ送風する送風空気を蒸発器で冷却するとともに凝縮器で加熱する車両用空調装置が記載されている。
蒸発器は、冷凍サイクルの低圧側冷媒と送風空気とを熱交換させて、低圧側冷媒を蒸発させるとともに送風空気を冷却する熱交換器である。凝縮器は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と送風空気とを熱交換させて冷媒を凝縮させるとともに送風空気を加熱する熱交換器である。
この従来技術では、車室内への吹出空気の温度を制御するために、冷凍サイクルの制御を行うようになっている。
上記従来技術では、車室内への送風空気を蒸発器および凝縮器で冷凍サイクルの冷媒と熱交換させるので、蒸発器または凝縮器で冷媒が漏れると車室内にも冷媒が漏れてしまう。
また、従来は、冷媒の凝縮および蒸発のいずれかを担う室外熱交換器が車両最前部に配置されているため、車体の重要機関(フレーム、駆動機構、原動機など)にダメージを与えないような軽度の衝突時においても室外熱交換器が破壊さる場合がある。そのため、冷媒の再充填を伴う修理費が高額になったり、温暖化係数の高い冷媒が大気に放出される懸念がある。
そこで、本出願人は、蒸発器および凝縮器で冷凍サイクルの冷媒と冷却水と熱交換させ、蒸発器で冷却された冷却水を空気冷却用熱交換器で車室内への送風空気と顕熱交換させて送風空気を冷却し、凝縮器で加熱された冷却水を空気加熱用熱交換器で車室内への送風空気と顕熱交換させて送風空気を加熱する車両用空調装置(以下、検討例と言う。)を検討している。
この検討例によると、蒸発器および凝縮器で車室内への送風空気を熱交換させないので、蒸発器または凝縮器で冷媒が漏れても車室内に冷媒が漏れることを防止できる。また、車両最前部に配置していた室外熱交換器は、冷却水を介した熱交換器に置き換えられるため、軽衝突時でも冷媒が放出されることがなく、ひいては修理代を抑制できるとともに環境破壊を防止できる。
しかしながら、この検討例では、上記従来技術と比較してシステム構成が顕著に異なっているので、上記従来技術と同様に冷凍サイクルの制御を行っても、車室内へ吹き出される空気の温度を適切に制御できない。
また、この検討例では、空気冷却用熱交換器の表面温度を適切に制御する必要がある。すなわち、空気冷却用熱交換器の表面温度が氷点を下回ると、空気冷却用熱交換器の表面に付着した凝縮水が凍結して着霜(フロスト)が発生し、その結果、空気冷却用熱交換器の空気通路が塞がれて車室内への送風量が低下し、空調性能が低下してしまう。一方、空気冷却用熱交換器が所定温度を上回ると、空気冷却用熱交換器の表面に付着した凝縮水が蒸発して送風空気の湿度が上昇して窓曇りを招いたり、凝縮水に溶け込んだカビや微粒子等も蒸気に混ざることによって臭いが発生したりして乗員の快適性が低下してしまう。
本開示は上記点に鑑みて、車室内への送風空気を熱交換させる車両用空調装置において、車室内への送風空気を熱交換する熱交換器の温度を適切に制御可能にすることを目的とする。
本開示の第1態様による車両用空調装置は、熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプおよび第2ポンプと、第1ポンプによって循環される熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させる第1熱媒体空気熱交換器と、第2ポンプによって循環される熱媒体と送風空気とを顕熱交換させる第2熱媒体空気熱交換器と、熱媒体が流通する流路を有し、第1ポンプによって循環される熱媒体との間で熱授受が行われる第1熱授受機器と、熱媒体が流通する流路を有し、第2ポンプによって循環される熱媒体との間で熱授受が行われる第2熱授受機器と、第1熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度に関連する温度が第1目標温度に近づくように、第1熱授受機器における熱媒体との熱授受量、または第1熱媒体空気熱交換器の熱交換能力を調整し、且つ第2熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度に関連する温度が第2目標温度に近づくように、第2熱授受機器における熱媒体との熱授受量、または第2熱媒体空気熱交換器の熱交換能力を調整する熱交換器用調整部とを備える。
これによると、第1熱媒体空気熱交換器の温度、および第2熱媒体空気熱交換器の温度を適切に制御できる。
本開示の第2態様による車両用空調装置は、熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプおよび第2ポンプと、冷媒を吸入して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒と第2ポンプによって循環される熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器と、熱媒体加熱用熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧装置と、減圧装置で減圧膨張された冷媒と第1ポンプによって循環される熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器と、第1ポンプによって循環される熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて送風空気を冷却する第1熱媒体空気熱交換器と、第2ポンプによって循環される熱媒体と送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱する第2熱媒体空気熱交換器と、熱媒体が流通する流路を有し、第1ポンプによって循環される熱媒体との間で熱授受が行われる第1熱授受機器と、熱媒体が流通する流路を有し、第2ポンプによって循環される熱媒体との間で熱授受が行われる第2熱授受機器と、第1熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度に関連する温度が第1目標温度に近づくように、第1熱媒体空気熱交換器の熱交換能力、または第2熱授受機器における熱媒体との熱授受量を調整し、且つ第2熱媒体空気熱交換器で熱交換された送風空気の温度に関連する温度が第2目標温度に近づくように、第2熱媒体空気熱交換器の熱交換能力、または第1熱授受機器における熱媒体との熱授受量を調整する熱交換器用調整部とを備える。
これによると、第1熱媒体空気熱交換器の温度、および第2熱媒体空気熱交換器の温度を適切に制御できる。
上記開示において、第1熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度に関連する温度とは、第1熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度自体や、第1熱媒体空気熱交換器の表面温度に関連する温度、第1熱媒体空気熱交換器を流れる熱媒体の温度に関連する温度等のことである。
上記開示において、第2熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度に関連する温度とは、第2熱媒体空気熱交換器で顕熱交換された送風空気の温度自体や、第2熱媒体空気熱交換器の表面温度に関連する温度、第2熱媒体空気熱交換器を流れる熱媒体の温度に関連する温度等のことである。
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1に示す車両用熱管理システム10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。本実施形態では、熱管理システム10を、エンジン(内燃機関)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
図1に示す車両用熱管理システム10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。本実施形態では、熱管理システム10を、エンジン(内燃機関)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源(商用電源)から供給された電力を、車両に搭載された電池(車載バッテリ)に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、熱管理システム10を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
図1に示すように、熱管理システム10は、第1ポンプ11、第2ポンプ12、ラジエータ13、冷却水冷却器14、冷却水加熱器15、クーラコア16、ヒータコア17、第1切替弁18および第2切替弁19を備えている。
第1ポンプ11および第2ポンプ12は、冷却水(熱媒体)を吸入して吐出する電動ポンプである。冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。
ラジエータ13、冷却水冷却器14、冷却水加熱器15、クーラコア16およびヒータコア17は、冷却水が流通する冷却水流通機器(熱媒体流通機器)である。
ラジエータ13は、冷却水と車室外空気(以下、外気と言う。)とを熱交換(顕熱交換)させる冷却水外気熱交換器(熱媒体外気熱交換器)である。ラジエータ13に外気温以上の温度の冷却水を流すことにより、冷却水から外気に放熱させることが可能である。ラジエータ13に外気温以下の冷却水を流すことにより、外気から冷却水に吸熱させることが可能である。換言すれば、ラジエータ13は、冷却水から外気に放熱させる放熱器としての機能、および外気から冷却水に吸熱させる吸熱器としての機能を発揮できる。
ラジエータ13は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水冷却器14や冷却水加熱器15で温度調整された冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器である。
室外送風機20は、ラジエータ13へ外気を送風する電動送風機(外気送風機)である。ラジエータ13および室外送風機20は車両の最前部に配置されている。このため、車両の走行時にはラジエータ13に走行風を当てることができる。
冷却水冷却器14および冷却水加熱器15は、冷却水を熱交換させて冷却水の温度を調整する冷却水温度調整用熱交換器(熱媒体温度調整用熱交換器)である。冷却水冷却器14は、冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器(熱媒体冷却用熱交換器)である。冷却水加熱器15は、冷却水を加熱する冷却水加熱用熱交換器(熱媒体加熱用熱交換器)である。
冷却水冷却器14は、冷凍サイクル21の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水から低圧側冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器(熱媒体用吸熱器)である。冷却水冷却器14は、冷凍サイクル21の蒸発器を構成している。
冷凍サイクル21は、圧縮機22、冷却水加熱器15、レシーバ23、膨張弁24、および冷却水冷却器14を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル21では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
圧縮機22は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル21の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。冷却水加熱器15は、圧縮機22から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮(潜熱変化)させる凝縮器である。
レシーバ23は、冷却水加熱器15から流出した気液2相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、分離された液相冷媒を膨張弁24側に流出させる気液分離器である。膨張弁24は、レシーバ23から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧装置である。
冷却水冷却器14は、膨張弁24で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発(潜熱変化)させる蒸発器である。冷却水冷却器14で蒸発した気相冷媒は圧縮機22に吸入されて圧縮される。
ラジエータ13では外気によって冷却水を冷却するのに対し、冷却水冷却器14では冷凍サイクル21の低圧冷媒によって冷却水を冷却する。このため、冷却水冷却器14で冷却された冷却水の温度を、ラジエータ13で冷却された冷却水の温度に比べて低くできる。具体的には、ラジエータ13では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できないのに対し、冷却水冷却器14では冷却水を外気の温度よりも低温まで冷却できる。
クーラコア16およびヒータコア17は、冷却水冷却器14および冷却水加熱器15で温度調整された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気の温度を調整する熱媒体空気熱交換器である。
クーラコア16は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換(顕熱交換)させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。ヒータコア17は、車室内への送風空気と冷却水とを熱交換(顕熱交換)させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。
第1ポンプ11は、第1ポンプ用流路31に配置されている。第1ポンプ用流路31において第1ポンプ11の吐出側には、冷却水冷却器14が配置されている。
第2ポンプ12は、第2ポンプ用流路32に配置されている。第2ポンプ用流路32において第2ポンプ12の吐出側には、冷却水加熱器15が配置されている。
ラジエータ13は、ラジエータ用流路33に配置されている。クーラコア16は、クーラコア用流路36に配置されている。ヒータコア17は、ヒータコア用流路37に配置されている。
第1ポンプ用流路31、第2ポンプ用流路32およびラジエータ用流路33は、第1切替弁18および第2切替弁19に接続されている。第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水の流れを切り替える切替部である。
第1切替弁18は、冷却水の入口として第1入口18aおよび第2入口18bを有し、冷却水の出口として第1出口18cを有している。第2切替弁19は、冷却水の出口として第1出口19aおよび第2出口19bを有し、冷却水の入口として第1入口19cを有している。
第1切替弁18の第1入口18aには、第1ポンプ用流路31の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁18の第1入口18aには、冷却水冷却器14の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁18の第2入口18bには、第2ポンプ用流路32の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁18の第2入口18bには、冷却水加熱器15の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁18の第1出口18cには、ラジエータ用流路33の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁18の第1出口18cにはラジエータ13の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁19の第1出口19aには、第1ポンプ用流路31の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁19の第1出口19aには、第1ポンプ11の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁19の第2出口19bには、第2ポンプ用流路32の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁19の第2出口19bには、第2ポンプ12の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁19の第1入口19cには、ラジエータ用流路33の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁19の第1入口19cにはラジエータ13の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁18および第2切替弁19は、各入口と各出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
具体的には、第1切替弁18は、ラジエータ13について、第1ポンプ11から吐出された冷却水が流入する状態と、第2ポンプ12から吐出された冷却水が流入する状態と、第1ポンプ11から吐出された冷却水および第2ポンプ12から吐出された冷却水が流入しない状態とを切り替える。
第2切替弁19は、ラジエータ13について、第1ポンプ11へ冷却水が流出する状態と、第2ポンプ12へ冷却水が流出する状態と、第1ポンプ11および第2ポンプ12へ冷却水が流出しない状態とを切り替える。
第1切替弁18および第2切替弁19は、弁開度を調整可能になっている。これにより、ラジエータ13を流れる冷却水の流量を調整できる。
第1切替弁18および第2切替弁19は、第1ポンプ11から吐出された冷却水と、第2ポンプ12から吐出された冷却水とを任意の流量割合で混合してラジエータ13に流入させることが可能になっている。
クーラコア用流路36の一端は、第1ポンプ用流路31のうち第1ポンプ11の冷却水吸入側の部位に接続されている。クーラコア用流路36の他端は、第1ポンプ用流路31のうち冷却水冷却器14の冷却水出口側の部位に接続されている。
クーラコア用流路36には開閉弁38が配置されている。開閉弁38はクーラコア用流路36を開閉する流路開閉部である。
ヒータコア用流路37の一端は、第2ポンプ用流路32のうち第2ポンプ12の冷却水吸入側の部位に接続されている。クーラコア用流路36の他端は、第2ポンプ用流路32のうち冷却水加熱器15の冷却水出口側の部位に接続されている。
クーラコア16およびヒータコア17は、車両用空調装置の室内空調ユニット50のケース51に収容されている。
ケース51は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケース51内の空気流れ最上流側には、内外気切替箱52が配置されている。内外気切替箱52は、内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する内外気導入部である。
内外気切替箱52には、ケース51内に内気を導入させる内気吸込口52aおよび外気を導入させる外気吸込口52bが形成されている。内外気切替箱52の内部には、内外気切替ドア53が配置されている。
内外気切替ドア53は、ケース51内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる風量割合変更部である。具体的には、内外気切替ドア53は、内気吸込口52aおよび外気吸込口52bの開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる。内外気切替ドア53は、電動アクチュエータ(図示せず)によって駆動される。
内外気切替箱52の空気流れ下流側には、室内送風機54(ブロワ)が配置されている。室内送風機54は、内外気切替箱52を介して吸入した空気(内気および外気)を車室内へ向けて送風する送風装置である。室内送風機54は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機である。
ケース51内において室内送風機54の空気流れ下流側には、クーラコア16およびヒータコア17が配置されている。
ケース51の内部においてクーラコア16の空気流れ下流側部位には、ヒータコアバイパス通路51aが形成されている。ヒータコアバイパス通路51aは、クーラコア16を通過した空気を、ヒータコア17を通過させずに流す空気通路である。
ケース51の内部においてクーラコア16とヒータコア17との間には、エアミックスドア55が配置されている。
エアミックスドア55は、ヒータコア17へ流入させる空気と、ヒータコアバイパス通路51aへ流入させる空気との風量割合を連続的に変化させる風量割合調整部である。エアミックスドア55は、回動可能な板状ドアや、スライド可能なドア等であり、電動アクチュエータ(図示せず)によって駆動される。
ヒータコア17を通過する空気とヒータコアバイパス通路51aを通過する空気との風量割合によって、車室内へ吹き出される吹出空気の温度が変化する。したがって、エアミックスドア55は、車室内へ吹き出される吹出空気の温度を調整する温度調整部である。
ケース51の空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ送風空気を吹き出す吹出口51bが配置されている。この吹出口51bとしては、具体的には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口が設けられている。
デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラスの内側の面に向けて空調風を吹き出す。フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。
吹出口51bの空気流れ上流側には、吹出口モードドア(図示せず)が配置されている。吹出口モードドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替部である。吹出口モードドアは、電動アクチュエータ(図示せず)によって駆動される。
吹出口モードドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、例えば、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードがある。
フェイスモードは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。
フットモードは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。フットデフロスタモードは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す吹出口モードである。
第1切替弁18および第2切替弁19の詳細を図2~図7に基づいて説明する。第1切替弁18および第2切替弁19は、基本構造は互いに同一であり、冷却水の入口と流体の出口とが互いに逆になっている点が相違している。
図2に示すように、第1切替弁18は、第1入口18a、第2入口18bおよび第1出口18cが形成された本体部181を有している。本体部181の内部には、第1入口18aおよび第2入口18bと第1出口18cとを連通させる連通流路181aが形成されている。
連通流路181aには、第1入口18aおよび第2入口18bと第1出口18cとの連通状態を切り替えるドア式の弁体182が配置されている。
弁体182が図2に示す位置に回転操作された場合、第1入口18aと第1出口18cが連通し、第2入口18bと第1出口18cとの連通が遮断される。したがって、第1入口18aから流入した冷却水は第1出口18cから流出し、第2入口18bから流入した冷却水は第1出口18cから流出しない。
弁体182が第2入口18b側を閉じた状態で第1出口18c側の開度を調整することによって、第1入口18aから第1出口18cへと流れる冷却水の流量を調整できる。
弁体182が図3に示す位置に回転操作された場合、第1入口18aと第1出口18cとの連通が遮断され、第2入口18bと第1出口18cとが連通する。したがって、第1入口18aから流入した冷却水は第1出口18cから流出せず、第2入口18bから流入した冷却水は第1出口18cから流出する。
弁体182が第1入口18a側を閉じた状態で側の開度を調整することによって、第2入口18bから第1出口18cへと流れる冷却水の流量を調整できる。
図4に示すように、第2切替弁19は、第1出口19a、第2出口19bおよび第1入口19cが形成された本体部191を有している。本体部191の内部には、第1出口19aおよび第2出口19bと第1入口19cとを連通させる連通流路191aが形成されている。
連通流路191aには、第1出口19aおよび第2出口19bと第1入口19cとの連通状態を切り替えるドア式の弁体192が配置されている。
弁体192が図4に示す位置に回転操作された場合、第1出口19aと第1入口19cとが連通し、第2出口19bと第1入口19cとの連通が遮断される。したがって、第1入口19cから流入した冷却水は第1出口19aから流出し、第2出口74bから流出しない。
弁体192が第2出口19b側を閉じた状態で第1入口19c側の開度を調整することによって、第1入口19cから第1出口19aへと流れる冷却水の流量を調整できる。
弁体192が図5に示す位置に回転操作された場合、第1出口19aと第1入口19cとの連通が遮断され、第2出口19bと第1入口19cとが連通する。したがって、第1入口19cから流入した冷却水は第1出口19aから流出せず、第2出口74bから流出する。
弁体192が第1出口19a側を閉じた状態で第1入口19c側の開度を調整することによって、第1入口19cから第2出口19bへと流れる冷却水の流量を調整できる。
第1切替弁18の弁体182および第2切替弁19の弁体192は、別個の電動モータによって独立して回転駆動される。第1切替弁18の弁体182および第2切替弁19の弁体192は、共通の電動モータによって連動して回転駆動されるようになっていてもよい。
クーラコア16の詳細を図6に基づいて説明する。クーラコア16は、第1熱交換コア部161a、第2熱交換コア部162a、第1上側タンク部161b、第1下側タンク部161c、第2上側タンク部162bおよび第2下側タンク部162cを備えている。
第1熱交換コア部161a、第1上側タンク部161bおよび第1下側タンク部161cはクーラコア16のうち空気流れF1の上流側領域を構成し、第2熱交換コア部162a、第2上側タンク部162bおよび第2下側タンク部162cはクーラコア16のうち空気流れF1の下流側領域を構成している。
第1上側タンク部161bは、第1熱交換コア部161aの上方側に位置している。第1下側タンク部161cは、第1熱交換コア部161aの下方側に位置している。第2上側タンク部162bは、第2熱交換コア部162aの上方側に位置している。第2下側タンク部162cは、第2熱交換コア部162aの下方側に位置している。
第1熱交換コア部161aおよび第2熱交換コア部162aは、それぞれ上下方向に延びる複数のチューブ163を備える。チューブ163の内部には、冷却水が流れる冷却水通路が形成されている。複数のチューブ163同士の間に形成される空間は、空気が流れる空気通路を構成している。複数のチューブ163同士の間には、フィン164が配置されている。フィン164はチューブ163に接合されている。
熱交換コア部161a、162aは、チューブ163とフィン164との積層構造からなる。チューブ163とフィン164は、熱交換コア部161a、162aの左右方向に交互に積層配置される。フィン164を廃止した構成を採用してもよい。
図6では、図示の都合上、チューブ163とフィン164の積層構造の一部のみ図示しているが、第1熱交換コア部161aおよび第2熱交換コア部162aの全域にチューブ163とフィン164の積層構造が構成され、この積層構造の空隙部を室内送風機54の送風空気が通過するようになっている。
チューブ163は、断面形状が空気流れ方向に沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン164は薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンであり、チューブ163の平坦な外面側に接合され空気側伝熱面積を拡大する。
第1熱交換コア部161aのチューブ163と第2熱交換コア部162aのチューブ163は互いに独立した冷却水通路を構成している。第1上側タンク部161bおよび第2上側タンク部162bは互いに独立した冷却水通路空間を構成している。第1下側タンク部161cおよび第2下側タンク部162は互いに連通した冷却水通路空間を構成している。
第1上側タンク部161bには、冷却水の出口165が形成されている。第2上側タンク部162bには、冷却水の入口166が形成されている。
これにより、第2上側タンク部162bは、第2熱交換コア部162aの複数のチューブ163へ冷媒流れを分配する役割を果たし、第2下側タンク部162は、第2熱交換コア部162aの複数のチューブ163からの冷媒流れを集合する役割を果たし、第1下側タンク部161cは、第1熱交換コア部161aの複数のチューブ163へ冷媒流れを分配する役割を果たし、第1上側タンク部161bは、第1熱交換コア部161aの複数のチューブ163からの冷媒流れを集合する役割を果たす。
チューブ163、フィン164、第1上側タンク部161b、第1下側タンク部161c、第2上側タンク部162bおよび第2下側タンク部162c等のクーラコア構成部品の具体的材質としては、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムが好適であり、このアルミニウム材にて各部品を成形することによりクーラコア16の全体構成を一体ろう付けにて組み付けることができる。
クーラコア16全体の冷却水流路を具体的に説明すると、図6の矢印W1のように冷却水入口166から第2上側タンク部162b内に流入した冷却水は、矢印W2のように第2熱交換コア部162aの複数のチューブ163を下降して第2下側タンク部162内に流入する。
第2下側タンク部162の冷却水は矢印W3のように第1下側タンク部161cへと移動する。第1下側タンク部161cの冷却水は矢印W4のように第1熱交換コア部161aの複数のチューブ163を上昇して第1上側タンク部161bに流入し、冷却水出口165から流出する。
次に、熱管理システム10の電気制御部を図7に基づいて説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
制御装置60によって制御される制御対象機器は、第1ポンプ11、第2ポンプ12、第1切替弁18、第2切替弁19、室外送風機20、圧縮機22、室内送風機54、ケース51の内部に配置された各種ドア(内外気切替ドア53、エアミックスドア55、吹出口モードドア等)を駆動する電動アクチュエータ等である。
制御装置60は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
本実施形態では、第1ポンプ11および第2ポンプ12の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)をポンプ制御部60aとする。ポンプ制御部60aは、冷却水の流量を制御する流量制御部(熱媒体流量調整部)である。ポンプ制御部60aを制御装置60に対して別体で構成してもよい。ポンプ制御部60aは、ラジエータ13を流れる冷却水の流量を調整するラジエータ用調整部(熱交換器用調整部)である。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を切替弁制御部60bとする。切替弁制御部60bを制御装置60に対して別体で構成してもよい。切替弁制御部60bは、ラジエータ13を流れる冷却水の流量を調整するラジエータ用調整部(熱交換器用調整部)である。切替弁制御部60bは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を調整する流量調整部(熱媒体流量調整部)である。
本実施形態では、室外送風機20の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を室外送風機制御部60c(外気送風機制御部)とする。室外送風機制御部60cを制御装置60に対して別体で構成してもよい。室外送風機制御部60cは、ラジエータ13を流れる送風空気の流量を制御するラジエータ用調整部(熱交換器用調整部、熱媒体外気熱交換器用調整部)である。
本実施形態では、圧縮機22の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を圧縮機制御部60dとする。圧縮機制御部60dを制御装置60に対して別体で構成してもよい。圧縮機制御部60dは、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を制御する冷媒流量調整部である。
本実施形態では、開閉弁38の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を開閉弁制御部60eとする。開閉弁制御部60eを制御装置60に対して別体で構成してもよい。開閉弁38および開閉弁制御部60eは、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整するクーラコア用調整部(熱交換器用調整部、空気冷却熱交換器用調整部)である。
本実施形態では、室内送風機54の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を室内送風機制御部60fとする。室内送風機制御部60fを制御装置60に対して別体で構成してもよい。室内送風機制御部60fは、クーラコア16を流れる送風空気の流量を制御するクーラコア用調整部(熱交換器用調整部)である。室内送風機54および室内送風機制御部60fは、車室内へ吹き出される送風空気の風量を制御する風量制御部である。
本実施形態では、ケース51の内部に配置された各種ドア(内外気切替ドア53、エアミックスドア55、吹出口モードドア等)の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を空調切替制御部60gとする。空調切替制御部60gを制御装置60に対して別体で構成してもよい。
エアミックスドア55および空調切替制御部60gは、クーラコア16で冷却された送風空気のうちヒータコア17を流れる送風空気とヒータコア17を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する風量割合調整部である。
内外気切替ドア53および空調切替制御部60gは、車室内へ吹き出される送風空気のうち内気と外気との割合を調整する内外気割合調整部である。
制御装置60の入力側には、内気センサ61、外気センサ62、日射センサ63、第1水温センサ64、第2水温センサ65、クーラコア温度センサ66、冷媒温度センサ67等のセンサ群の検出信号が入力される。
内気センサ61は、内気の温度(車室内温度)を検出する検出装置(内気温度検出装置)である。外気センサ62は、外気の温度(車室外温度)を検出する検出装置(外気温度検出装置)である。日射センサ63は、車室内の日射量を検出する検出装置(日射量検出手段)である。
第1水温センサ64は、第1ポンプ用流路31を流れる冷却水の温度(例えば第1ポンプ11に吸入される冷却水の温度)を検出する検出装置(第1熱媒体温度検出装置)である。
第2水温センサ65は、第2ポンプ用流路32を流れる冷却水の温度(例えば第2ポンプ12に吸入される冷却水の温度)を検出する検出装置(第2熱媒体温度検出装置)である。
クーラコア温度センサ66は、クーラコア16の表面温度を検出する検出装置(クーラコア温度検出装置)である。クーラコア温度センサ66は、例えば、クーラコア16の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタ66a(図1)や、クーラコア16を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ66b(図1)等である。
冷媒温度センサ67は、冷凍サイクル21の冷媒温度(例えば圧縮機22から吐出される冷媒の温度)を検出する検出装置(冷媒温度検出装置)である。
制御装置60の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル69に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル69に設けられた各種空調操作スイッチとしては、エアコンスイッチ、オートスイッチ、室内送風機52の風量設定スイッチ、車室内温度設定スイッチ等が設けられている。
エアコンスイッチは、空調(冷房または暖房)の作動・停止(オン・オフ)を切り替えるスイッチである。オートスイッチは、空調の自動制御を設定または解除するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、乗員の操作によって車室内目標温度を設定する目標温度設定部である。
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置60が第1ポンプ11、第2ポンプ12、第1切替弁18、第2切替弁19、圧縮機22、内外気切替ドア53、エアミックスドア55、吹出口モードドア等の作動を制御することによって、種々の作動モードに切り替えられる。
制御装置60は、図8のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップS100では、目標吹出空気温度TAOがクーラコア流入空気温度TIを下回っているか否かを判定する。
目標吹出空気温度TAOは、以下の数式F1により算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C …F1
数式F1において、Tsetは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気センサ61によって検出された車室内温度(内気温)である。Tamは外気センサ62によって検出された外気温である。Tsは日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインである。Cは補正用の定数である。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C …F1
数式F1において、Tsetは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気センサ61によって検出された車室内温度(内気温)である。Tamは外気センサ62によって検出された外気温である。Tsは日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインである。Cは補正用の定数である。
目標吹出空気温度TAOは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置が生じさせる必要のある熱量に相当するもので、車両用空調装置に要求される空調熱負荷(冷房負荷および暖房負荷)として捉えることができる。すなわち、車両用空調装置に要求される冷房負荷が高い場合、目標吹出空気温度TAOは低温域になり、車両用空調装置に要求される暖房負荷が高い場合、目標吹出空気温度TAOは高温域になる。
クーラコア流入空気温度TIは、クーラコア16に流入する送風空気の温度であり、以下の数式F2により算出される。
TI=Tr×0.01A+Tam×0.01(1-0.01A) …F2
数式F2において、Aは、内外気切替箱52を通じてケース51内に導入される内気および外気のうち内気の風量割合(内気率)を百分率で表したものである。クーラコア流入空気温度TIを、専用の温度センサで直接検出してもよい。
TI=Tr×0.01A+Tam×0.01(1-0.01A) …F2
数式F2において、Aは、内外気切替箱52を通じてケース51内に導入される内気および外気のうち内気の風量割合(内気率)を百分率で表したものである。クーラコア流入空気温度TIを、専用の温度センサで直接検出してもよい。
ステップS100において目標吹出空気温度TAOがクーラコア流入空気温度TIを下回っていると判定された場合、ステップS110へ進み、冷房モードに移行する。冷房モードにおける制御処理を図9に示す。
ステップS111では、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水の流れが、図10に示す冷房モードの流れになるように切り替える。具体的には、第2ポンプ12によって吸入・吐出された冷却水がラジエータ13を循環する状態に切り替える。
さらに、ステップS111では、開閉弁38を開けて、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がクーラコア16を循環する状態に切り替える。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がクーラコア16を流れるので、クーラコア16で車室内への送風空気が冷却され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17およびラジエータ13を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱されるとともに、ラジエータ13で冷却水から外気に放熱される。
ステップS112では、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCO(第1目標温度)に近づくように、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御する。具体的には、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを上回っている場合、圧縮機22の回転数を増加させることによってクーラコア16の表面温度TCを低下させ、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを下回っている場合、圧縮機22の回転数を減少させることによってクーラコア16の表面温度TCを上昇させる。
ステップS112において、クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16の表面温度TCに関連する種々の温度(例えば、クーラコア16から流出した送風空気の温度や、クーラコア16を流れる冷却水の温度等)を用いてもよい。
ステップS113では、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAO(第2目標温度)を上回っているか否かを判定する。吹出空気温度TAVは、室内空調ユニット50から車室内に吹き出される空気の温度であり、以下の数式F3により算出される。
TAV=TC×0.01(1-SW)+TH×0.01SW …F3
数式F3において、TCはクーラコア16の表面温度であり、THはヒータコア17の表面温度であり、SWは、クーラコア16から流出した送風空気のうちヒータコア17に流入する空気の風量割合(エアミックスドア開度)を百分率で表したものである。
TAV=TC×0.01(1-SW)+TH×0.01SW …F3
数式F3において、TCはクーラコア16の表面温度であり、THはヒータコア17の表面温度であり、SWは、クーラコア16から流出した送風空気のうちヒータコア17に流入する空気の風量割合(エアミックスドア開度)を百分率で表したものである。
吹出空気温度TAVを、専用の温度センサで直接検出してもよい。ステップS113において、吹出空気温度TAVの代わりに、吹出空気温度TAVに関連する種々の温度(例えば、ヒータコア17に流入する冷却水の温度)を用いてもよい。
ステップS113において吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っていると判定された場合、ステップS114へ進み、エアミックスドア開度が減少するようにエアミックスドア55の作動を制御する。
ステップS113において吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っていないと判定された場合、ステップS115へ進み、エアミックスドア開度が増加するようにエアミックスドア55の作動を制御する。
これにより、冷房モードでは、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOに近づくように制御されて、車室内が冷房される。
図8に示すステップS100において目標吹出空気温度TAOがクーラコア流入空気温度TIを下回っていないと判定された場合、ステップS120へ進み、クーラコア16の表面温度TCがフロスト限界温度TCF(所定温度)を下回っているか否かを判定する。フロスト限界温度TCFは、クーラコア16にフロスト(着霜)が発生する限界の温度(例えば0℃)である。クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16から流出した送風空気の温度を用いてもよい。
クーラコア16の表面温度TCがフロスト限界温度TCFを下回っていると判定した場合、ステップS130へ進み、フロスト抑制モードに移行する。フロスト抑制モードにおける制御処理を図11に示す。
ステップS131では、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水の流れが、図12に示すフロスト抑制モードの流れになるように切り替える。具体的には、ラジエータ13を冷却水冷却器14側に接続させる。換言すれば、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がラジエータ13を循環する状態に切り替える。このとき、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ用流路33を全開(最大開度)にして、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を最大流量にする。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で外気から冷却水に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、フロスト抑制モードでは、冷凍サイクル21の冷媒は、ラジエータ13にて外気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
ステップS132では、エアミックスドア55を、最大暖房状態(MAX HOT)の位置に操作する。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置とは、ヒータコアバイパス通路51aを全閉する位置のことである。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置に操作されると、クーラコア16から流出した送風空気の全量がヒータコア17を流れて加熱される。
車両使用時の環境変動(外気温度の急変動や、主に車速の変動によるラジエータ13を流れる風量等の変動)による冷凍サイクル変動(高圧冷媒温度変動、低圧冷媒温度変動)が、圧縮機22の冷媒流量制御で制御しきれない場合は、一時的に、エアミックスドア55の開度制御によって吹出空気温度を制御することもある。圧縮機22の冷媒流量制御と比較して、エアミックスドア55の開度制御の方が応答性が良いためである。
ステップS133では、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAO(第2目標温度)に近づくように、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御する。具体的には、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っている場合、圧縮機22の回転数を減少させることによって吹出空気温度TAVを低下させ、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを下回っている場合、圧縮機22の回転数を増加させることによって吹出空気温度TAVを上昇させる。
ステップS133において、吹出空気温度TAVの代わりに、吹出空気温度TAVに関連する種々の温度(例えば、ヒータコア17に流入する冷却水の温度)を用いてもよい。
ステップS134では、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCO(第1目標温度)に近づくように、開閉弁38を間欠的に開閉させてクーラコア16を流れる冷却水の流量(クーラコア通水量)を制御する。クーラコア16の目標表面温度TCOは、0~10℃の範囲で設定されている。
具体的には、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを上回っている場合、開閉弁38を開けることによって、冷却水冷却器14で冷却された冷却水をクーラコア16に流してクーラコア16の表面温度TCを低下させ、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを下回っている場合、開閉弁38を閉じることによって、クーラコア16への冷却水の流れを遮断してクーラコア16の表面温度TCを上昇させる。
これにより、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の時間平均流量が調整されて、クーラコア16の表面に付着した凝縮水が凍結したり、クーラコア16の表面に付着した凝縮水が蒸発して窓曇りや臭いが発生したりすることが抑制される。
ステップS134において、クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16の表面温度TCに関連する種々の温度(例えば、クーラコア16から流出した送風空気の温度)を用いてもよい。
ステップS134において、開閉弁38を間欠的に開閉させる代わりに、開閉弁38の開度を中間開度に制御することによって、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整するようにしてもよい。第1ポンプ11の冷却水吐出能力(具体的には第1ポンプ11の回転数)を制御することによって、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整するようにしてもよい。
フロスト抑制モードでは、クーラコア16で冷却除湿された送風空気がヒータコア17で加熱されて車室内に吹き出されるので、車室内を除湿暖房できる。
図8に示すステップS140では、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、ラジエータ13への冷却水の流れを遮断する(通水OFF)とともに、開閉弁38を開けて、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がクーラコア16を循環する(通水ON)状態に切り替える。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がクーラコア16を流れるので、クーラコア16で車室内への送風空気から冷却水に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、冷凍サイクル21の冷媒は、クーラコア16にて車室内への送風空気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、車室内への送風空気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
ステップS140において、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、ラジエータ13を流れる冷却水の流量が所定量未満になるようにしてもよい。
ステップS150では、エアミックスドア55を、最大暖房状態(MAX HOT)の位置に操作する。
ステップS160では、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOに近づくように、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御する。具体的には、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを上回っている場合、圧縮機22の回転数を増加させることによってクーラコア16の表面温度TCを低下させ、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを下回っている場合、圧縮機22の回転数を減少させることによってクーラコア16の表面温度TCを上昇させる。
ステップS160において、クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16の表面温度TCに関連する種々の温度(例えば、クーラコア16から流出した送風空気の温度)を用いてもよい。
ステップS170では、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っているか否かを判定する。ステップS170において、吹出空気温度TAVの代わりに、吹出空気温度TAVに関連する種々の温度(例えば、ヒータコア17に流入する冷却水の温度)を用いてもよい。
吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っていると判定した場合、ステップS180へ進み、放熱モードへ移行する。放熱モードにおける制御処理を図13に示す。
ステップS181では、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水の流れが、図14に示す放熱モードの流れになるように切り替える。具体的には、ラジエータ13を冷却水加熱器15側に接続する。換言すれば、第2ポンプ12によって吸入・吐出された冷却水がラジエータ13を循環する状態に切り替える。このとき、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ用流路33を最小開度に絞って、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を最小流量にする。
さらに、ステップS181では、開閉弁38を開けて、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がクーラコア16を循環する状態(クーラコア通水ON)に切り替える。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がクーラコア16を流れるので、クーラコア16で車室内への送風空気から冷却水に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がラジエータ13を最小流量で流れるので、ラジエータ13で冷却水から外気に最小熱量で放熱される。
すなわち、冷凍サイクル21の冷媒は、クーラコア16にて車室内への送風空気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、車室内への送風空気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
ステップS182では、エアミックスドア55を、最大暖房状態(MAX HOT)の位置に操作する。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置とは、ヒータコアバイパス通路51aを全閉する位置のことである。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置に操作されると、クーラコア16から流出した送風空気の全量がヒータコア17を流れて加熱される。
車両使用時の環境変動(外気温度の急変動や、主に車速の変動によるラジエータ13を流れる風量等の変動)による冷凍サイクル変動(高圧冷媒温度変動、低圧冷媒温度変動)が、圧縮機22の冷媒流量制御で制御しきれない場合は、一時的に、エアミックスドア55の開度制御によって吹出空気温度を制御することもある。圧縮機22の冷媒流量制御と比較して、エアミックスドア55の開度制御の方が応答性が良いためである。
ステップS183では、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOに近づくように、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御する。具体的には、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを上回っている場合、圧縮機22の回転数を増加させることによってクーラコア16の表面温度TCを低下させ、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを下回っている場合、圧縮機22の回転数を減少させることによってクーラコア16の表面温度TCを上昇させる。
ステップS183において、クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16の表面温度TCに関連する種々の温度(例えば、クーラコア16から流出した送風空気の温度)を用いてもよい。
ステップS184では、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOに近づくように、ラジエータ13を循環する冷却水の流量(ラジエータ通水量)を制御する。
具体的には、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っている場合、ラジエータ用流路33の開度が所定量増加するように第1切替弁18および第2切替弁19を操作することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を増加させて吹出空気温度TAVを低下させ、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを下回っている場合、ラジエータ用流路33の開度が所定量減少するように第1切替弁18および第2切替弁19を操作することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を減少させて吹出空気温度TAVを上昇させる。
これにより、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOに近づくように、ラジエータ13を循環する冷却水の流量が調整されて、車室内が暖房される。
ステップS184において、吹出空気温度TAVの代わりに、吹出空気温度TAVに関連する種々の温度(例えば、ヒータコア17に流入する冷却水の温度)を用いてもよい。
ステップS184において、第1切替弁18および第2切替弁19がラジエータ用流路33の開度を所定量ずつ増減させる代わりに、第1切替弁18および第2切替弁19がラジエータ用流路33を間欠的に開閉させることによって、ラジエータ13を循環する冷却水の時間平均流量を調整するようにしてもよい。第1ポンプ12の冷却水吐出能力(具体的には第2ポンプ12の回転数)を制御することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を調整するようにしてもよい。
ステップS184において、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を調整する代わりに、ラジエータ13を流れる外気の流量を調整してもよい。具体的には、室外送風機20の作動を制御することによって、ラジエータ13を流れる外気の流量を調整してもよい。
放熱モードでは、クーラコア16で冷却除湿された送風空気がヒータコア17で加熱されて車室内に吹き出されるので、車室内を除湿暖房できる。
放熱モードでは、クーラコア16で車室内への送風空気から冷却水に吸熱した熱のうち車室内の暖房に対して余剰な熱がラジエータ13で外気に放熱されるので、車室内が過剰に暖房されるのを抑制できる。
ステップS170において吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っていないと判定した場合、ステップS190へ進み、吸熱モードへ移行する。吸熱モードにおける制御処理を図15に示す。
ステップS191では、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水の流れが、図16に示す吸熱モードの流れになるように切り替える。具体的には、ラジエータ13を冷却水冷却器14側に接続する。換言すれば、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がラジエータ13を循環する状態に切り替える。このとき、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ用流路33を最小開度に絞って、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を最小流量にする。
さらに、ステップS191では、開閉弁38を開けて、第1ポンプ11によって吸入・吐出された冷却水がクーラコア16を循環する状態(クーラコア通水ON)に切り替える。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がクーラコア16を流れるので、クーラコア16で車室内への送風空気から冷却水に吸熱され、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がラジエータ13を最小流量で流れるので、ラジエータ13で外気から冷却水に最小熱量で吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、冷凍サイクル21の冷媒は、クーラコア16にて車室内への送風空気から吸熱するとともにラジエータ13で外気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、車室内への送風空気および外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
ステップS192では、エアミックスドア55を、最大暖房状態(MAX HOT)の位置に操作する。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置とは、ヒータコアバイパス通路51aを全閉する位置のことである。エアミックスドア55の最大暖房状態の位置に操作されると、クーラコア16から流出した送風空気の全量がヒータコア17を流れて加熱される。
車両使用時の環境変動(外気温度の急変動や、主に車速の変動によるラジエータ13を流れる風量等の変動)による冷凍サイクル変動(高圧冷媒温度変動、低圧冷媒温度変動)が、圧縮機22の冷媒流量制御で制御しきれない場合は、一時的に、エアミックスドア55の開度制御によって吹出空気温度を制御することもある。圧縮機22の冷媒流量制御と比較して、エアミックスドア55の開度制御の方が応答性が良いためである。
ステップS193では、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOに近づくように、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御する。具体的には、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを上回っている場合、圧縮機22の回転数を減少させることによって吹出空気温度TAVを低下させ、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを下回っている場合、圧縮機22の回転数を増加させることによって吹出空気温度TAVを上昇させる。
ステップS193において、吹出空気温度TAVの代わりに、吹出空気温度TAVに関連する種々の温度(例えば、ヒータコア17に流入する冷却水の温度)を用いてもよい。
ステップS194では、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOに近づくように、ラジエータ13を循環する冷却水の流量(ラジエータ通水量)を制御する。
具体的には、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを上回っている場合、ラジエータ用流路33の開度が所定量減少するように第1切替弁18および第2切替弁19を操作することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を減少させてクーラコア16の表面温度TCを低下させ、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOを下回っている場合、ラジエータ用流路33の開度が所定量増加するように第1切替弁18および第2切替弁19を操作することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を増加させてクーラコア16の表面温度TCを上昇させる。
これにより、クーラコア16の表面温度TCが目標表面温度TCOに近づくように、ラジエータ13を循環する冷却水の流量が調整されて、クーラコア16の表面に付着した凝縮水の凍結および蒸発が抑制される。
ステップS194において、クーラコア16の表面温度TCの代わりに、クーラコア16の表面温度TCに関連する種々の温度(例えば、クーラコア16から流出した送風空気の温度)を用いてもよい。
ステップS194において、第1切替弁18および第2切替弁19がラジエータ用流路33の開度を所定量ずつ増減させる代わりに、第1切替弁18および第2切替弁19がラジエータ用流路33を間欠的に開閉させることによって、ラジエータ13を循環する冷却水の時間平均流量を調整するようにしてもよい。第1ポンプ11の冷却水吐出能力(具体的には第1ポンプ11の回転数)を制御することによって、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を調整するようにしてもよい。
ステップS194において、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を調整する代わりに、ラジエータ13を流れる外気の流量を調整してもよい。具体的には、室外送風機20の作動を制御することによって、ラジエータ13を流れる外気の流量を調整してもよい。
吸熱モードでは、クーラコア16で冷却除湿された送風空気がヒータコア17で加熱されて車室内に吹き出されるので、車室内を除湿暖房できる。
吸熱モードでは、クーラコア16で冷却除湿された送風空気をヒータコア17で加熱するための熱源として、クーラコア16で車室内への送風空気から冷却水に吸熱した熱、ラジエータ13で外気から冷却水に吸熱した熱の両方を用いることができるので、放熱モードに比べて高い暖房能力で車室内を暖房できる。
吸熱モードでは、ラジエータ13を循環する冷却水の流量を調整し、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整しないので、フロスト抑制モードのようにクーラコア16を流れる冷却水の流量を調整する場合と比較して、クーラコア16を流れる冷却水の流量を増加させることができる。このため、フロスト抑制モードと比較してクーラコア16の冷却能力(除湿能力)を高くすることができる。
本実施形態では、吸熱モードおよび放熱モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整する。これにより、吸熱モードおよび放熱モードにおいて、クーラコア16の温度を適切に制御できる。
制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度に関連する温度TH、TAVが第1目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整してもよい。
すなわち、制御装置60は、熱媒体空気熱交換器16、17で温度調整された送風空気の温度に関連する温度TC、TH、TAVが第1目標温度TCO、THO、TAOに近づくように、熱授受機器13を流れる熱媒体の流量を調整すればよい。
本実施形態では、吸熱モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し、吹出空気温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、吸熱モードにおいて、クーラコア16の表面温度および車室内吹出空気温度を適切に制御できる。
クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度とは、クーラコア16で冷却された送風空気の温度自体や、クーラコア16の表面温度TCに関連する温度、クーラコア16を流れる冷却水の温度に関連する温度等のことである。
吹出空気温度TAVに関連する温度とは、クーラコア16およびヒータコア17のうち少なくとも一方の熱交換器で温度調整されて車室内へ吹き出される送風空気の温度に関連する温度のことであり、具体的には、ヒータコア17を流れる送風空気とヒータコア17を迂回して流れる送風空気とが混合された混合空気の温度TAVや、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、ヒータコア17に流入する熱媒体の温度、ヒータコア17を迂回して流れた送風空気の温度等のことである。
第1目標温度TCOは、クーラコア16にフロストが発生せず、かつクーラコア16の表面に付着した凝縮水が蒸発しない温度範囲内の温度に設定されるのが好ましい。本実施形態では、第1目標温度TCOとして、クーラコア16の目標表面温度TCOを用いている。
第2目標温度TAOは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置が生じさせる必要のある吹出空気温度に設定されるのが好ましい。本実施形態では、第2目標温度TAOとして、目標吹出空気温度TAOを用いている。
本実施形態では、放熱モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第2目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第1目標温度TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整する。
これにより、放熱モードにおいて、クーラコア16の表面温度および車室内吹出空気温度を適切に制御できる。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整する。これにより、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16の温度を適切に制御できる。
制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度に関連する温度TH、TAVが第1目標温度THO、TAOに近づくように、ヒータコア17を流れる冷却水の流量を調整してもよい。
すなわち、制御装置60は、熱媒体空気熱交換器16、17で温度調整された送風空気の温度に関連する温度TC、TH、TAVが第1目標温度TCO、THO、TAOに近づくように、熱授受機器13を流れる熱媒体の流量を調整すればよい。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整し、圧縮機制御部60dは、吹出空気温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16の表面温度および車室内吹出空気温度を適切に制御できる。
本実施形態では、冷房モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、クーラコア16で冷却された送風空気のうちヒータコア17を流れる送風空気とヒータコア17を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する。
これにより、冷房モードにおいて、クーラコア16の表面温度および車室内吹出空気温度を適切に制御できる。
さらに、冷房モードにおいて、制御装置60が、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整するようにしてもよい。
これによると、ラジエータ13における冷却水から外気への放熱能力を制御することができるので、ヒータコア17からの吹出空気温度を安定化させて、吹出空気温度TAVの制御性を高めることができる。また、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を絞ることによって、車両使用時の環境変動(外気温度の急変動や、主に車速の変動によるラジエータ13を流れる風量等の変動)に対して吹出空気温度の変動を少なくできる。
本実施形態では、放熱モードにおいて、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVが第2目標温度TAOを下回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れる状態に切り替え、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、放熱モードにおいて暖房用熱量が不足した場合、吸熱モードに切り替えて暖房用熱量を確保することができる。
放熱モードにおいて、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOを下回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、凝縮器15で加熱された冷却水が流れない状態に切り替えた後、吸熱モードに切り替えてもよい。
本実施形態では、吸熱モードにおいて、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVが第2目標温度TAOを上回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、凝縮器15で加熱された冷却水が流れる状態に切り替え、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整する。
これにより、吸熱モードにおいて暖房用熱量が過剰になった場合、放熱モードに切り替えてラジエータ13で外気に放熱させることができる。
吸熱モードにおいて、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOを上回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れない状態に切り替えた後、放熱モードに切り替えてもよい。
本実施形態では、放熱モードにおいて、目標吹出空気温度TAOがクーラコア16に流入する送風空気の温度TIを下回ると判断される場合、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、クーラコア16で冷却された送風空気のうちヒータコア17を流れる送風空気とヒータコア17を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する。
これにより、放熱モードにおいて冷房が必要になった場合、冷房モードに切り替えて冷房を適切に行うことができる。
放熱モードにおいて、目標吹出空気温度TAOが、クーラコア16に流入する送風空気の温度TIを下回ると判断される場合、第1ポンプ11、第2ポンプ12、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水加熱器15で加熱されてラジエータ13を流れる冷却水の時間流量が増加するように作動してもよい。
本実施形態では、吸熱モードにおいて、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが所定温度TCFを下回ると判断される場合、制御装置60は、クーラコア16の表面温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の流量および温度のうち少なくとも一方を調整する。
これにより、吸熱モードにおいてクーラコア16にフロスト(着霜)が発生する可能性が高くなった場合、フロスト抑制モードに切り替えて、クーラコア16にフロストが発生することを抑制できる。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが所定温度TCFを上回ると判断される場合、制御装置60は、クーラコア16の表面温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整する。
これにより、フロスト抑制モードにおいてクーラコア16にフロスト(着霜)が発生する可能性が低くなった場合、吸熱モードに切り替えて暖房を適切に行うことができる。
本実施形態では、冷房モードにおいて、目標吹出空気温度TAOが、クーラコア16に流入する送風空気の温度TIを上回ると判断される場合、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整する。
これにより、冷房モードにおいて暖房が必要になった場合、放熱モードに切り替えて暖房を適切に行うことができる。
冷房モードにおいて、目標吹出空気温度TAOが、クーラコア16に流入する送風空気の温度TIを下回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、凝縮器15で加熱された冷却水が流れない状態に切り替えた後、放熱モードに切り替えてもよい。
本実施形態では、吸熱モードおよび放熱モードにおいて、制御装置60は、ラジエータ13に冷却水が間欠的に流れるように作動する。これにより、ラジエータ13を流れる冷却水の時間平均流量を調整できる。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16に冷却水が間欠的に流れるように作動する。これにより、クーラコア16を流れる冷却水の時間平均流量を調整できる。
吸熱モードおよび放熱モードにおいて、第1切替弁18、第2切替弁19および切替弁制御部60bは、ラジエータ用流路33の開度を調整するように作動してもよい。これにより、ラジエータ13を流れる冷却水の流量を調整できる。
フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア用流路36の開度を調整するように作動してもよい。これにより、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整できる。
吸熱モードおよび放熱モードにおいて、制御装置60は、第1ポンプ11または第2ポンプ12から吐出される冷却水の流量を調整してもよい。これにより、ラジエータ13を流れる冷却水の流量を調整できる。
フロスト抑制モードにおいて、ポンプ制御部60aは、第1ポンプ11または第2ポンプ12から吐出される冷却水の流量を調整してもよい。これにより、クーラコア16を流れる冷却水の流量を調整できる。
吸熱モードおよび放熱モードにおいて、制御装置60は、外気送風機20によって送風される外気の流量を調整してもよい。これにより、ラジエータ13を流れる外気の流量を調整できる。
本実施形態では、クーラコア16には、冷却水が重力方向下方側から重力方向上方側に向かって流れる流路163が少なくとも1つ形成されている。これにより、クーラコア16にフロスト(着霜)が発生することを抑制できる。
本実施形態では、クーラコア16は、冷却水が空気流れ方向下流側から上流側に向かって流れるように冷却水の流路163が構成されている。これにより、クーラコア16にフロスト(着霜)が発生することを抑制できる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16を流れる冷却水の流量を制御するが、本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16を流れる冷却水の温度を制御する。
上記第1実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16を流れる冷却水の流量を制御するが、本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16を流れる冷却水の温度を制御する。
図17に示すように、クーラコア流路36に電気ヒータ70が配置されている。電気ヒータ70は、電力を供給されることによって発熱する発熱体である。電気ヒータ70の発熱によって、クーラコア流路36を流れる冷却水が加熱される。電気ヒータ70の作動は制御装置60によって制御される。
本実施形態では、制御装置60のうち電気ヒータ70の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を電気ヒータ制御部60hとする。電気ヒータ制御部60hを制御装置60に対して別体で構成してもよい。電気ヒータ70および電気ヒータ制御部60hは、クーラコア16を流れる冷却水の温度を調整するクーラコア用調整部(熱交換器用調整部、空気冷却熱交換器用調整部)である。
フロスト抑制モードにおいて、電気ヒータ70で冷却水を加熱することによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させることができる。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16の表面温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の温度を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、フロスト抑制モードにおいて、クーラコア16の表面温度および車室内吹出空気温度を適切に制御できる。
(第3実施形態)
上記第2実施形態では、電気ヒータ70で冷却水を加熱することによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させるが、本実施形態では、図18に示すように、冷却水冷却器14で冷却された冷却水に冷却水加熱器15で加熱された冷却水を混合させることによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させる。
上記第2実施形態では、電気ヒータ70で冷却水を加熱することによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させるが、本実施形態では、図18に示すように、冷却水冷却器14で冷却された冷却水に冷却水加熱器15で加熱された冷却水を混合させることによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させる。
本実施形態では、第1連通流路71、第2連通流路72、第1連通開閉弁73および第2連通開閉弁74が追加されている。
第1連通流路71は、クーラコア用流路36のうちクーラコア16の冷却水入口側の部位と、ヒータコア用流路37のうちクーラコア16の冷却水入口側の部位とを連通する流路である。
第2連通流路72は、クーラコア用流路36のうちクーラコア16の冷却水出口側の部位と、ヒータコア用流路37のうちクーラコア16の冷却水出口側の部位とを連通する流路である。
第1連通開閉弁73は、第1連通流路71を開閉する電磁弁である。第1連通開閉弁73の作動は制御装置60によって制御される。第2連通開閉弁74は、第2連通流路72を開閉する電磁弁である。第2連通開閉弁74の作動は制御装置60によって制御される。
本実施形態では、制御装置60のうち第1連通開閉弁73および第2連通開閉弁74の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を連通制御部60iとする。連通制御部60iを制御装置60に対して別体で構成してもよい。第1連通開閉弁73、第2連通開閉弁74および連通制御部60iは、クーラコア16を流れる冷却水の温度を調整するクーラコア用調整部(熱交換器用調整部、空気冷却熱交換器用調整部)である。
第1連通開閉弁73が第1連通流路71を開け、第2連通開閉弁74が第2連通流路72を開けることによって、冷却水冷却器14で冷却された冷却水に冷却水加熱器15で加熱された冷却水が混合し、ひいてはクーラコア16を流れる冷却水の温度が上昇する。
第1連通開閉弁73および第2連通開閉弁74のうち少なくとも一方の開度を調整することによって、冷却水冷却器14で冷却された冷却水と冷却水加熱器15で加熱された冷却水との混合比率が調整され、ひいてはクーラコア16を流れる冷却水の温度が調整される。
第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水加熱器15で加熱された冷却水を混合させることによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させてもよい。
本実施形態では、フロスト抑制モードにおいて、制御装置60は、クーラコア16の表面温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16を流れる冷却水の温度を調整し、吹出空気温度TAVに関連する温度が第2目標温度TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、上記第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(第4実施形態)
上記第2実施形態では、クーラコア用流路36の一端は、第1ポンプ用流路31のうち第1ポンプ11の冷却水吸入側の部位に接続されており、ヒータコア用流路37の一端は、第2ポンプ用流路32のうち第2ポンプ12の冷却水吸入側の部位に接続されているが、本実施形態では、図19に示すように、クーラコア用流路36の一端は、第1切替弁18の第3入口18dに接続されており、ヒータコア用流路37の一端は、第2切替弁19の第3出口19dに接続されている。
上記第2実施形態では、クーラコア用流路36の一端は、第1ポンプ用流路31のうち第1ポンプ11の冷却水吸入側の部位に接続されており、ヒータコア用流路37の一端は、第2ポンプ用流路32のうち第2ポンプ12の冷却水吸入側の部位に接続されているが、本実施形態では、図19に示すように、クーラコア用流路36の一端は、第1切替弁18の第3入口18dに接続されており、ヒータコア用流路37の一端は、第2切替弁19の第3出口19dに接続されている。
第1切替弁18は、クーラコア用流路36を流れる冷却水の流量を調整可能になっている。第2切替弁19は、ヒータコア用流路37を流れる冷却水の流量を調整可能になっている。
第1切替弁18の第2出口18eには、機器用流路80の一端が接続されている。第2切替弁19の第2入口19eには、機器用流路80の他端が接続されている。
機器用流路80には、機器81が配置されている。機器81は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器(温度調整対象機器)である。機器81の例としては、インバータ、電池、電池温調用熱交換器、走行用電動モータ、エンジン機器、蓄冷熱体、換気熱回収熱交換器、冷却水冷却水熱交換器などが挙げられる。
インバータは、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。
電池温調用熱交換器は、電池への送風経路に配置され、送風空気と冷却水とを熱交換する熱交換器(空気熱媒体熱交換器)である。
エンジン機器としては、ターボチャージャ、インタークーラ、EGRクーラ、CVTウォーマ、CVTクーラ、排気熱回収器などが挙げられる。
ターボチャージャは、エンジンの吸入空気(吸気)を過給する過給機である。インタークーラは、ターボチャージャで圧縮されて高温になった過給吸気と冷却水とを熱交換して過給吸気を冷却する吸気冷却器(吸気熱媒体熱交換器)である。
EGRクーラは、エンジンの吸気側に戻されるエンジン排気ガス(排気)と冷却水とを熱交換して排気を冷却する排気冷却水熱交換器(排気熱媒体熱交換器)である。
CVTウォーマは、CVT(無段変速機)を潤滑する潤滑油(CVTオイル)と冷却水とを熱交換してCVTオイルを加熱する潤滑油冷却水熱交換器(潤滑油熱媒体熱交換器)である。
CVTクーラは、CVTオイルと冷却水とを熱交換してCVTオイルを冷却する潤滑油冷却水熱交換器(潤滑油熱媒体熱交換器)である。
排気熱回収器は、排気と冷却水とを熱交換して冷却水に排気の熱を吸熱させる排気冷却水熱交換器(排気熱媒体熱交換器)である。
蓄冷熱体は、冷却水が持つ温熱または冷熱を蓄えるものである。蓄冷熱体の例としては、化学蓄熱材、保温タンク、潜熱型蓄熱体(パラフィンや水和物系の物質)などが挙げられる。
換気熱回収熱交換器は、換気で外に捨てられる熱(冷熱または温熱)を回収する熱交換器である。例えば、換気熱回収熱交換器が、換気で外に捨てられる熱(冷熱または温熱)を回収することによって、冷暖房に必要な動力を低減することができる。
冷却水冷却水熱交換器は、冷却水と冷却水とを熱交換する熱交換器である。例えば、冷却水冷却水熱交換器が、車両用熱管理システム10の冷却水(第1ポンプ11または第2ポンプ12によって循環される冷却水)と、エンジン冷却回路(エンジン冷却用の冷却水が循環する回路)の冷却水とを熱交換することによって、車両用熱管理システム10とエンジン冷却回路との間で熱をやり取りすることができる。
本実施形態によると、第1切替弁18および第2切替弁19によって、クーラコア16を流れる冷却水の流量、およびヒータコア17を流れる冷却水の流量を調整できる。
第1切替弁18および第2切替弁19によって、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が機器81を流れる状態と、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が機器81を流れる状態とを切り替えることができる。したがって、機器81を所望の温度に調整できる。
本実施形態では、上記第2実施形態と同様に、クーラコア流路36に電気ヒータ70が配置されているので、電気ヒータ70で冷却水を加熱することによって、クーラコア16を流れる冷却水の温度を上昇させることができる。
(第5実施形態)
図20に示すように、室内空調ユニット50のケース51内に、クーラコア16の代わりに、第2蒸発器82が配置されていてもよい。第2蒸発器82は、冷凍サイクル21の低圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。
図20に示すように、室内空調ユニット50のケース51内に、クーラコア16の代わりに、第2蒸発器82が配置されていてもよい。第2蒸発器82は、冷凍サイクル21の低圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。
冷凍サイクル21は、第2膨張弁83および圧力調整弁84を有している。第2膨張弁83は、レシーバ23から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧装置である。圧力調整弁84は、第2蒸発器82における冷媒蒸発圧力を調整する圧力調整部である。
第2蒸発器82、第2膨張弁83および圧力調整弁84は、冷凍サイクル21の冷媒流れにおいて、膨張弁24および冷却水冷却器14と並列に配置されている。第2蒸発器82、第2膨張弁83および圧力調整弁84は、冷凍サイクル21の冷媒流れにおいて、第2膨張弁83、第2蒸発器82、第2膨張弁83の順番に配置されている。
(第6実施形態)
上記実施形態では、室内空調ユニット50のケース51内において、クーラコア16およびヒータコア17が空気流れにおいて直列に配置されているが、本実施形態では、図21に示すように、クーラコア16およびヒータコア17が空気流れにおいて並列に配置されている。
上記実施形態では、室内空調ユニット50のケース51内において、クーラコア16およびヒータコア17が空気流れにおいて直列に配置されているが、本実施形態では、図21に示すように、クーラコア16およびヒータコア17が空気流れにおいて並列に配置されている。
ケース51には、クーラコア16側の空気通路とヒータコア17側の空気通路とを仕切る仕切壁51cが形成されている。エアミックスドア55は、室内送風機54の空気流れ下流側、かつクーラコア16およびヒータコア17の空気流れ上流側に配置されている。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(第7実施形態)
上記実施形態では、クーラコア16およびヒータコア17が共通の室内空調ユニット50に収容されているが、本実施形態では、図22に示すように、クーラコア16がクーラユニット50Aに収容され、ヒータコア17がヒータユニット50Bに収容されている。
上記実施形態では、クーラコア16およびヒータコア17が共通の室内空調ユニット50に収容されているが、本実施形態では、図22に示すように、クーラコア16がクーラユニット50Aに収容され、ヒータコア17がヒータユニット50Bに収容されている。
クーラユニット50Aのケース51A内には、室内送風機54Aおよびクーラコア16が配置されている。ヒータユニット50Bのケース51B内には、室内送風機54Bおよびヒータコア17が配置されている。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(第8実施形態)
本実施形態は、上述の熱授受機器81として、電池温調用熱交換器81A、インバータ81Bおよび冷却水冷却水熱交換器81Cを備えている。電池温調用熱交換器81A、インバータ81Bおよび冷却水冷却水熱交換器81Cは、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器(温度調整対象機器)である。
本実施形態は、上述の熱授受機器81として、電池温調用熱交換器81A、インバータ81Bおよび冷却水冷却水熱交換器81Cを備えている。電池温調用熱交換器81A、インバータ81Bおよび冷却水冷却水熱交換器81Cは、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器(温度調整対象機器)である。
電池温調用熱交換器81Aは、電池への送風経路に配置され、送風空気と冷却水とを熱交換する熱交換器(空気熱媒体熱交換器)である。電池温調用熱交換器81Aは、電池熱交換用流路80Aに配置されている。
電池熱交換用流路80Aの一端は、第1切替弁18の電池熱交換用出口18fに接続されている。電池熱交換用流路80Aの他端は、第2切替弁19の電池熱交換用入口19fに接続されている。
インバータ81Bは、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。インバータ81Bは、インバータ用流路80Bに配置されている。
インバータ用流路80Bの一端は、第1切替弁18のインバータ用出口18gに接続されている。インバータ用流路80Bの他端は、第2切替弁19のインバータ用入口19gに接続されている。
冷却水冷却水熱交換器81Cは、車両用熱管理システム10の冷却水(第1ポンプ11または第2ポンプ12によって循環される冷却水)と、エンジン冷却回路90の冷却水(エンジン用熱媒体)とを熱交換する熱交換器(熱媒体熱媒体熱交換器)である。冷却水冷却水熱交換器81Cは、冷却水冷却水熱交換器用流路80Cに配置されている。
冷却水冷却水熱交換器用流路80Cの一端は、第1切替弁18の冷却水冷却水熱交換器用出口18hに接続されている。冷却水冷却水熱交換器用流路80Cの他端は、第2切替弁19の冷却水冷却水熱交換器用入口19hに接続されている。
本実施形態では、クーラコア用流路36の一端は、第1切替弁18のクーラコア用出口18iに接続されている。クーラコア用流路36の他端は、第2切替弁19のクーラコア用入口19iに接続されている。
ヒータコア用流路37の一端は、第1切替弁18のヒータコア用出口18jに接続されている。ヒータコア用流路36の他端は、第2切替弁19のヒータコア用入口19jに接続されている。
第1切替弁18は、その出口側に接続された機器13、16、17、81A、81B、81Cのそれぞれについて、第1ポンプ11から吐出された冷却水が流入する状態と、第2ポンプ12から吐出された冷却水が流入する状態と、第1ポンプ11から吐出された冷却水および第2ポンプ12から吐出された冷却水が流入しない状態とを切り替える。
第2切替弁19は、その入口側に接続された機器13、16、17、81A、81B、81Cのそれぞれについて、第1ポンプ11へ冷却水が流出する状態と、第2ポンプ12へ冷却水が流出する状態と、第1ポンプ11および第2ポンプ12へ冷却水が流出しない状態とを切り替える。
第1切替弁18および第2切替弁19は、弁開度を調整可能になっている。これにより、各機器13、16、17、81A、81B、81Cを流れる冷却水の流量を調整できる。
第1切替弁18および第2切替弁19は、第1ポンプ11から吐出された冷却水と、第2ポンプ12から吐出された冷却水とを任意の流量割合で混合して各機器13、16、17、81A、81B、81Cに流入させることが可能になっている。
エンジン冷却回路90は、エンジン91を冷却するための冷却水循環回路である。エンジン冷却回路90は、冷却水が循環する循環流路92を有している。循環流路92には、エンジン91、第3ポンプ93、エンジン用ラジエータ94および冷却水冷却水熱交換器81Cが配置されている。
第3ポンプ93は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。第3ポンプ93は、エンジン91から出力される動力によって駆動される機械式ポンプであってもよい。
エンジン用ラジエータ94は、冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用の熱交換器(空気熱媒体熱交換器)である。
循環流路92には、ラジエータバイパス流路95が接続されている。ラジエータバイパス流路95は、冷却水がエンジン用ラジエータ94をバイパスして流れる流路である。
ラジエータバイパス流路95と循環流路92との接続部にはサーモスタット96が配置されている。サーモスタット96は、温度によって体積変化するサーモワックス(感温部材)によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構で構成される冷却水温度応動弁である。
具体的には、サーモスタット96は、冷却水の温度が所定温度を上回っている場合(例えば80℃以上)、ラジエータバイパス流路95を閉じ、冷却水の温度が所定温度を下回っている場合(例えば80℃未満)、ラジエータバイパス流路95を開ける。
循環流路92には、エンジン補機用流路97が接続されている。エンジン補機用流路97は、冷却水が冷却水冷却水熱交換器81Cと並列に流れる流路である。エンジン補機用流路97にはエンジン補機98が配置されている。エンジン補機98は、オイル熱交換器、EGRクーラ、スロットルクーラ、ターボクーラ、エンジン補助モータ等である。オイル熱交換器は、エンジンオイルまたはトランスミッションオイルと冷却水とを熱交換してオイルの温度を調整する熱交換器である。
EGRクーラは、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に還流させてスロットルバルブで発生するポンピングロスを低減させるEGR(排気ガス再循環)装置を構成する熱交換器であって、還流ガスと冷却水とを熱交換させて還流ガスの温度を調整する熱交換器である。
スロットルクーラは、スロットルバルブを冷却するためにスロットル内部に設けたウォータジャケットである。
ターボクーラはターボチャージャで発生する熱と冷却水とを熱交換させてターボチャージャを冷却するための冷却器である。
エンジン補助モータは、エンジン停止中でもエンジンベルトを回せるようにするための大型モータであり、エンジンベルトで駆動される圧縮機やウォータポンプなどをエンジンの駆動力が無い状態でも作動させたり、エンジンの始動時に利用される。
エンジン用ラジエータ94には第1リザーブタンク99が接続されている。第1リザーブタンク99は、冷却水を貯留する大気開放式の容器(熱媒体貯留部)である。したがって、第1リザーブタンク99に蓄えている冷却水の液面における圧力は大気圧になる。第1リザーブタンク99は、第1リザーブタンク99に蓄えている冷却水の液面における圧力が所定圧力(大気圧とは異なる圧力)になるように構成されていてもよい。
第1リザーブタンク99に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。第1リザーブタンク99は、冷却水中に混入した気泡を気液分離する機能を有している。
ラジエータ用流路33には第2リザーブタンク100が接続されている。第2リザーブタンク100の構造および機能は第1リザーブタンク99と同様である。
車両用空調装置の室内空調ユニット50のケース51の内部においてヒータコア17の空気流れ下流側部位には、補助ヒータ101が配置されている。補助ヒータ101は、PTC素子(正特性サーミスタ)を有し、このPTC素子に電力が供給されることによって発熱して空気を加熱するPTCヒータ(電気ヒータ)である。
補助ヒータ101の作動(発熱量)は、制御装置60によって制御される。本実施形態では、制御装置60のうち補助ヒータ101の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を補助ヒータ制御部60j(電気ヒータ制御部)とする。
冷凍サイクル21は、内部熱交換器102を備える。内部熱交換器102は、冷却水加熱器15から流出した冷媒と、冷却水冷却器14から流出した冷媒とを熱交換させる熱交換器である。
冷凍サイクル21の膨張弁24は、冷却水冷却器14出口側冷媒の温度および圧力に基づいて冷却水冷却器14出口側冷媒の過熱度を検出する感温部24aを有し、冷却水冷却器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調整する温度式膨張弁である。
感温部24aをサーミスタで構成し、冷却水冷却器14出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように電気的機構によって絞り通路面積を調整する電気式膨張弁を用いてもよい。
制御装置60の入力側には、内気センサ61、内気湿度センサ110、外気センサ62、第1水温センサ64、第2水温センサ65、ラジエータ水温センサ111、電池温度センサ112、インバータ温度センサ113、エンジン水温センサ114、クーラコア温度センサ66、冷媒温度センサ67A、67B、冷媒圧力センサ115A、115B等のセンサ群の検出信号が入力される。
内気湿度センサ110は、内気の湿度を検出する検出装置(内気湿度検出装置)である。ラジエータ水温センサ111は、ラジエータ用流路33を流れる冷却水の温度(例えばラジエータ13から流出した冷却水の温度)を検出する検出装置(機器側熱媒体温度検出装置)である。
電池温度センサ112は、電池熱交換用流路80Aを流れる冷却水の温度(例えば電池温調用熱交換器81Aに流入する冷却水の温度)を検出する検出装置(機器側熱媒体温度検出装置)である。
インバータ温度センサ113は、インバータ用流路80Bを流れる冷却水の温度(例えばインバータ81Bから流出した冷却水の温度)を検出する検出装置(機器側熱媒体温度検出装置)である。
エンジン水温センサ114は、エンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度(例えばエンジン91の内部を流れる冷却水の温度)を検出する検出装置(機器側熱媒体温度検出装置)である。
冷媒温度センサ67A、67Bは、圧縮機22から吐出された冷媒の温度を検出する吐出側冷媒温度センサ67A、および圧縮機22に吸入される冷媒の温度を検出する吸入側冷媒温度センサ67Bである。
冷媒圧力センサ115A、115Bは、圧縮機22から吐出された冷媒の圧力を検出する吐出側冷媒圧力センサ115A、および圧縮機22に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入側冷媒温度センサ115Bである。
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置60は、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水流れのモードを、図24~図28に示す各種モードに切り替える。図24~図28では、理解を容易にするために、車両用熱管理システム10を簡略化して図示している。
図24に示す外気吸熱ヒートポンプモードでは、ラジエータ13を冷却水冷却器14に接続し、ヒータコア17を冷却水加熱器15に接続し、冷却水冷却水熱交換器81Cを冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のいずれにも接続しない。
これにより、冷却水冷却器14で冷却されて外気温度よりも低温になった冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で外気から冷却水に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、外気吸熱ヒートポンプモードでは、冷凍サイクル21の冷媒は、ラジエータ13にて外気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
図25に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cを冷却水冷却器14に接続し、ヒータコア17を冷却水加熱器15に接続し、ラジエータ13を冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のいずれにも接続しない。
これにより、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水が冷却水冷却器14を流れるので、冷却水冷却器14で冷却水が冷媒に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、エンジン吸熱ヒートポンプモードでは、冷凍サイクル21の冷媒は、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、エンジン91の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
エンジン吸熱ヒートポンプモードにおいて、他の発熱機器(電池温調用熱交換器81A、インバータ81B)を冷却水冷却器14に接続すれば、他の発熱機器の81A、81Bの熱を汲み上げることができる。したがって、エンジン吸熱ヒートポンプモードを機器吸熱ヒートポンプモードと表現できる。
図26に示すアシストヒートポンプモード、エンジン加熱ヒートポンプモード、機器加熱モード、および熱マス利用暖房モードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびヒータコア17を冷却水加熱器15に接続し、ラジエータ13を冷却水冷却器14に接続する。
これにより、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
さらに、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で外気から冷却水に吸熱され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
すなわち、外気吸熱ヒートポンプモードでは、冷凍サイクル21の冷媒は、ラジエータ13にて外気から吸熱して、冷却水加熱器15にて冷却水に放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
したがって、エンジン91の廃熱が暖房熱源として不足する場合、ヒートポンプ運転で暖房熱源を補うことができる(アシストヒートポンプモード)。
また、エンジン91暖機時は、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が冷却水冷却水熱交換器81Cを流れるので、エンジン91の暖機時は、冷却水加熱器15で加熱された冷却水でエンジン91を加熱できる(エンジン加熱ヒートポンプモード)。
エンジン加熱ヒートポンプモードにおいて、他の加熱対象機器(電池温調用熱交換器81A、インバータ81B)を冷却水加熱器15に接続すれば、冷却水加熱器15で加熱された冷却水で他の加熱対象機器を加熱できる。したがって、エンジン加熱ヒートポンプモードを機器加熱ヒートポンプモードと表現できる。
また、エンジン91の熱で、冷却水加熱器15に接続された他の加熱対象機器を加熱できる(機器加熱モード)。
また、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が冷却水冷却水熱交換器81Cを流れるので、エンジン91の熱マス(熱容量)を利用して冷却水温度の変動を抑えることができる(熱マス利用暖房モード)。
図27に示すエンジン廃熱直接利用モードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびヒータコア17を互いに接続し、冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のいずれにも接続しない。
図示を省略しているが、冷却水冷却水熱交換器81Cとヒータコア17との間の冷却水流路には、冷却水を吸入して吐出する冷却水ポンプが配置されている。これにより、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
ヒータコア17を流れる冷却水の温度が、車室内の暖房に必要な温度を超えている場合、冷却水冷却水熱交換器81Cをヒータコア17およびラジエータ13に接続すれば、エンジン91の余剰熱を外気に放熱できる。
エンジン廃熱直接利用モードにおいて、他の発熱機器(電池温調用熱交換器81A、インバータ81B)をヒータコア17に接続すれば、他の発熱機器の81A、81Bで加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気を加熱できる。したがって、エンジン廃熱直接利用モードを機器廃熱直接利用モードと表現できる。
図28に示す熱マス利用冷房モードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびラジエータ13を冷却水加熱器15に接続し、クーラコア16を冷却水冷却器14に接続する。
これにより、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がクーラコア16を流れるので、クーラコア16で車室内への送風空気が冷却され、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で冷却水から外気に放熱される。
また、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がエンジン91を流れるので、エンジン91の熱マス(熱容量)を利用して冷却水温度の変動を抑えることや、水温上昇を抑制して冷媒の高圧上昇を抑止することができるので、高効率な冷房を実現できる。
図示を省略しているが、制御装置60は、第1切替弁18および第2切替弁19を操作して、冷却水流れのモードを除霜モードおよびエンジン独立モードにも切り替える。
除霜モードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびラジエータ13を互いに接続する。これにより、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水がラジエータ13を流れるので、エンジン91の廃熱を利用してラジエータ13を除霜できる。
エンジン独立モードでは、冷却水冷却水熱交換器81Cを冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のいずれにも接続しない。これにより、エンジン91の廃熱が冷却水冷却器14および冷却水加熱器15に伝熱されなくなる。
例えば、エンジン独立モードは冷房運転時、エンジン水温センサ114が検出した温度、すなわちエンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度が予め設定された基準温度を超えている場合に実行される。これにより、エンジン91の廃熱の影響で冷房性能が低下することを防止できる。
外気吸熱ヒートポンプモードの具体例を図29に示す。図29の太実線矢印および太一点鎖線矢印は、外気吸熱ヒートポンプモードにおける冷却水の流れを示している。
例えば、図29に示す外気吸熱ヒートポンプモードは、暖房運転時、エンジン水温センサ114が検出した温度、すなわちエンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度が予め設定された第1基準温度(例えば40℃)未満である場合に実行される。
これにより、エンジン91が作動している場合にはエンジン91の暖機を促進できる。一方、エンジン91が停止している場合には、エンジン91を作動させることなく暖房用熱源を確保できるので、燃費を向上できる。
エンジン吸熱ヒートポンプモードの具体例を図30に示す。図30の太実線矢印および太一点鎖線矢印は、エンジン吸熱ヒートポンプモードにおける冷却水の流れを示している。
例えば、図30に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードは、暖房運転時、エンジン水温センサ114が検出した温度、すなわちエンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度が予め設定された第1基準温度(例えば40℃)以上である場合に実行される。
これによると、冷却水冷却器14を循環する冷却水の温度を上昇させることができるので、冷凍サイクル21の低圧側冷媒圧力を上昇させることができ、ひいては冷凍サイクル21の効率(COP)が高い暖房(以下、高COP暖房と言う。)を実現できる。
図30に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードにおいて除湿暖房を行う場合は、エンジン91からの受熱量を制御して、冷却水冷却器14を循環する冷却水の温度を0℃程度に保つのが好ましい。
図30に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードにおいて、第1水温センサ64が検出した温度、すなわち冷却水冷却器14を循環する冷却水の温度が外気温度よりも高い場合、ラジエータ13への冷却水の流通を遮断する。これにより、ラジエータ13で冷却水から外気に放熱されることを防止できる。
図30に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードでは、クーラコア16を冷却水冷却器14に接続し、インバータ81Bを冷却水加熱器15に接続し、電池温調用熱交換器81Aを冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のいずれにも接続しないが、電池温調用熱交換器81Aの要求温度および冷却水の温度に応じて、電池温調用熱交換器81Aを冷却水冷却器14および冷却水加熱器15のうち少なくとも一方に接続してもよい。
図30に示すエンジン吸熱ヒートポンプモードでは、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水冷却水熱交換器81Cから流出した冷却水の温度が約10℃になるように、冷却水冷却水熱交換器81Cに流通する冷却水の流量を制御する。
エンジン加熱ヒートポンプモードの具体例を図31に示す。図31の太実線矢印および太一点鎖線矢印は、エンジン加熱ヒートポンプモードにおける冷却水の流れを示している。
例えば、図31に示すエンジン加熱ヒートポンプモードは、冷房運転時、エンジン水温センサ114が検出した温度、すなわちエンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度が予め設定された基準温度(例えば40℃)未満である場合に実行される。
これにより、冷房廃熱でエンジン91を暖機できるので、燃費を向上できる。また、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がエンジン91を流れるので、エンジン91の熱マスを利用して冷却水温度の変動を抑えることができる。
図27に示すエンジン廃熱直接利用モードは、例えば、暖房運転時、エンジン水温センサ114が検出した温度、すなわちエンジン冷却回路90を循環する冷却水の温度が予め設定された第2基準温度(暖房要求を満たせる温度。例えば55℃)を超えている場合に実行される。
これにより、冷却水冷却水熱交換器81Cで加熱された冷却水がヒータコア17を流れるので、ヒータコア17で車室内への送風空気が加熱される。
上述の各冷却水流れモードにおいて、ラジエータ13に対する冷却水の流通を遮断している状態から、冷却水冷却器14側および冷却水加熱器15側のいずれかにラジエータ13を接続してラジエータ13に対する冷却水の流通を開始する場合、次の(1)、(2)の制御のうち少なくとも一方の制御を実施して車室内吹出空気温度の変動を抑制するのが好ましい。
(1)ラジエータ13に対する冷却水の流通を断続する弁をゆっくりと開いて冷却水の流通をゆっくりと開始する。これにより、車室内吹出空気温度が急激に変動することを抑制できる。
(2)車室内吹出空気温度が変動することを予め予測してエアミックスドア55の開度および室内送風機54の風量を調整した後、ラジエータ13に冷却水を流通させる。これにより、車室内吹出空気温度が変動することを抑制できる。ラジエータ13に冷却水を流通させた後の変動に対しては、エアミックスドア55の開度および室内送風機54の風量の制御によって抑制する。
次に、クーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THの制御方法を説明する。クーラコア吹出温度TCは、クーラコア16で冷却された送風空気の温度である。ヒータコア吹出温度THは、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度である。
クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける制御方法として、第1TC制御、第2TC制御、第3TC制御および第4TC制御のいずれかが用いられる。ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける制御方法として、第1TH制御、第2TH制御、第3TH制御および第4TH制御のいずれかが用いられる。
(第1TC制御)
第1TC制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をクーラコア16と接続し、接続された機器とクーラコア16との熱授受量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。
第1TC制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をクーラコア16と接続し、接続された機器とクーラコア16との熱授受量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。
例えば、接続された機器に対する冷却水流量や風量を調整したり、接続された機器の発熱量を制御することによって、クーラコア16との熱授受量を制御する。例えば、接続された機器がインバータ81Bである場合、インバータ81Bを非効率作動させることによって発熱量を制御する。
クーラコア16に接続される機器は、ラジエータ13および機器81A~81Cのみならず、水加熱PTCヒータや走行用モータジェネレータ等の機器であってもよい。水加熱PTCヒータに対する通電を制御することによって発熱量を制御できる。走行用モータジェネレータを非効率駆動することによって発熱量を制御できる。
本実施形態では、制御装置60のうち、クーラコア16に接続された機器(インバータ81B、水加熱PTCヒータ、走行用モータジェネレータ等)の発熱量を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を発熱量制御部60kとする。
例えば、第1TC制御は、クーラコア16とラジエータ13とを連通させて外気冷気を利用した車室内除湿空調を行っている作動状態において、水温が0℃以下になった場合に実施される。
クーラコア16を流通する冷却水の温度が0℃以上の目標値になるように接続機器とクーラコア16との熱授受量を制御することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
(第2TC制御)
第2TC制御では、クーラコア16の熱交換能力を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。例えば、クーラコア16に対する冷却水流量や風量を調整したり、クーラコア16に送風される空気における内気と外気との割合を調整することによって、クーラコア16の熱交換能力を制御する。
第2TC制御では、クーラコア16の熱交換能力を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。例えば、クーラコア16に対する冷却水流量や風量を調整したり、クーラコア16に送風される空気における内気と外気との割合を調整することによって、クーラコア16の熱交換能力を制御する。
例えば、第2TC制御は、クーラコア16とラジエータ13とを連通させて外気冷気を利用した車室内除湿空調を行っている作動状態において、水温が0℃以下になった場合に実施される。
クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
(第3TC制御)
第3TC制御は、圧縮機22が作動していることが前提となる制御方法である。第3TC制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をヒータコア17と接続し、接続された機器とヒータコア17との熱授受量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。
第3TC制御は、圧縮機22が作動していることが前提となる制御方法である。第3TC制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をヒータコア17と接続し、接続された機器とヒータコア17との熱授受量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。
例えば、接続された機器に対する冷却水流量や風量を調整したり、接続された機器の発熱量を制御することによって、ヒータコア17との熱授受量を制御する。
ヒータコア17に接続される機器は、ラジエータ13および機器81A~81Cのみならず、水加熱PTCヒータや走行用モータジェネレータ等の機器であってもよい。水加熱PTCヒータに対する通電を制御することによって発熱量を制御できる。走行用モータジェネレータを非効率駆動することによって発熱量を制御できる。
例えば、第3TC制御は、圧縮機22の回転数制御に一定の制限が存在する場合において、冷房を行いたい場合に実施される。圧縮機22の回転数制御に一定の制限が存在する場合とは、例えば、圧縮機22の許容回転数が設定されている場合や、圧縮機22がベルト駆動式圧縮機である場合等である。
第3TC制御によると、圧縮機22の回転数に依存せずにクーラコア吹出温度TCを制御できる。
(第4TC制御)
第4TC制御では、冷媒流量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。例えば、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御したり、膨張弁24の絞り通路面積を調整することによって、冷媒流量を制御する。
第4TC制御では、冷媒流量を制御することによって、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づける。例えば、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御したり、膨張弁24の絞り通路面積を調整することによって、冷媒流量を制御する。
(第1TH制御)
第1TH制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をヒータコア17と接続し、接続された機器とヒータコア17との熱授受量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。
第1TH制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をヒータコア17と接続し、接続された機器とヒータコア17との熱授受量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。
例えば、接続された機器に対する冷却水流量や風量を調整したり、接続された機器の発熱量を制御することによって、ヒータコア17との熱授受量を制御する。
例えば、第1TH制御は、ヒータコア17と冷却水加熱器15とが接続されている状態において実施される。冷却水加熱器15を流通する冷却水の温度が所定値を超えないように接続機器との熱授受量を制御することによって、冷凍サイクル21の冷媒圧力が過度に上昇して安全対策リリーフ弁が開弁してしまうことを抑制できる。
(第2TH制御)
第2TH制御では、ヒータコア17の熱交換能力を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。例えば、ヒータコア17に対する冷却水流量や風量を調整したり、ヒータコア17に送風される空気における内気と外気との割合を調整することによって、ヒータコア17の熱交換能力を制御する。
第2TH制御では、ヒータコア17の熱交換能力を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。例えば、ヒータコア17に対する冷却水流量や風量を調整したり、ヒータコア17に送風される空気における内気と外気との割合を調整することによって、ヒータコア17の熱交換能力を制御する。
例えば、第2TH制御は、エンジン91の廃熱を利用した車室内暖房空調時に実施される。ヒータコア17における平均冷却水温度が目標温度に近づくように、ヒータコア17を流通する冷却水流量を制御する。
これによると、エアミックスドア55を用いることなく車室内吹出空気温度TAVを制御できる。そのため、エアミックスドア55を廃止することが可能になるので、室内空調ユニット50を小型化することが可能になる。
例えば、第2TH制御は、エンジン吸熱ヒートポンプモード時に実施される。エンジン吸熱ヒートポンプモードでは、ヒータコア17における冷却水温度が目標温度になるように、圧縮機22の回転数制御によって冷却水加熱器15の放熱量が制御される。
この場合、冷凍サイクル21の低圧側冷媒の温度が高くなる(例えば40℃)ため、圧縮機22を最低作動回転数(例えば1500回転程度)で作動させてもヒータコア17における冷却水温度が目標温度を超えてしまうことがある。
そこで、ヒータコア17における冷却水流量を制御して、ヒータコア17における冷却水温度を目標温度にする。冷却水温度が高くなるほど効率が下がり、やがては最低回転数で能力が釣り合う。
これにより、エンジン吸熱ヒートポンプモードで高COP暖房を実施できる。また、圧縮機22の最低作動回転数で能力過剰となる場合でも作動させることが可能になる。
(第3TH制御)
第3TH制御は、圧縮機22が作動していることが前提となる制御方法である。第3TH制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をクーラコア16と連通させ、接続された機器とクーラコア16との熱授受量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。
第3TH制御は、圧縮機22が作動していることが前提となる制御方法である。第3TH制御では、ラジエータ13および機器81A~81Cのうち任意の機器をクーラコア16と連通させ、接続された機器とクーラコア16との熱授受量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。
例えば、接続された機器に対する冷却水流量や風量を調整したり、接続された機器の発熱量を制御することによって、クーラコア16との熱授受量を制御する。
例えば、第3TH制御は、圧縮機22の回転数制御に一定の制限が存在する場合において、冷房を行いたい場合に実施される。
第3TH制御によると、圧縮機22の回転数に依存せずにヒータコア吹出温度THを制御できる。
(第4TH制御)
第4TH制御では、冷媒流量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。例えば、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御したり、膨張弁24の絞り通路面積を調整することによって、冷媒流量を制御する。
第4TH制御では、冷媒流量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づける。例えば、圧縮機22の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機22の回転数)を制御したり、膨張弁24の絞り通路面積を調整することによって、冷媒流量を制御する。
第1~第4TC制御および第1~第4TH制御は互いに組み合わせることが可能である。具体的には、第1~第4TC制御のいずれかと第1~第4TH制御のいずれかとを組み合わせることが可能である。
(第1TC制御と第1TH制御との組み合わせ)
例えば、第1TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出目標温度TCOが、クーラコア16に接続された機器の温度よりも上回っていることが推定または判断される場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出目標温度TCOが、クーラコア16に接続された機器の温度よりも上回っていることが推定または判断される場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第1TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越えている場合に実施される。ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越えている場合、ヒータコア吹出温度THが過剰になってしまうため、ヒータコア17に接続された機器からの受熱量を制御することによって、ヒータコア17における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越えることを抑制し、ひいてはヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制する。
例えば、第1TC制御と第1TH制御との組み合わせは、省電力除湿暖房モード時に実施される。省電力除湿暖房モードは、外気冷熱を利用した除湿をしつつ、エンジン91の廃熱や種々の機器の廃熱を利用して除湿空気を再加熱する作動モードである。
例えば、第1TC制御と第1TH制御との組み合わせは、エンジン吸熱ヒートポンプモード時に実施される。エンジン吸熱ヒートポンプモードにおける加熱源は冷却水加熱器15である。エンジン吸熱ヒートポンプモードにおける加熱源として、電気ヒータやインバータ81B等を併用してもよい。
ヒータコア17に接続される機器は、エンジン91であってもよい。具体的には、エンジン91に第2の冷却水取出口を設けてヒータコア17と連通させてもよい。エンジン水温が所定温度以上(例えば55℃以上)の場合、エンジン91の廃熱を冷凍サイクル21で吸熱利用しつつヒータコア17で直接利用できる。
(第1TC制御と第2TH制御との組み合わせ)
例えば、第1TC制御と第2TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出目標温度TCOが、クーラコア16に接続された機器の温度よりも上回っていることが推定または判断される場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第2TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出目標温度TCOが、クーラコア16に接続された機器の温度よりも上回っていることが推定または判断される場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第2TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越える場合に実施される。ヒータコア17に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、ヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制できる。
例えば、第1TC制御と第2TH制御との組み合わせは、省電力除湿暖房モード時や、省電力除湿暖房・冷房モード時に実施される。省電力除湿暖房・冷房モードは、蓄冷体の冷熱を利用した冷却・除湿をしつつ、エンジン91の廃熱や種々の機器の廃熱を利用して冷却空気・除湿空気を再加熱する作動モードである。
(第2TC制御と第1TH制御との組み合わせ)
例えば、第2TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
例えば、第2TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
例えば、第2TC制御と第1TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水の温度が所定温度(例えば55℃)を越える場合に実施される。ヒータコア17に接続された機器からの受熱量を制御することによって、ヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制できる。
例えば、第2TC制御と第1TH制御との組み合わせは、省電力除湿暖房モード時や、省電力除湿暖房・冷房モード時に実施される。
例えば、第2TC制御と第1TH制御との組み合わせは、エンジン吸熱ヒートポンプモード時、かつエンジン91における冷却水温度がクーラコア吹出目標温度TCOよりも低い場合に実施される。
ヒータコア17に接続される機器は、エンジン91であってもよい。具体的には、エンジン91に第2の冷却水取出口を設けてヒータコア17と連通させてもよい。エンジン水温が所定温度以上(例えば55℃以上)の場合、エンジン91の廃熱を冷凍サイクル21で吸熱利用しつつ、ヒータコア17で直接利用できる。
(第2TC制御と第2TH制御との組み合わせ)
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越える場合に実施される。ヒータコア17に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、ヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制できる。
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、省電力除湿暖房モード時や、省電力除湿暖房・冷房モード時に実施される。
(第1TC制御と第4TH制御との組み合わせ)
例えば、第1TC制御と第4TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけるために、クーラコア16に接続された機器の廃熱を冷凍サイクル21で汲み上げる必要がある場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第4TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけるために、クーラコア16に接続された機器の廃熱を冷凍サイクル21で汲み上げる必要がある場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第4TH制御との組み合わせは、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えていない場合に実施される。
例えば、第1TC制御と第4TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THとヒータコア吹出目標温度THOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、ヒータコア吹出温度THがヒータコア吹出目標温度THOに近づくように制御されるため、温度変動に対してヒータコア吹出温度THの追従性を高めることができる。
(第2TC制御と第4TH制御との組み合わせ)
例えば、第2TC制御と第4TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
例えば、第2TC制御と第4TH制御との組み合わせは、クーラコア16に接続された機器における冷却水温度が0℃を下回る場合に実施される。クーラコア16に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、クーラコア16のフロスト(着霜)を抑制できる。
(第3TC制御と第4TH制御との組み合わせ)
例えば、第3TC制御と第4TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THとヒータコア吹出目標温度THOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、ヒータコア吹出温度THがヒータコア吹出目標温度THOに近づくように制御されるため、温度変動に対してヒータコア吹出温度THの追従性を高めることができる。
例えば、第3TC制御と第4TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THとヒータコア吹出目標温度THOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、ヒータコア吹出温度THがヒータコア吹出目標温度THOに近づくように制御されるため、温度変動に対してヒータコア吹出温度THの追従性を高めることができる。
例えば、第3TC制御と第4TH制御との組み合わせは、上記第1実施形態のステップS180で放熱モードに切り替えられた場合に実施される。これにより、暖房用熱量が過剰になった場合、ラジエータ13で外気に放熱させることができるとともに、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。
例えば、第3TC制御と第4TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出温度TCとクーラコア吹出目標温度TCOとの偏差が所定量を超えていない場合に実施される。
(第4TC制御と第1TH制御との組み合わせ)
例えば、第4TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出温度TCとクーラコア吹出目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、クーラコア吹出温度TCがクーラコア吹出目標温度TCOに近づくように制御されるため、温度変動に対してクーラコア吹出温度TCの追従性を高めることができる。
例えば、第4TC制御と第1TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出温度TCとクーラコア吹出目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、クーラコア吹出温度TCがクーラコア吹出目標温度TCOに近づくように制御されるため、温度変動に対してクーラコア吹出温度TCの追従性を高めることができる。
そのため、クーラコア16の温度が低い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16にフロストが発生して風量が低下したり凍結臭が発生することを抑制できる。また、クーラコア16の温度が高い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16の凝縮水が蒸発して突発的な窓曇りや異臭が発生することを抑制できる。
例えば、第4TC制御と第1TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THとヒータコア吹出目標温度THOとの偏差が所定量を超えていない場合に実施される。
(第4TC制御と第2TH制御との組み合わせ)
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越える場合に実施される。ヒータコア17に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、ヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制できる。
例えば、第2TC制御と第2TH制御との組み合わせは、ヒータコア17に接続された機器における冷却水温度が所定温度(例えば55℃)を越える場合に実施される。ヒータコア17に対して冷却水の流通を断続(オン・オフ)することによって、ヒータコア吹出温度THが過剰になることを抑制できる。
(第4TC制御と第3TH制御との組み合わせ)
例えば、第4TC制御と第3TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出温度TCとクーラコア吹出目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、クーラコア吹出温度TCがクーラコア吹出目標温度TCOに近づくように制御されるため、温度変動に対してクーラコア吹出温度TCの追従性を高めることができる。
例えば、第4TC制御と第3TH制御との組み合わせは、クーラコア吹出温度TCとクーラコア吹出目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合に実施される。圧縮機22の回転数は、クーラコア吹出温度TCがクーラコア吹出目標温度TCOに近づくように制御されるため、温度変動に対してクーラコア吹出温度TCの追従性を高めることができる。
例えば、第4TC制御と第3TH制御との組み合わせは、上記第1実施形態のステップS190で吸熱モードに切り替えられた場合に実施される。これにより、暖房用熱量が不足する場合、ラジエータ13で外気から吸熱して暖房用熱量を確保することができるとともに、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。
例えば、第4TC制御と第3TH制御との組み合わせは、ヒータコア吹出温度THとヒータコア吹出目標温度THOとの偏差が所定量を超えていない場合に実施される。
(第2TC制御と第3TH制御との組み合わせ、第3TC制御と第2TH制御との組み合わせ、および第3TC制御と第3TH制御との組み合わせ)
第2TC制御と第3TH制御との組み合わせ、第3TC制御と第2TH制御との組み合わせ、および第3TC制御と第3TH制御との組み合わせは、圧縮機22の回転数が、クーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御される場合に実施される。
第2TC制御と第3TH制御との組み合わせ、第3TC制御と第2TH制御との組み合わせ、および第3TC制御と第3TH制御との組み合わせは、圧縮機22の回転数が、クーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御される場合に実施される。
圧縮機22の回転数が、クーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御される場合の例を挙げる。
圧縮機22が電動圧縮機の場合、例えば、次の(1)~(11)の場合がある。
(1)振動騒音の要求を満たすために、圧縮機22の最高回転数に上限が設けられている場合。主にアイドルストップ中の冷暖房時。
(2)圧縮機22の吐出圧が所定値(例えば2.6~3MPa)を超えないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(3)圧縮機22のOリングを保護する目的で、圧縮機22の吐出温度が所定値(例えば120℃)を超えないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(4)圧縮機22のOリングの硬度が増加してOリングの割れやシール性が低下することを防止する目的で、圧縮機22の吸入温度が所定値(例えば-30℃)を下回らないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(5)圧縮機22の軸および軸受けの保護や、モータドライバ仕様などのために設けられている最高許容回転数に到達した場合。
(6)効率の良い回転数を維持するために、一定回転数で制御する場合。
(7)ウォームアップやクールダウン時、設定した時間で最高回転数に到達するように徐々に回転数を上げていく場合。
(8)加速時や、他の電気機器に電力を集中させたい場合に、圧縮機22の回転数を低下させる場合。他の電気機器に電力を集中させたい場合とは、例えば走行用モータでエンジン91を始動させる場合や、低温時などで走行用電池に出力制限が掛かっている場合において走行を優先させる場合等である。
(9)制御ハンチング抑止の為、所定時間一定回転数を維持する場合。
(10)モータドライバを簡素化する目的で、所定回転数でしか作動できない圧縮機22を使用している場合。
(11)他の加熱または冷却したい機器の要求を加味して、空調要求能力に加えて、所定量能力を増強させるように作動する場合。
(1)振動騒音の要求を満たすために、圧縮機22の最高回転数に上限が設けられている場合。主にアイドルストップ中の冷暖房時。
(2)圧縮機22の吐出圧が所定値(例えば2.6~3MPa)を超えないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(3)圧縮機22のOリングを保護する目的で、圧縮機22の吐出温度が所定値(例えば120℃)を超えないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(4)圧縮機22のOリングの硬度が増加してOリングの割れやシール性が低下することを防止する目的で、圧縮機22の吸入温度が所定値(例えば-30℃)を下回らないように圧縮機22の回転数を制限する場合。
(5)圧縮機22の軸および軸受けの保護や、モータドライバ仕様などのために設けられている最高許容回転数に到達した場合。
(6)効率の良い回転数を維持するために、一定回転数で制御する場合。
(7)ウォームアップやクールダウン時、設定した時間で最高回転数に到達するように徐々に回転数を上げていく場合。
(8)加速時や、他の電気機器に電力を集中させたい場合に、圧縮機22の回転数を低下させる場合。他の電気機器に電力を集中させたい場合とは、例えば走行用モータでエンジン91を始動させる場合や、低温時などで走行用電池に出力制限が掛かっている場合において走行を優先させる場合等である。
(9)制御ハンチング抑止の為、所定時間一定回転数を維持する場合。
(10)モータドライバを簡素化する目的で、所定回転数でしか作動できない圧縮機22を使用している場合。
(11)他の加熱または冷却したい機器の要求を加味して、空調要求能力に加えて、所定量能力を増強させるように作動する場合。
圧縮機22がベルト駆動式圧縮機であり、且つ固定容量型圧縮機である場合、圧縮機22の回転数はエンジン91の回転数に依存し、そもそも圧縮機22のオン・オフしか制御できないので、圧縮機22の回転数はクーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御されることとなる。
制御装置60は、上述の第1~第4TC制御および第1~第4TH制御を種々の条件に応じて切り替える。
さらに、制御装置60は、第1~第4TC制御および第1~第4TH制御に加えて、吹出空気温度TAVを目標吹出空気温度TAOに近づける制御を行う。例えば、室内送風機54の風量やエアミックスドア55の作動を制御することによって、吹出空気温度TAVを目標吹出空気温度TAOに近づける。
例えば、接続機器の温度や環境温度の変動等によって急な温度変動が発生した場合、エアミックスドア55が素早く作動することによって吹出温度変動を抑える。すなわち、冷却水および冷媒の熱マス(熱容量)による制御遅れをカバーする。
除湿暖房時でもエアミックスドア55はヒータコアバイパス通路51aを全閉せずに若干開けておけば、吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを下回るような変動が発生したときに備えることができる。
吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを下回る変動が発生した場合、補助ヒータ101によって吹出空気温度TAVを上昇させることもできる。
吹出空気温度TAVが目標吹出空気温度TAOを超えるような場合は、ヒータコアバイパス通路51aの風量が増加するようにエアミックスドア55を作動させる。
次に、第1~第4TC制御および第1~第4TH制御を、上述のエンジン吸熱ヒートポンプモードに適用した場合における具体的作動例を説明する。
(第1TC制御と第1TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア吹出温度TCが0℃になるように第1TC制御を実施し、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第1TH制御を実施する。第1TH制御では、圧縮機22の回転数を制御してもよい。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア吹出温度TCが0℃になるように第1TC制御を実施し、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第1TH制御を実施する。第1TH制御では、圧縮機22の回転数を制御してもよい。
(第1TC制御と第2TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続していることによって、冷却水加熱器15で加熱された冷却水の温度が過剰に上昇している場合、ヒータコア17における冷却水流量を絞るように第2TH制御を実施することによって、ヒータコア吹出温度THがヒータコア吹出目標温度THOを超えることを抑制できる。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続していることによって、冷却水加熱器15で加熱された冷却水の温度が過剰に上昇している場合、ヒータコア17における冷却水流量を絞るように第2TH制御を実施することによって、ヒータコア吹出温度THがヒータコア吹出目標温度THOを超えることを抑制できる。
(第1TC制御と第4TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア吹出温度TCが0℃になるように第1TC制御を実施し、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第4TH制御(例えば圧縮機22の回転数制御)を実施する。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア吹出温度TCが0℃になるように第1TC制御を実施し、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第4TH制御(例えば圧縮機22の回転数制御)を実施する。
(第2TC制御と第1TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、エンジン91における冷却水温度がクーラコア吹出目標温度TCO(例えば10℃)を下回っていればクーラコア16における冷却水流量を絞るように第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけることができる。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、エンジン91における冷却水温度がクーラコア吹出目標温度TCO(例えば10℃)を下回っていればクーラコア16における冷却水流量を絞るように第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけることができる。
また、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第1TH制御を実施する。第1TH制御では、圧縮機22の回転数を制御してもよい。
(第2TC制御と第2TH制御との組み合わせ)
ヒータコア17における冷却水温度が所定温度以上(例えば55℃以上)であり、かつエンジン91における冷却水温度がクーラコア吹出目標温度TCO(例えば10℃)を下回っている場合、第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけることができ、かつヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけることができる。すなわち、クーラコア16での冷却除湿のために圧縮機22を回転させる必要がない。
ヒータコア17における冷却水温度が所定温度以上(例えば55℃以上)であり、かつエンジン91における冷却水温度がクーラコア吹出目標温度TCO(例えば10℃)を下回っている場合、第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけることができ、かつヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけることができる。すなわち、クーラコア16での冷却除湿のために圧縮機22を回転させる必要がない。
(第2TC制御と第4TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア16における冷却水流量を絞るように第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけるとともに、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第1TH制御を実施する。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、クーラコア16における冷却水流量を絞るように第2TC制御を実施することによってクーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけるとともに、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第1TH制御を実施する。
(第3TC制御と第3TH制御との組み合わせ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合であって、圧縮機22の回転数がクーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御される場合、クーラコア16における冷却水温度が0℃になるように第3TC制御を実施するとともに、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第3TH制御を実施する。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とインバータ81B等とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合であって、圧縮機22の回転数がクーラコア吹出温度TCおよびヒータコア吹出温度THのいずれにも関係なく制御される場合、クーラコア16における冷却水温度が0℃になるように第3TC制御を実施するとともに、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第3TH制御を実施する。
(第2TH制御のみ)
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第2TH制御を実施し、第1~第4TC制御を実施しない。
クーラコア16と冷却水冷却水熱交換器81Cと冷却水冷却器14とを接続し、ヒータコア17と冷却水加熱器15とを接続することによって、エンジン吸熱ヒートポンプモードで除湿を行う場合、ヒータコア吹出温度THが所定温度(例えば55℃)になるように第2TH制御を実施し、第1~第4TC制御を実施しない。
なお、第1~第4TH制御では、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけるが、吹出空気温度TAVを目標吹出空気温度TAOに近づけるようにしてもよい。
本実施形態では、熱授受機器13、81が、冷却水加熱器15で加熱された冷却水との間で熱授受を行う場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気のTHに関連する温度が第2目標温度THOに近づくように、熱授受機器13、81を流れる冷却水の流量を調整し(第1TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
これにより、クーラコア16で送風空気から回収した熱量で熱授受機器13、81を加熱できるとともに、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、ラジエータ13において、冷却水加熱器15で加熱された冷却水の熱を外気に放熱させる場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度に関連する温度TCが第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
これにより、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。特に、ヒータコア17の温度を冷媒流量で制御するので、ヒータコア17の温度追従性を高めることができる。
本実施形態では、ラジエータ13において、冷却水冷却器14で冷却された冷却水に外気の熱を吸熱させる場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度に関連する温度TH、TAVが第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
これにより、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。特に、クーラコア16の温度を冷媒流量で制御するので、クーラコア16の温度の追従性を高めることができる。
本実施形態では、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVが第2目標温度TAOを下回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れる状態(吸熱モード)に切り替え、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度に関連する温度TH、TAVが第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
これにより、暖房用熱量が不足する場合、ラジエータ13で外気から吸熱して暖房用熱量を確保することができるとともに、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、ラジエータ13を流れる冷却水または外気の流量が所定量未満と判断され、かつ吹出空気温度TAVが第2目標温度TAOを上回ると判断される場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、ラジエータ13に、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が流れる状態(放熱モード)に切り替え、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度に関連する温度TH、TAVが第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
これにより、暖房用熱量が過剰になった場合、ラジエータ13で外気に放熱させることができるとともに、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、ラジエータ13に、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が流れるようになっている場合において、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えていない場合、または超えていないと推定もしくは判断される場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
一方、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第1TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
これによると、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合、または超えていると推定もしくは判断される場合、クーラコア16の温度を冷媒流量で制御するので、クーラコア16の温度の追従性を高めることができる。
そのため、クーラコア16の温度が低い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16にフロストが発生して風量が低下したり凍結臭が発生することを抑制できる。また、クーラコア16の温度が高い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16の凝縮水が蒸発して突発的な窓曇りや異臭が発生することを抑制できる。
本実施形態では、ラジエータ13に、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が流れるようになっている場合において、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えていない場合、または超えていないと推定もしくは判断される場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第1TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
一方、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えた場合、または超えていると推定もしくは判断される場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
これによると、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えた場合、ヒータコア17の温度を冷媒流量で制御するので、ヒータコア17の温度の追従性を高めることができる。
そのため、車室内に吹き出される送風空気の温度の変動を早期に抑えることができるので、空調快適性を向上できる。
本実施形態では、ラジエータ13に、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れるようになっている場合において、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えていない場合、または超えていないと推定もしくは判断される場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第1TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
一方、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合、または超えていると推定もしくは判断される場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
これによると、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度と第1目標温度TCOとの偏差が所定量を超えた場合、クーラコア16の温度を冷媒流量で制御するので、クーラコア16の温度の追従性を高めることができる。
そのため、クーラコア16の温度が低い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16にフロストが発生して風量が低下したり凍結臭が発生することを抑制できる。また、クーラコア16の温度が高い側に変動することを抑制できるので、クーラコア16の凝縮水が蒸発して突発的な窓曇りや異臭が発生することを抑制できる。
本実施形態では、ラジエータ13に、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れるようになっている場合において、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えていない場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第3TH制御)、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TC制御)。
一方、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えた場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、ラジエータ13を流れる冷却水および外気のうち少なくとも一方の流量を調整し(第1TC制御)、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する(第4TH制御)。
これによると、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度と第2目標温度THO、TAOとの偏差が所定量を超えた場合、ヒータコア17の温度を冷媒流量で制御するので、ヒータコア17の温度の追従性を高めることができる。
そのため、車室内に吹き出される送風空気の温度の変動を早期に抑えることができるので、空調快適性を向上できる。
本実施形態では、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第3目標温度TAOに近づくように、クーラコア16で冷却された送風空気のうちヒータコア17を流れる送風空気とヒータコア17を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する。これにより、吹出空気温度TAVを適切に制御できる。
本実施形態では、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第3目標温度TAOに近づくように、送風空気の風量を調整する。これにより、吹出空気温度TAVを適切に制御できる。
本実施形態では、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第3目標温度TAOに近づくように、送風空気における内気と外気との割合を調整する。これにより、吹出空気温度TAVを適切に制御できる。
本実施形態では、制御装置60は、吹出空気温度TAVに関連する温度が第3目標温度TAOに近づくように、電気ヒータ101の発熱量を調整する。これにより、吹出空気温度TAVを適切に制御できる。
本実施形態では、冷却水冷却水熱交換器81Cは、冷却水冷却器14で冷却された冷却水と、エンジン91を流通したエンジン用冷却水とを熱交換させる。このため、エンジン91の熱を汲み上げるヒートポンプ運転(エンジン吸熱ヒートポンプモード)を実現できる。
本実施形態では、冷却水冷却水熱交換器用流路80Cに冷却水冷却水熱交換器81Cが配置されているが、冷却水冷却水熱交換器81Cの代わりに、エンジン91自体が冷却水冷却水熱交換器用流路80Cに配置されていて、エンジン91の冷却水流路に、冷却水冷却器14や冷却水加熱器15で温度調整された冷却水が流通するようになっていてもよい。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水冷却器14で冷却された冷却水がラジエータ13に流れる状態と、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が熱授受機器13、81に流れる状態とを切り替える。
これにより、外気吸熱ヒートポンプモードとエンジン吸熱ヒートポンプモード(機器吸熱ヒートポンプモード)とを切り替えることができる。エンジン稼働状況に応じて、高COP暖房が実施できる場合には、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えることによって、暖房消費燃料の削減が可能になる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、熱授受機器13、81で加熱された冷却水が冷却水冷却器14に流れる状態と、熱授受機器13、81で加熱された冷却水がヒータコア17に流れる状態とを切り替える。
これにより、エンジン廃熱直接利用モード(機器廃熱直接利用モード)とエンジン吸熱ヒートポンプモード(機器吸熱ヒートポンプモード)とを切り替えることができる。
エンジン稼働状況に応じて、圧縮機22を作動させなくてよい場合には、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えてエンジン91の廃熱で加熱された冷却水を直接ヒータコア17に流すことによって、暖房消費燃料の削減が可能になる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水加熱器15で加熱された冷却水がヒータコア17に流れる状態と、熱授受機器13、81で加熱された冷却水がヒータコア17に流れる状態とを切り替える。
これにより、エンジン廃熱直接利用モード(機器廃熱直接利用モード)と外気吸熱ヒートポンプモードとを切り替えることができる。
以下では、ラジエータ13および機器81(81A、81B、81C)のうち第1ポンプ11によって循環される冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器を第1熱授受機器と言い、第2ポンプ12によって循環される冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器を第2熱授受機器と言う。
本実施形態では、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量、またはクーラコア16の熱交換能力を調整し(第1TC制御、第2TC制御)、且つヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、第2熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量、またはヒータコア17の熱交換能力を調整する(第1TH制御、第2TH制御)。
これにより、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度の両方を適切に制御できる。
本実施形態では、クーラコア16は、冷凍サイクル21の冷却水冷却器14で冷却された冷却水で送風空気を冷却し、ヒータコア17は、冷凍サイクル21の冷却水加熱器15で加熱された冷却水で送風空気を加熱する冷却水流れモードを有している。
この冷却水流れモードにおいて、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、クーラコア16の熱交換能力、または第2熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整し(第2TC制御、第3TC制御)、且つヒータコア17で熱交換された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度が第2目標温度THO、TAOに近づくように、ヒータコア17の熱交換能力、または第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第2TH制御、第3TH制御)。
これにより、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度の両方を適切に制御できる。
例えば、制御装置60は、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量を調整することによって、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第1TC制御、第3TH制御)。
例えば、制御装置60は、第1熱授受機器13、81の発熱量を調整することによって、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第1TC制御、第3TH制御)。
例えば、制御装置60は、クーラコア16における冷却水の流量を調整することによって、クーラコア16の熱交換能力を調整する(第2TC制御)。
例えば、制御装置60は、クーラコア16における送風空気の風量を調整することによって、クーラコア16の熱交換能力を調整する(第2TC制御)。
例えば、制御装置60は、第2熱授受機器13、81における冷却水の流量を調整することによって、第2熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第3TC制御、第1TH制御)。
例えば、制御装置60は、第2熱授受機器13、81の発熱量を調整することによって、第2熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第3TC制御、第1TH制御)。
例えば、制御装置60は、ヒータコア17における冷却水の流量を調整することによって、ヒータコア17の熱交換能力を調整する(第2TH制御)。
例えば、制御装置60は、ヒータコア17における送風空気の風量を調整することによって、ヒータコア17の熱交換能力を調整する(第2TH制御)。
本実施形態では、第1TC制御、第2TC制御または第3TC制御を実施し且つ第1TH制御、第2TH制御または第3TH制御を実施している場合、制御装置60は、圧縮機22の回転数を所定範囲内に制御する。これにより、圧縮機22の制御ハンチングを防止しつつ、クーラコア16の温度およびヒータコア17の温度の両方を適切に制御できる。
本実施形態では、クーラコア吹出温度TCに関連する温度、ヒータコア吹出温度THに関連する温度、ならびに吹出空気温度TAVに関連する温度のうちいずれか1つの温度(以下、参照温度と言う。)が第4目標温度TCO、THO、TAOに近づくように、制御装置60が圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整している場合、または調整を開始する場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度、および吹出空気温度TAVに関連する温度のうち前記参照温度以外の温度を第5目標温度TCO、THO、TAOに近づけるように、第1TC制御、第2TC制御、第3TC制御、第1TH制御、第2TH制御または第3TH制御を実施する。
これにより、クーラコア吹出温度TC、ヒータコア吹出温度THおよび吹出空気温度TAVのうちいずれか1つの温度を冷媒流量で制御して温度追従性を高めることができるので、空調快適性を向上できる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、第1熱授受機器13、81および第2熱授受機器13、81のうち少なくとも一方の熱授受機器について、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水が流れる状態と、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水が流れる状態とを切り替える。
これにより、少なくとも一方の熱授受機器から吸熱する作動モードと、少なくとも一方の熱授受機器に廃熱を伝熱するモードとを切り替えることができる。
本実施形態における第1熱授受機器は、例えば、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水と、エンジン91を流通したエンジン用冷却水とを熱交換させる冷却水冷却水熱交換器81Cである。
これによると、エンジン91の廃熱を吸熱するヒートポンプ運転時に、クーラコア16の温度を適切に制御できる。また、低外気温時であっても冷却水冷却器14における冷却水温度を適度に上昇させることができるので、高COP暖房を実現できる。
本実施形態における第1熱授受機器は、例えば、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水温度調整用熱交換器14、15で温度調整された冷却水が流通する流路を有するエンジン91であってもよい。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水がラジエータ13および第1熱授受機器81のうち一方に流れて他方に流れない状態と、他方に流れて一方に流れない状態とを切り替える。
これにより、第1熱授受機器81が冷却水を加熱している場合、外気吸熱ヒートポンプモードと機器吸熱ヒートポンプモード(エンジン吸熱ヒートポンプモード)とを切り替えることができる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、第1熱授受機器81を流れた冷却水が、ヒータコア17および冷却水冷却用熱交換器14のうち一方に流れて他方に流れない状態と、他方に流れて一方に流れない状態とを切り替える。
これにより、第1熱授受機器81が冷却水を加熱している場合、エンジン廃熱直接利用モード(機器廃熱直接利用モード)とエンジン吸熱ヒートポンプモード(機器吸熱ヒートポンプモード)とを切り替えることができる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、第1熱授受機器81および第2熱授受機器81のうち一方の熱授受機器81とヒータコア17との間で冷却水が循環する状態と、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水がラジエータ13に流れる状態とを切り替える。
これにより、エンジン廃熱直接利用モード(機器廃熱直接利用モード)と外気吸熱ヒートポンプモードとを切り替えることができる。
以下では、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプによって循環される冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器18、31を第1熱授受機器と言い、他方のポンプによって循環される冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器18、31を第2熱授受機器と言う。また、クーラコア16およびヒータコア17のうち一方のポンプによって循環される冷却水と送風空気とを熱交換させる熱交換器を第1冷却水空気熱交換器(第1熱媒体空気熱交換器)と言い、他方のポンプによって循環される冷却水と送風空気とを熱交換させる熱交換器を第2冷却水空気熱交換器(第2熱媒体空気熱交換器)と言う。
本実施形態では、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17で温度調整された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量、または第1冷却水空気熱交換器16、17の熱交換能力を調整する(第1TC制御、第2TC制御、第1TH制御、第2TH制御)。
これにより、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度を適切に制御できる。
例えば、制御装置60は、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量を調整することによって、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第1TC制御、第1TH制御)。
これによると、エアミックスドア55を用いることなく車室内吹出空気温度TAVを制御できる。そのため、エアミックスドア55を廃止することが可能になるので、室内空調ユニット50を小型化することが可能になる。
例えば、制御装置60は、第1熱授受機器13、81の発熱量を調整することによって、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第1TC制御、第1TH制御)。
例えば、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量を調整することによって、第1冷却水空気熱交換器16、17の熱交換能力を調整する(第2TC制御、第2TH制御)。
例えば、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17における送風空気の風量を調整することによって、第1冷却水空気熱交換器16、17の熱交換能力を調整する(第2TC制御、第2TH制御)。
具体的には、第1冷却水空気熱交換器がクーラコア16である場合、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度を第1目標温度TCOに近づける(第1TC制御、第2TC制御)。
これにより、クーラコア16の温度を適切に制御できる。
具体的には、第1冷却水空気熱交換器がヒータコア17である場合、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器17で加熱された送風空気の温度TH、TAVに関連する温度を第1目標温度THO、TAOに近づける(第1TH制御、第2TH制御)。
これにより、ヒータコア17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、冷凍サイクル21の冷却水冷却器14で冷却された冷却水、および冷凍サイクル21の冷却水加熱器15で加熱された冷却水のうち一方の冷却水が第1冷却水空気熱交換器16、17および第1熱授受機器18、31を流れ、他方の冷却水が第2冷却水空気熱交換器16、17および第2熱授受機器18、31を流れる冷却水流れモードを有している。
この冷却水流れモードにおいて、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17で温度調整された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように、第2熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量を調整する(第3TC制御、第3TH制御)。
これによると、圧縮機22が第1冷却水空気熱交換器16、17の温度と無関係に作動している場合であっても、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、第1TC制御、第2TC制御、第3TC制御、第1TH制御、第2TH制御または第3TH制御を実施している場合、制御装置60は、冷凍サイクル21の圧縮機22の回転数を所定範囲内に制御する。
これにより、圧縮機22の制御ハンチングを防止しつつ、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、制御装置60は、第1制御モードと第2制御モードとを切り替えるようになっている。第1制御モードは、第4TC制御と第1~第3TH制御との組み合わせ、または第4TH制御と第1~第3TC制御との組み合わせである。第2制御モードは、第1~第3TC制御と第1~第3TH制御との組み合わせである。
これによると、第1制御モードでは、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度または第2冷却水空気熱交換器16、17の温度を冷媒流量で制御して温度追従性を高めることができるので、空調快適性を向上できる。
第2制御モードでは、圧縮機22が第1冷却水空気熱交換器16、17の温度および第2冷却水空気熱交換器16、17の温度と無関係に作動している場合であっても、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度および第2冷却水空気熱交換器16、17の温度を適切に制御できる。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁19は、第1熱授受機器13、81および第2熱授受機器13、81のうち少なくとも一方の熱授受機器について、冷却水冷却器14で冷却された冷却水が流れる状態と、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が流れる状態とを切り替える。
これによると、冷却水が第1熱授受機器13、81から吸熱する状態と、冷却水が第1熱授受機器13、81に放熱する状態とを切り替えることができる。そのため、第1熱授受機器13、81の廃熱を利用して車室内を暖房する作動モード(機器吸熱ヒートポンプモード)と、他の廃熱(例えば冷房廃熱)を利用して第1熱授受機器13、81を加熱する作動モード(機器加熱ヒートポンプモード)とを切り替えることができる。
例えば、第1熱授受機器は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水と外気とを顕熱交換させる冷却水外気熱交換器13であり、第2熱授受機器は、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水と、エンジン91を循環するエンジン用冷却水とを熱交換させる冷却水冷却水熱交換器81Cである。
これによると、外気から吸熱してエンジン91を加熱できるので、エンジン暖機性能を向上して燃費を改善できる。
例えば、第1熱授受機器は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水と外気とを顕熱交換させる冷却水外気熱交換器13であり、第2熱授受機器は、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水が流通する流路を有するエンジン91である。
これによると、外気から吸熱してエンジン91を加熱できるので、エンジン暖機性能を向上して燃費を改善できる。
本実施形態では、第1冷却水空気熱交換器16は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水と送風空気とを顕熱交換させて送風空気を冷却するようになっていて、第1熱授受機器13、81および第2熱授受機器13、81のうち少なくとも一方の熱授受機器は、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水との間で熱授受が行われるようになっている場合、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これによると、冷房廃熱(車室内への送風空気から吸熱した熱と圧縮機22の電気機器廃熱や機械損失などを加えた熱)で第2熱授受機器13、81を加熱できるとともに、第1冷却水空気熱交換器16の温度を冷媒流量で制御して温度追従性を高めることができるので、空調快適性を向上できる。
本実施形態では、第1冷却水空気熱交換器17は、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水と送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱するようになっていて、第1熱授受機器13、81および第2熱授受機器13、81のうち少なくとも一方の熱授受機器は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水との間で熱授受が行われるようになっている場合、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器17で加熱された送風空気の温度THに関連する温度が第1目標温度THOに近づくように、圧縮機22から吐出される冷媒の流量を調整する。
これにより、少なくとも一方の熱授受機器の熱を吸熱して車室内暖房に利用できるとともに、第1冷却水空気熱交換器17の温度を冷媒流量で制御して温度追従性を高めることができるので、空調快適性を向上できる。
本実施形態では、第1冷却水空気熱交換器17は、冷却水加熱用熱交換器15で加熱された冷却水と送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱するようになっていて、第1熱授受機器13は、冷却水と外気とを顕熱交換させる冷却水外気熱交換器であり、第2熱授受機器81は、冷却水を加熱する機器である場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水が第1熱授受機器13を流れる状態と、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水が第2熱授受機器81を流れる状態とを切り替える。
これにより、外気から吸熱して車室内を暖房する外気吸熱ヒートポンプモードと、第2熱授受機器81から吸熱して車室内を暖房する機器吸熱ヒートポンプモードとを切り替えることができる。
本実施形態では、第1熱授受機器81は、冷却水を加熱する機器である場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、第1熱授受機器81と第1冷却水空気熱交換器17との間で冷却水が循環する状態と、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水が第1熱授受機器13を流れる状態とを切り替える。
これにより、第1熱授受機器81で加熱された冷却水を直接第1冷却水空気熱交換器17に流して車室内を暖房する機器廃熱直接利用モードと、第1熱授受機器81の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転によって車室内を暖房する機器吸熱ヒートポンプモードとを切り替えることができる。
本実施形態では、第1熱授受機器13は、冷却水と外気とを顕熱交換させる冷却水外気熱交換器であり、第2熱授受機器81は、冷却水を加熱する機器である場合、第1切替弁18および第2切替弁19は、冷却水冷却用熱交換器14で冷却された冷却水が第1熱授受機器13を流れる状態と、第2熱授受機器81と第1冷却水空気熱交換器17との間で冷却水が循環する状態とを切り替える。
これにより、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転によって車室内を暖房する外気吸熱ヒートポンプモードと、第2熱授受機器81で加熱された冷却水を直接第1冷却水空気熱交換器17に流して車室内を暖房する機器廃熱直接利用モードとを切り替えることができる。
例えば、第1熱授受機器81は、車両後席の乗員に向けて吹き出される送風空気と冷却水とを顕熱交換させる後席用熱交換器である。
これにより、車両後席の乗員に向けて吹き出される送風空気を1つの後席用熱交換器81で冷却・加熱できるので、冷却用の熱交換器と加熱用の熱交換器とを別個に設ける場合と比較して構成を簡素化できる。また、エアミックスドアを用いることなく温度調整可能である。
例えば、第1熱授受機器81は、車両に搭載された電池と冷却水とを顕熱交換させて電池の温度を調整する電池温調用熱交換器である。
これにより、電池を1つの電池温調用熱交換器81で冷却・加熱できるので、冷却用の熱授受機器と加熱用の熱授受機器とを別個に設ける場合と比較して構成を簡素化できる。
本実施形態では、図24~図28に示す冷却水流れモードの切替条件の一例を示したが、各冷却水流れモードを以下の条件で切り替えてもよい。
(エンジン水温条件)
エンジン水温が所定温度(例えば40℃)未満の場合、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。冷却水加熱器15の出口側における冷却水温度がエンジン水温よりも高い場合、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン水温が所定温度(例えば40℃)未満の場合、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。冷却水加熱器15の出口側における冷却水温度がエンジン水温よりも高い場合、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン水温が所定温度以上の場合、機器加熱モードに切り替えるようにしてもよい。例えば、エンジン水温が0℃以上の場合、機器加熱モードに切り替えて電池を暖機するようにしてもよい。例えば、エンジン水温が冷却水加熱器15側の冷却水回路における冷却水温度以上である場合、機器加熱モードに切り替えて冷却水加熱器15を予加熱するようにしてもよい。
エンジン水温が所定温度(例えば外気温+α℃)未満の場合、熱マス利用冷房モードに切り替えるようにしてもよい。
外気吸熱ヒートポンプモードにおいて、エンジン水温の単位時間当たりの増加量が所定量を超えた場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン吸熱ヒートポンプモードにおいて、エンジン水温の単位時間当たりの低下量が所定量を超えた場合、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン廃熱直接利用モードにおいて、エンジン水温の単位時間当たりの低下量が所定量を超えた場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
(エンジン廃熱量条件)
エンジン91から冷却水に与えられる熱量(以下、エンジン廃熱量と言う。)が所定量(ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量)未満である場合、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン91から冷却水に与えられる熱量(以下、エンジン廃熱量と言う。)が所定量(ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量)未満である場合、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン廃熱量が所定量(ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量)以上である場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン廃熱量が所定量(ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量)以上である場合、機器加熱モードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン廃熱量が所定量(ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量)未満である場合、熱マス利用冷房モードに切り替えるようにしてもよい。
ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量を算出する手法の例を挙げる。例えば、ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量を暖房要求熱量から推定することができる。具体的には、室温設定値(乗員による手動設定または自動設定)、車室内温度、車速、外気温度などから暖房要求熱量を算出し、さらに車速(ラジエータ13における風速に関連する物理量)、外気温、着霜量推定値、および圧縮機22の能力に基づいて、ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量を算出できる。
着霜量推定値を、外気温や暖房運転時間、ラジエータ13における冷却水温度、空気湿度などに基づいて推定できる。着霜量推定値を、着霜判定マップに基づいて算出してもよい。圧縮機22の能力値を、吸入冷媒温度、吐出冷媒温度および回転数に基づいて推定できる。圧縮機22の能力値をマップに基づいて算出してもよい。
ヒートポンプ暖房に必要な吸熱量を、外気温、車速、水温、暖房要求、および現在の暖房能力との関係で表されたマップに基づいて算出してもよい。
エンジン廃熱量の代わりに機器81の発熱量に応じて各モードを切り替えるようにしてもよい。
エンジン廃熱量および機器81の発熱量を検知する手法の例を以下に挙げる。エンジン廃熱量および機器81の発熱量を、1つまたは2つの冷却水温度センサの検出値に基づいて推定できる。水温センサは、例えば、エンジン91における冷却水温度センサや、冷却水加熱器15における冷却水温度センサである。
エンジン廃熱量および機器81の発熱量を、冷却水温度の変化量の傾きに基づいて推定できる。例えば、エンジン91における冷却水温度の変化量の傾きが、負の傾きで所定量を超える場合、エンジン廃熱量がヒートポンプ暖房に必要な吸熱量を下回ると推定できる。
エンジン廃熱量および機器81の発熱量を走行負荷から推定できる。例えば、車両走行負荷から、エンジン廃熱量や機器81の発熱量を推定できる。
エンジン廃熱量を、エンジン91の燃料消費量および燃焼に関するセンサ情報値に基づいて推定できる。機器81が電気機器である場合、機器81の発熱量を機器81の通電量から推定できる。例えば、電力変換効率や、抵抗値、電力-動力変換効率などに基づいて機器81の発熱量を推定できる。
(エンジン作動状態条件)
エンジン91の暖機時、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。エンジン91の暖機終了判定後、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン91の暖機時、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。エンジン91の暖機終了判定後、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン停止中でEV走行モードである場合、外気吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。EV走行モードとは、主に走行用電動モータの駆動力によって走行する走行モードである。
プラグインハイブリッド車両は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源から電池(車載バッテリ)に充電しておくことによって、走行開始時のように電池の蓄電残量SOCが予め定めた走行用基準残量以上になっているときには、主に走行用電動モータの駆動力によって走行するEV走行モードとなる。一方、車両走行中に電池の蓄電残量SOCが走行用基準残量よりも低くなっているときには、主にエンジン91の駆動力によって走行するHV走行モードとなる。
より詳細には、EV走行モードは、主に走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際にはエンジン91を作動させて走行用電動モータを補助する。つまり、走行用電動モータから出力される走行用の駆動力(モータ側駆動力)がエンジン91から出力される走行用の駆動力(エンジン側駆動力)よりも大きくなる走行モードである。
一方、HV走行モードは、主にエンジン91が出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジン91を補助する。つまり、エンジン側駆動力がモータ側駆動力よりも大きくなる走行モードである。
本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、このようにEV走行モードとHV走行モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジン91のみから得る通常の車両に対してエンジン91の燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。EV走行モードとHV走行モードとの切り替えは、駆動力制御装置(図示せず)によって制御される。
アイドルストップ状態である場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。アイドルストップ状態とは、信号待ちなどの停車時にエンジン91が一時的に停止している状態のことである。
エンジン91の時間平均回転数が所定量を超える場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
停車時(エンジン91停止時)のプレ暖房時、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。プレ暖房とは、エンジン91の始動前に車室内を暖房することである。
エンジン91の時間平均回転数が所定量を超える場合、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン91の暖機時、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。エンジン91の停止中(EV走行モード、アイドルストップ、充電中など)、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン91の作動中、機器加熱モードに切り替え、エンジン91の停止中(停車時)、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン91のオーバーヒート時、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。
(電池蓄電残量条件)
電池の蓄電残量SOCが所定量を上回っている場合(EV走行が主の場合)、外気吸熱ヒートポンプモード、エンジン加熱ヒートポンプモードまたは熱マス利用冷房モードに切り替えるようにしてもよい。
電池の蓄電残量SOCが所定量を上回っている場合(EV走行が主の場合)、外気吸熱ヒートポンプモード、エンジン加熱ヒートポンプモードまたは熱マス利用冷房モードに切り替えるようにしてもよい。
電池の蓄電残量SOCが所定量を下回っている場合(エンジン走行が主の場合)、エンジン吸熱ヒートポンプモード、エンジン廃熱直接利用モードまたは機器加熱モードに切り替えるようにしてもよい。
(外気温条件)
外気温度が所定温度未満(例えば-20℃などの極低温域や、ヒートポンプ作動保証外の温度)の場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
外気温度が所定温度未満(例えば-20℃などの極低温域や、ヒートポンプ作動保証外の温度)の場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
外気温度が所定温度未満で、暖房要求が所定未満の場合、エンジン加熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
(低温側水温条件)
外気吸熱ヒートポンプモードにおいて、冷却水冷却器14側の冷却水回路における冷却水温度(以下、低温側水温と言う。)が所定温度未満(-25℃未満、着霜やラジエータ能力不足判定)の場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
外気吸熱ヒートポンプモードにおいて、冷却水冷却器14側の冷却水回路における冷却水温度(以下、低温側水温と言う。)が所定温度未満(-25℃未満、着霜やラジエータ能力不足判定)の場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
エンジン吸熱ヒートポンプモードにおいて、低温側水温が所定温度未満(外気温度未満)エンジン故障を疑う)の場合、外気吸熱ヒートポンプモードまたはエンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。
(その他の条件)
ラジエータ13が着霜していると推定または判定される場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
ラジエータ13が着霜していると推定または判定される場合、エンジン吸熱ヒートポンプモードに切り替えるようにしてもよい。
冷凍サイクル21の構成機器、または冷却水加熱器15側の冷却水回路のコンポーネントが故障した時、エンジン廃熱直接利用モードに切り替えるようにしてもよい。
整備モード時の切替信号(マニュアル切替信号)に応じて、外気吸熱ヒートポンプモード、エンジン吸熱ヒートポンプモード、およびエンジン廃熱直接利用モードを切り替えるようにしてもよい。
エンジン91始動後、所定時間、エンジン加熱ヒートポンプモードを実行するようにしてもよい。エンジン91始動後、エンジン水温が所定温度に達するまで、エンジン加熱ヒートポンプモードを実行するようにしてもよい。
ウォームアップ作動前の一定時間、機器加熱モードを実行するようにしてもよい。冷凍サイクル機器の故障時で、機器加熱要求がある場合、機器加熱モードに切り替えるようにしてもよい。ラジエータ13の冷却水系統の故障時、熱マス利用冷房モードに切り替えるようにしてもよい。
(第9実施形態)
上記第8実施形態では、エンジン冷却回路90が冷却水冷却水熱交換器81Cを介して車両用熱管理システム10と連携されているが、本実施形態では、図32に示すように、エンジン冷却回路90が流路切替弁120を介して車両用熱管理システム10と連携されている。
上記第8実施形態では、エンジン冷却回路90が冷却水冷却水熱交換器81Cを介して車両用熱管理システム10と連携されているが、本実施形態では、図32に示すように、エンジン冷却回路90が流路切替弁120を介して車両用熱管理システム10と連携されている。
エンジン冷却回路90の循環流路92には、ヒータコア17および流路切替弁120が配置されている。流路切替弁120は、4つの冷却水出入口120a、120b、120c、120dを有する四方弁で構成されている。
流路切替弁120は、循環流路92のうちヒータコア17の冷却水出口側かつ第3ポンプ93の冷却水吸入側に配置されている。すなわち、流路切替弁120の第1冷却水出入口120aおよび第2冷却水出入口120bに循環流路92が接続されている。
第1ポンプ用流路31の上流側部位31aは、エンジン冷却回路90のエンジン補機用流路97と循環流路92との合流部J1に接続されており、第1ポンプ用流路31の下流側部位31bは、流路切替弁120の第3冷却水出入口120cに接続されている。
第2ポンプ用流路32の上流側部位32aは、循環流路92のうちエンジン91の冷却水出口側かつヒータコア17の冷却水入口側に接続されており、第2ポンプ用流路32の下流側部位32bは、接続流路切替弁120の第4冷却水出入口120dに接続されている。
図33に示すように、エンジン吸熱ヒートポンプモードでは、流路切替弁120は、第2冷却水出入口120bに接続された循環流路92と第1ポンプ用流路31の下流側部位31bとを連通させ、第1冷却水出入口120aに接続された循環流路92と第2ポンプ用流路32の下流側部位31bとを連通させる。これにより、図33の太一点鎖線矢印および太実線矢印に示すように冷却水が流れる。
図34に示すように、エンジン加熱ヒートポンプモードでは、流路切替弁120は、循環流路92同士と第2ポンプ用流路32の下流側部位31bとを連通させ、第1ポンプ用流路31の下流側部位31bを閉じる。
これにより、図33の太実線矢印に示すように冷却水が流れる。さらに、流路切替弁120は、循環流路92側と第2ポンプ用流路32側とに分配される冷却水の流量割合を調整する。
図35に示すように、エンジン廃熱直接利用モードでは、流路切替弁120は、循環流路92同士を連通させ、第1ポンプ用流路31の下流側部位31bおよび第2ポンプ用流路32の下流側部位32bを閉じる。これにより、図35の太実線矢印に示すように冷却水が流れる。
本実施形態においても、上記第8実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(第10実施形態)
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁の変形例を示す。図36に示す第1実施例では、第1切替弁18は、第1ポンプ側弁体185、第2ポンプ側弁体186、クーラコア側流弁体187およびヒータコア側弁体188を有している。
本実施形態では、第1切替弁18および第2切替弁の変形例を示す。図36に示す第1実施例では、第1切替弁18は、第1ポンプ側弁体185、第2ポンプ側弁体186、クーラコア側流弁体187およびヒータコア側弁体188を有している。
第1ポンプ側弁体185は、インバータ81B、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびラジエータ13のそれぞれについて、第1ポンプ11から吐出された冷却水が流入する状態と流入しない状態とを切り替えるとともに、冷却水流量を調整する。
第2ポンプ側弁体186は、インバータ81B、冷却水冷却水熱交換器81Cおよびラジエータ13のそれぞれについて、第2ポンプ12から吐出された冷却水が流入する状態と流入しない状態とを切り替えるとともに、冷却水流量を調整する。
クーラコア側弁体187は、クーラコア16に流入する冷却水の流量を調整する。ヒータコア側流弁体188は、ヒータコア17に流入する冷却水の流量を調整する。
第1実施例では、第2切替弁19は、第1ポンプ側弁体195および第2ポンプ側弁体196を有している。
第1ポンプ側弁体195は、インバータ81Bから流出した冷却水、冷却水冷却水熱交換器81Cから流出した冷却水、およびラジエータ13から流出した冷却水が第1ポンプ11側に流出する状態と流出しない状態とを切り替えるとともに、冷却水流量を調整する。
第2ポンプ側弁体196は、インバータ81Bから流出した冷却水、冷却水冷却水熱交換器81Cから流出した冷却水、およびラジエータ13から流出した冷却水が第2ポンプ12側に流出する状態と流出しない状態とを切り替えとともに、冷却水流量を調整する。
本実施例においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図37に示す第2実施例では、第1切替弁18は、インバータ用切替弁131、冷却水冷却水熱交換器用切替弁132、ラジエータ用切替弁133およびクーラコア用切替弁134で構成されている。
インバータ用切替弁131は、第1ポンプ側弁体131aおよび第2ポンプ側弁体131bを有している。第1ポンプ側弁体131aは、第1ポンプ11からインバータ81Bへの冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体131bは、第2ポンプ12からインバータ81Bへの冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
冷却水冷却水熱交換器用切替弁132は、第1ポンプ側弁体132aおよび第2ポンプ側弁体132bを有している。第1ポンプ側弁体132aは、第1ポンプ11から冷却水冷却水熱交換器81Cへの冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体132bは、第2ポンプ12から冷却水冷却水熱交換器81Cへの冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
ラジエータ用切替弁133は、第1ポンプ側弁体133aおよび第2ポンプ側弁体133bを有している。第1ポンプ側弁体133aは、第1ポンプ11からラジエータ13への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体133bは、第2ポンプ12からラジエータ13への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
クーラコア用切替弁134は、第2ポンプ12からクーラコア16への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
第2実施例では、第2切替弁19は、インバータ用切替弁141、冷却水冷却水熱交換器用切替弁142、ラジエータ用切替弁143およびヒータコア用切替弁144で構成されている。
インバータ用切替弁141は、第1ポンプ側弁体141aおよび第2ポンプ側弁体141bを有している。第1ポンプ側弁体141aは、インバータ81Bから第1ポンプ11への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体141bは、インバータ81Bから第2ポンプ12への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
冷却水冷却水熱交換器用切替弁142は、第1ポンプ側弁体142aおよび第2ポンプ側弁体142bを有している。第1ポンプ側弁体142aは、冷却水冷却水熱交換器81Cから第1ポンプ11への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体142bは、冷却水冷却水熱交換器81Cから第2ポンプ12への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
ラジエータ用切替弁143は、第1ポンプ側弁体143aおよび第2ポンプ側弁体143bを有している。第1ポンプ側弁体143aは、ラジエータ13から第1ポンプ11への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。第2ポンプ側弁体143bは、ラジエータ13から第2ポンプ12への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
ヒータコア用切替弁144は、ヒータコア17から第2ポンプ12への冷却水流れを断続するとともに、冷却水流量を調整する。
本実施例においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(第11実施形態)
本実施形態では、熱授受機器81がクーラコア16およびヒータコア17のうち一方の熱交換器と接続されている場合における熱授受機器81の温度および一方の熱交換器の温度の制御方法を説明する。
本実施形態では、熱授受機器81がクーラコア16およびヒータコア17のうち一方の熱交換器と接続されている場合における熱授受機器81の温度および一方の熱交換器の温度の制御方法を説明する。
図38では、熱授受機器81がクーラコア16と接続されている場合の車両用熱管理システム10の構成を簡略化して示している。図38の括弧内には、熱授受機器81がヒータコア17と接続されている場合の構成に対応する符号を示している。
熱授受機器81は、例えば、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換(顕熱交換)させて送風空気の温度を調整する冷却水空気熱交換器(熱媒体空気熱交換器)である。より具体的には、熱授受機器81は、例えば、車両後席の乗員に向けて吹き出される送風空気と冷却水とを熱交換(顕熱交換)させる後席用熱交換器である。
熱授受機器81は、例えば、車両に搭載された電池と冷却水とを顕熱交換させて電池の温度を調整する電池温調用熱交換器であってもよい。
まず、熱授受機器81がクーラコア16および冷却水冷却器14と接続されている場合における熱授受機器81の温度およびクーラコア16の温度の制御方法を説明する。
制御装置60は、クーラコア吹出温度TCをクーラコア吹出目標温度TCOに近づけるとともに、熱授受機器81の温度TC2を熱授受機器目標温度TCO2に近づける。熱授受機器81が冷却水空気熱交換器である場合、熱授受機器81の温度TC2は、熱授受機器81で熱交換された送風空気の温度である。
クーラコア16の目標温度TCOと熱授受機器81の目標温度TCO2とが異なる場合、目標温度の低い側の機器の温度を冷媒の流量で制御し、目標温度の高い側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
これによると、冷媒流量での制御は、冷却水流量での制御よりも応答性が高いので、目標温度の低い側の機器の温度を優先的に制御できる。
クーラコア16の目標温度TCOと熱授受機器81の目標温度TCO2とが同じである場合、クーラコア温度TCとクーラコア目標温度TCOとの偏差ΔT1、熱授受機器温度TC2と熱授受機器目標温度TCO2との偏差ΔT2、および各偏差ΔT1、ΔT2の絶対値(以下、偏差量と言う。)に基づいて、冷媒流量で制御する機器と、冷却水流量で制御する機器とを決定する。
各偏差ΔT1、ΔT2は次の数式F4、F5で求められる。
ΔT1=TC-TCO …F4
ΔT2=TC2-TCO2 …F5
本実施形態では、偏差ΔT1、ΔT2および偏差量に基づいて、以下の制御方法(1)~(16)を選択する。
ΔT1=TC-TCO …F4
ΔT2=TC2-TCO2 …F5
本実施形態では、偏差ΔT1、ΔT2および偏差量に基づいて、以下の制御方法(1)~(16)を選択する。
(1)偏差ΔT1および偏差ΔT2がともに正の値である場合、偏差量(偏差の絶対値)が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し、両方の機器における冷却水流量を所定量以上にする。
(2)偏差ΔT1が正の値であり、偏差ΔT2が負の値である場合、偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(3)偏差ΔT1が負の値であり、偏差ΔT2が正の値である場合、偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(4)偏差ΔT1および偏差ΔT2がともに負の値である場合、偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差量が小さい側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(5)偏差ΔT1が正の値であり、偏差ΔT2が正の値から負の値に跨いだ場合、偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差ΔT2側の機器における冷却水の流量を絞り始める。
(6)偏差ΔT1が正の値であり、偏差ΔT2が負の値から正の値に跨いだ場合、偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差量が小さい側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(7)偏差ΔT1が正の値から負の値に跨ぎ、偏差ΔT2が正の値である場合、偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差ΔT1側の機器における冷却水の流量を絞り始める。
(8)偏差ΔT1および偏差ΔT2がともに正の値から負の値に跨いだ場合、偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差量が小さい側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(9)偏差ΔT1が正の値から負の値に跨ぎ、偏差ΔT2が負の値から正の値に跨いだ場合、偏差ΔT2側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT2側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(10)偏差ΔT1が正の値から負の値に跨ぎ、偏差ΔT2が負の値である場合、偏差ΔT2側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差量が小さい側の機器を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT2側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(11)偏差ΔT1が負の値から正の値に跨ぎ、偏差ΔT2が正の値である場合、偏差ΔT1側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ両方の機器における冷却水流量を所定量以上にし、偏差ΔT1側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(12)偏差ΔT1が負の値から正の値に跨ぎ、偏差ΔT2が正の値から負の値に跨いだ場合、偏差ΔT1側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT1側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(13)偏差ΔT1および偏差ΔT2がともに負の値から正の値に跨いだ場合、偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し、偏差量が小さい側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(14)偏差ΔT1が負の値から正の値に跨ぎ、偏差ΔT2が負の値である場合、偏差ΔT1側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT1側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(15)偏差ΔT1が負の値であり、偏差ΔT2が正の値から負の値に跨いだ場合、偏差ΔT1側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差量が大きい側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差量が小さい側の機器の温度を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT1側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
(16)偏差ΔT1が負の値であり、偏差ΔT2が負の値から正の値に跨いだ場合、偏差ΔT2側の機器における冷却水の流量が所定量以上であれば偏差ΔT2側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT1側の機器の温度を冷却水の流量で制御し、偏差ΔT2側の機器の流量が所定量未満であれば偏差ΔT1側の機器の温度を冷媒流量で制御し且つ偏差ΔT2側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
なお、クーラコア16の目標温度TCOと熱授受機器81の目標温度TCO2が同じである場合、クーラコア16および熱授受機器81のいずれか一方(任意または予め設定)の機器の温度を冷媒流量で制御し、他方の機器の温度を冷却水の流量で制御するようにしてもよい。
クーラコア16の目標温度TCOと熱授受機器81の目標温度TCO2とが同じである場合、クーラコア16および熱授受機器81のうち熱負荷が高い側の機器の温度を冷媒流量で制御し、熱負荷が低い側の機器の温度を冷却水の流量で制御するようにしてもよい。
次に、熱授受機器81がヒータコア17および冷却水加熱器15と接続されている場合における熱授受機器81の温度およびヒータコア17の温度の制御方法を説明する。
制御装置60は、ヒータコア吹出温度THをヒータコア吹出目標温度THOに近づけるとともに、熱授受機器81の温度TH2を機器目標温度THO2に近づける。熱授受機器81が冷却水空気熱交換器である場合、熱授受機器81の温度TH2は、熱授受機器81で熱交換された送風空気の温度である。
ヒータコア17の目標温度THOと熱授受機器81の目標温度THO2とが異なる場合、目標温度の高い側の機器の温度を冷媒の流量で制御し、目標温度の低い側の機器の温度を冷却水の流量で制御する。
これによると、冷媒流量での制御は、冷却水流量での制御よりも応答性が高いので、目標温度の高い側の機器の温度を優先的に制御できる。
ヒータコア17の目標温度THOと熱授受機器81の目標温度THO2とが同じである場合、ヒータコア温度THとヒータコア目標温度THOとの偏差ΔT1、熱授受機器温度TH2と熱授受機器目標温度THO2との偏差ΔT2、および各偏差ΔT1、ΔT2の絶対値(以下、偏差量と言う。)に基づいて、冷媒流量で制御する機器と、冷却水流量で制御する機器とを決定する。
各偏差ΔT1、ΔT2は次の数式F6、F7で求められる。
ΔT1=THO-TH …F6
ΔT2=THO2-TH2 …F7
本実施形態では、偏差ΔT1、ΔT2および偏差量に基づいて、上述の制御方法(1)~(16)を選択する。
ΔT1=THO-TH …F6
ΔT2=THO2-TH2 …F7
本実施形態では、偏差ΔT1、ΔT2および偏差量に基づいて、上述の制御方法(1)~(16)を選択する。
なお、ヒータコア17の目標温度THOと熱授受機器81の目標温度THO2が同じである場合、ヒータコア17および熱授受機器81のいずれか一方(任意または予め設定)の機器の温度を冷媒流量で制御し、他方の機器の温度を冷却水の流量で制御するようにしてもよい。
ヒータコア17の目標温度THOと熱授受機器81の目標温度THO2とが同じである場合、ヒータコア17および熱授受機器81のうち熱負荷が高い側の機器の温度を冷媒流量で制御し、熱負荷が低い側の機器の温度を冷却水の流量で制御するようにしてもよい。
以下では、クーラコア16またはヒータコア17を第1冷却水空気熱交換器と言い、第1冷却水空気熱交換器16、17と接続されている熱授受機器13、81を第1熱授受機器と言う。
本実施形態では、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように冷媒の流量を調整し、第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷却水の流量を調整する。
これにより、第1冷却水空気熱交換器16、17および第1熱授受機器13、81が同一の冷却水回路に配置されていても、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度および第1熱授受機器13、81の温度の両方を適切に制御できる。
例えば、第1冷却水空気熱交換器が、送風空気を加熱するヒータコア17である場合において、第1目標温度THOが第2目標温度THO2よりも高い場合、制御装置60は、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度THに関連する温度が第1目標温度THOに近づくように冷媒の流量を調整し、第1熱授受機器13、81の温度TH2に関連する温度が第2目標温度THO2に近づくように冷却水の流量を調整する。
一方、第2目標温度THO2が第1目標温度THOよりも高い場合、制御装置60は、第1熱授受機器13、81の温度TH2に関連する温度が第2目標温度THO2に近づくように冷媒の流量を調整し、ヒータコア17で加熱された送風空気の温度THに関連する温度が第1目標温度THOに近づくように冷却水の流量を調整する。
これにより、ヒータコア17および第1熱授受機器13、81のうち温度追従性の要求が高い方の機器を冷媒流量で制御できる。
例えば、第1冷却水空気熱交換器が、送風空気を冷却するクーラタコア17である場合において、第1目標温度TCOが第2目標温度TCO2よりも低い場合、制御装置60は、クーラコア16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように冷媒の流量を調整し、第1熱授受機器13、81の温度TC2に関連する温度が第2目標温度TCO2に近づくように冷却水の流量を調整する。
一方、第2目標温度THO2が第1目標温度THOよりも低い場合、制御装置60は、第1熱授受機器13、81の温度TC2に関連する温度が第2目標温度TCO2に近づくように冷媒の流量を調整し、冷却水空気熱交換器16で冷却された送風空気の温度TCに関連する温度が第1目標温度TCOに近づくように冷却水の流量を調整する。
これにより、クーラコア16および第1熱授受機器13、81のうち温度追従性の要求が高い方の機器を冷媒流量で制御できる。
例えば、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように冷媒の流量を調整し、第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷却水の流量を調整する。
これにより、第1冷却水空気熱交換器16、17の温度を、第1熱授受機器13、81の温度よりも優先的に制御できる。
例えば、制御装置60は、第1偏差ΔT1の正負および第2偏差ΔT2の正負に応じて、第1制御モードと第2制御モードとを切り替える。
第1制御モードは、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように冷媒の流量を調整し、且つ第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷却水の流量を調整する制御モードである。
第2制御モードは、第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷媒の流量を調整し、且つ第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TCO、THOに近づくように冷却水の流量を調整する制御モードである。
第1冷却水空気熱交換器16、17で送風空気が冷却されている場合においては、第1偏差ΔT1は、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TCに関連する温度から第1目標温度TCOを減じた偏差である。
第1冷却水空気熱交換器16、17で送風空気が加熱されている場合においては、第1偏差ΔT1は、第1目標温度THOから第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度THに関連する温度を減じた偏差である。
第1熱授受機器13、81において冷却水が受熱している場合においては、第2偏差ΔT2は、第1熱授受機器13、81の温度TC2に関連する温度から第2目標温度TCO2を減じた偏差である。
第1熱授受機器13、81において冷却水が放熱している場合においては、第2偏差ΔT2は、第2目標温度THO2から第1熱授受機器13、81の温度TH2に関連する温度を減じた偏差である。
これにより、第1冷却水空気熱交換器16、17および第1熱授受機器13、81のうち温度追従性の要求が高い方の機器を冷媒流量で制御できる。
具体的には、第1偏差ΔT1の正負と第2偏差ΔT2の正負とが互いに同じ場合、第1偏差ΔT1および第2偏差ΔT2がともに正の値から負の値に変化した場合、第1偏差ΔT1および第2偏差ΔT2がともに負の値から正の値に変化した場合、または第1偏差ΔT1が正の値であり且つ第2偏差ΔT2が負の値から正の値に変化した場合、第1偏差ΔT1の絶対値が第2偏差ΔT2の絶対値よりも大きければ第1制御モードを実施し、第2偏差ΔT2の絶対値が第1偏差ΔT1の絶対値よりも大きければ第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が正の値であり且つ第2偏差ΔT2が負の値である場合、第1制御モードを実施し、第1偏差ΔT1が負の値であり且つ第2偏差ΔT2が正の値である場合、第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が正の値であり且つ第2偏差ΔT2が正の値から負の値に変化した場合、第1制御モードを実施し、第1偏差ΔT1が正の値から負の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が正の値である場合、第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が正の値である場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第1所定量以上である場合、第1偏差ΔT1の絶対値が第2偏差ΔT2の絶対値よりも大きければ第1制御モードを実施し、第2偏差ΔT2の絶対値が第1偏差ΔT1の絶対値よりも大きければ第2制御モードを実施する。
一方、第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が正の値である場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第1所定量未満である場合、第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が正の値から負の値に変化した場合、または第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値である場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第2所定量以上である場合、第1制御モードを実施する。
一方、第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が正の値から負の値に変化した場合、または第1偏差ΔT1が負の値から正の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値である場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第2所定量未満である場合、第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が正の値から負の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値から正の値に変化した場合、または第1偏差ΔT1が負の値であり且つ第2偏差ΔT2が負の値から正の値に変化した場合であって、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量が第3所定量以上である場合、第2制御モードを実施する。
一方、第1偏差ΔT1が正の値から負の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値から正の値に変化した場合、または第1偏差ΔT1が負の値であり且つ第2偏差ΔT2が負の値から正の値に変化した場合であって、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量が第3所定量未満である場合、第1制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が負の値であり且つ第2偏差ΔT2が正の値から負の値に変化した場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第4所定量以上である場合、第1偏差ΔT1の絶対値が第2偏差ΔT2の絶対値よりも大きければ第1制御モードを実施し、第2偏差ΔT2の絶対値が第1偏差ΔT1の絶対値よりも大きければ第2制御モードを実施する。
一方、第1偏差ΔT1が負の値であり且つ第2偏差ΔT2が正の値から負の値に変化した場合であって、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水の流量が第4所定量未満である場合、第2制御モードを実施する。
具体的には、第1偏差ΔT1が正の値から負の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値である場合であって、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量が第5所定量以上である場合、第1偏差ΔT1の絶対値が第2偏差ΔT2の絶対値よりも大きければ第1制御モードを実施し、第2偏差ΔT2の絶対値が第1偏差ΔT1の絶対値よりも大きければ第2制御モードを実施する。
一方、第1偏差ΔT1が正の値から負の値に変化し且つ第2偏差ΔT2が負の値である場合であって、第1熱授受機器13、81における冷却水の流量が第5所定量未満である場合、第1制御モードを実施する。
例えば、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水と送風空気との熱交換量または熱交換要求量、および第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量または熱授受要求量に応じて、第1制御モードと第2制御モードとを切り替える。
具体的には、第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水と送風空気との熱交換量または熱交換要求量が第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量または熱授受要求量よりも高い場合または高いと推定される場合、制御装置60は、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度TC、THに関連する温度が第1目標温度TC、THOに近づくように冷媒の流量を調整し、第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷却水の流量を調整する。
一方、第1熱授受機器13、81における冷却水との熱授受量または熱授受要求量が第1冷却水空気熱交換器16、17における冷却水と送風空気との熱交換量または熱交換要求量よりも高い場合または高いと推定される場合、制御装置60は、第1熱授受機器13、81の温度TC2、TH2に関連する温度が第2目標温度TCO2、THO2に近づくように冷媒の流量を調整し、第1冷却水空気熱交換器16、17で顕熱交換された送風空気の温度THに関連する温度が第1目標温度THOに近づくように冷却水の流量を調整する。
これにより、第1冷却水空気熱交換器16、17および第1熱授受機器13、81のうち熱負荷が高い方または高いと推定される方の機器の温度を冷媒流量で制御して温度追従性を向上できる。
(他の実施形態)
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
(1)上記実施形態では、室外送風機20の作動を制御することによって、ラジエータ13を流れる外気の風量を調整するが、ラジエータシャッター(図示せず)の作動を制御することによって、ラジエータ13を流れる外気の風量を調整するようにしてもよい。ラジエータシャッターは、外気が流れる通路を開閉する外気通路開閉部である。
(2)上記各実施形態では、温度調整対象機器を温度調整するための熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。
熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水(いわゆる不凍液)のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。
このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。
これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。
また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量(顕熱による蓄冷熱)を増加させることができる。
蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機22を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理システムの省動力化が可能になる。
ナノ粒子のアスペクト比は50以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。
ナノ粒子としては、Au、Ag、CuおよびCのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Auナノ粒子、Agナノワイヤー、CNT(カーボンナノチューブ)、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子(上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体)、およびAuナノ粒子含有CNTなどを用いることができる。
(3)上記各実施形態の冷凍サイクル21では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
また、上記各実施形態の冷凍サイクル21は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
(4)上記各実施形態では、熱管理システム10および車両用空調装置をハイブリッド自動車に適用した例を示したが、エンジンを備えず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車等に熱管理システム10および車両用空調装置を適用してもよい。
(5)図39に示すように、上記実施形態における冷却水冷却器14およびクーラコア16の代わりに蒸発器151が設けられていてもよい。蒸発器151は、冷凍サイクル21の低圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。
Claims (21)
- 熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させる第1熱媒体空気熱交換器(16)と、
前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体と前記送風空気とを顕熱交換させる第2熱媒体空気熱交換器(17)と、
前記熱媒体が流通する流路を有し、前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体との間で熱授受が行われる第1熱授受機器(13、81)と、
前記熱媒体が流通する流路を有し、前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体との間で熱授受が行われる第2熱授受機器(13、81)と、
前記第1熱媒体空気熱交換器(16)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TC)に関連する温度が第1目標温度(TCO)に近づくように、前記第1熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量、または前記第1熱媒体空気熱交換器(16)の熱交換能力を調整し、且つ前記第2熱媒体空気熱交換器(17)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TH、TAV)に関連する温度が第2目標温度(THO、TAO)に近づくように、前記第2熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量、または前記第2熱媒体空気熱交換器(17)の熱交換能力を調整する熱交換器用調整部(60a、60b、60c、60f、60g、60k)とを備える車両用空調装置。 - 熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機(22)と、
前記圧縮機(22)から吐出された前記冷媒と前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器(15)と、
前記熱媒体加熱用熱交換器(15)から流出した前記冷媒を減圧膨張させる減圧装置(24)と、
前記減圧装置(24)で減圧膨張された前記冷媒と前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器(14)と、
前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を冷却する第1熱媒体空気熱交換器(16)と、
前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体と前記送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を加熱する第2熱媒体空気熱交換器(17)と、
前記熱媒体が流通する流路を有し、前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体との間で熱授受が行われる第1熱授受機器(13、81)と、
前記熱媒体が流通する流路を有し、前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体との間で熱授受が行われる第2熱授受機器(13、81)と、
前記第1熱媒体空気熱交換器(16)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TC)に関連する温度が第1目標温度(TCO)に近づくように、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)の熱交換能力、または前記第2熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量を調整し、且つ前記第2熱媒体空気熱交換器(17)で熱交換された前記送風空気の温度(TH、TAV)に関連する温度が第2目標温度(THO、TAO)に近づくように、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)の熱交換能力、または前記第1熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量を調整する熱交換器用調整部(60a、60b、60c、60f、60g、60k)とを備える車両用空調装置。 - 前記熱交換器用調整部(60a、60b)は、前記第1熱授受機器(13、81)における前記熱媒体の流量を調整することによって、前記第1熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量を調整する請求項1または2に記載の車両用空調装置。
- 前記第1熱授受機器(13、81)は、発熱する機器であり、
前記熱交換器用調整部(60k)は、前記第1熱授受機器(13、81)の発熱量を調整することによって、前記第1熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量を調整する請求項1または2に記載の車両用空調装置。 - 前記熱交換器用調整部(60a、60b)は、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)における前記熱媒体の流量を調整することによって、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)の熱交換能力を調整する請求項1または2に記載の車両用空調装置。
- 前記熱交換器用調整部(60c)は、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)における前記送風空気の風量を調整することによって、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)の熱交換能力を調整する請求項1または2に記載の車両用空調装置。
- 前記熱交換器用調整部(60a、60b)は、前記第2熱授受機器(13、81)における前記熱媒体の流量を調整することによって、前記第2熱授受機器(13、81)における熱媒体との熱授受量を調整する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記第2熱授受機器(13、81)は、発熱する機器であり、
前記熱交換器用調整部(60k)は、前記第2熱授受機器(13、81)の発熱量を調整することによって、前記第2熱授受機器(13、81)における前記熱媒体との熱授受量を調整する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記熱交換器用調整部(60a、60b)は、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)における前記熱媒体の流量を調整することによって、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)の熱交換能力を調整する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記熱交換器用調整部(60c)は、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)における前記送風空気の風量を調整することによって、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)の熱交換能力を調整する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記第1熱媒体空気熱交換器(16)および前記第2熱媒体空気熱交換器(17)のうち少なくとも一方の熱交換器で顕熱交換されて前記車室内へ吹き出される前記送風空気の温度(TAV)に関連する温度が第3目標温度(TAO)に近づくように、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)で冷却された前記送風空気のうち前記第2熱媒体空気熱交換器(17)を流れる前記送風空気と前記第2熱媒体空気熱交換器(17)を迂回して流れる前記送風空気との風量割合を調整する風量割合調整部(55、60g)を備える請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記第1熱媒体空気熱交換器(16)および前記第2熱媒体空気熱交換器(17)のうち少なくとも一方の熱交換器で顕熱交換されて前記車室内へ吹き出される前記送風空気の温度(TAV)に関連する温度が第3目標温度(TAO)に近づくように、前記送風空気の風量を制御する風量制御部(54、60f)を備える請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 冷媒を吸入して吐出する圧縮機(22)と、
前記圧縮機(22)から吐出された前記冷媒と前記第2ポンプ(12)によって循環される前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器(15)と、
前記熱媒体加熱用熱交換器(15)から流出した前記冷媒を減圧膨張させる減圧装置(24)と、
前記減圧装置(24)で減圧膨張された前記冷媒と前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器(14)とを備え、
前記第1熱媒体空気熱交換器(16)は、前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された前記熱媒体と前記送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を冷却するようになっており、
前記第2熱媒体空気熱交換器(17)は、前記熱媒体加熱用熱交換器(15)で加熱された前記熱媒体と前記送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を加熱するようになっている請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記圧縮機(22)の回転数を所定範囲内に制御する圧縮機制御部(60d)を備える請求項2または13に記載の車両用空調装置。
- 前記圧縮機(22)から吐出される前記冷媒の流量を調整する冷媒流量調整部(60d)を備え、
前記第1熱媒体空気熱交換器(16)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TC)に関連する温度、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TH)に関連する温度、ならびに前記第1熱媒体空気熱交換器(16)および前記第2熱媒体空気熱交換器(17)のうち少なくとも一方の熱交換器で顕熱交換されて前記車室内へ吹き出される前記送風空気の温度(TAV)に関連する温度のうちいずれか1つの温度が第4目標温度(TCO、THO、TAO)に近づくように、前記冷媒流量調整部(60d)が前記圧縮機(22)から吐出される冷媒の流量を調整している場合、または調整を開始する場合、
前記熱交換器用調整部(60a、60b、60c)は、前記第1熱媒体空気熱交換器(16)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TC)に関連する温度、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)で顕熱交換された前記送風空気の温度(TH、TAV)に関連する温度、および前記少なくとも一方の熱交換器で顕熱交換されて前記車室内へ吹き出される前記送風空気の温度(TAV)に関連する温度のうち前記いずれか1つの温度以外の温度を第5目標温度(TCO、THO、TAO)に近づける制御モードに移行する請求項2、13または14に記載の車両用空調装置。 - 前記第1熱授受機器(13、81)および前記第2熱授受機器(13、81)のうち少なくとも一方の熱授受機器について、前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された前記熱媒体が流れる状態と、前記熱媒体加熱用熱交換器(15)で加熱された前記熱媒体が流れる状態とを切り替える切替部(18、19)を備える請求項2または13に記載の車両用空調装置。
- 前記第1熱授受機器は、前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された前記熱媒体と、エンジン(91)を流通したエンジン用熱媒体とを熱交換させる熱媒体熱媒体熱交換器(81C)である請求項2または13に記載の車両用空調装置。
- 前記第1熱授受機器は、前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された熱媒体が流通する流路を有するエンジン(91)である請求項2または13に記載の車両用空調装置。
- 熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器(13)と、
前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された前記熱媒体が前記熱媒体外気熱交換器(13)および前記第1熱授受機器(81)のうち一方に流れて他方に流れない状態と、前記他方に流れて前記一方に流れない状態とを切り替える切替部(18、19)とを備え、
前記第1熱授受機器(81)は、前記熱媒体を加熱する機器である請求項2または13に記載の車両用空調装置。 - 前記第1熱授受機器(81)を流れた前記熱媒体が、前記第2熱媒体空気熱交換器(17)および前記熱媒体冷却用熱交換器(14)のうち一方に流れて他方に流れない状態と、前記他方に流れて前記一方に流れない状態とを切り替える切替部(18、19)を備え、
前記第1熱授受機器(81)は、前記熱媒体を加熱する機器である請求項2または13に記載の車両用空調装置。 - 熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器(13)と、
前記第1熱授受機器(81)および前記第2熱授受機器(81)のうち一方の熱授受機器(81)と前記第2熱媒体空気熱交換器(17)との間で前記熱媒体が循環する状態と、前記熱媒体冷却用熱交換器(14)で冷却された前記熱媒体が前記熱媒体外気熱交換器(13)に流れる状態とを切り替える切替部(18、19)とを備える請求項2または13に記載の車両用空調装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11358434B2 (en) * | 2017-01-27 | 2022-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method to control battery cooling using the battery coolant pump in electrified vehicles |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6233009B2 (ja) | 2013-12-26 | 2017-11-22 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
JP6663676B2 (ja) * | 2015-10-02 | 2020-03-13 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理装置 |
JP2018103879A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 | 車両用空気調和装置 |
JP7349246B2 (ja) * | 2019-01-30 | 2023-09-22 | サンデン株式会社 | 車両用空気調和装置 |
JP7456724B2 (ja) | 2019-02-28 | 2024-03-27 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空調システム |
JP7329373B2 (ja) | 2019-07-01 | 2023-08-18 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空気調和ユニット、熱交換器、および空気調和機 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09286225A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-11-04 | Denso Corp | 車両用空気調和装置 |
JPH1086654A (ja) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Denso Corp | ブライン式空調装置 |
JPH11301254A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-02 | Tgk Co Ltd | 自動車用空調装置 |
JP2003533396A (ja) * | 2000-05-15 | 2003-11-11 | プジヨー・シトロエン・オートモビル・エス・アー | 自動車用温度調節装置および該装置を実施する方法 |
JP2003533395A (ja) * | 2000-05-15 | 2003-11-11 | プジヨー・シトロエン・オートモビル・エス・アー | 自動車の温度を調節するための最適なヒートポンプ装置 |
JP2013203221A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Denso Corp | 車両用の空調装置 |
WO2013175739A1 (ja) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP2013247768A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Ntn Corp | モータ搭載自動車の暖房制御装置 |
-
2013
- 2013-12-26 JP JP2013268579A patent/JP6197642B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-11-28 WO PCT/JP2014/005956 patent/WO2015097987A1/ja active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09286225A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-11-04 | Denso Corp | 車両用空気調和装置 |
JPH1086654A (ja) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Denso Corp | ブライン式空調装置 |
JPH11301254A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-02 | Tgk Co Ltd | 自動車用空調装置 |
JP2003533396A (ja) * | 2000-05-15 | 2003-11-11 | プジヨー・シトロエン・オートモビル・エス・アー | 自動車用温度調節装置および該装置を実施する方法 |
JP2003533395A (ja) * | 2000-05-15 | 2003-11-11 | プジヨー・シトロエン・オートモビル・エス・アー | 自動車の温度を調節するための最適なヒートポンプ装置 |
JP2013203221A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Denso Corp | 車両用の空調装置 |
WO2013175739A1 (ja) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理システム |
JP2013247768A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Ntn Corp | モータ搭載自動車の暖房制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11358434B2 (en) * | 2017-01-27 | 2022-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method to control battery cooling using the battery coolant pump in electrified vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JP2015123828A (ja) | 2015-07-06 |
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