JP2002096630A - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】制動エネルギーを効率よく備蓄、回生でき、吹
出空気温度変動を小さく抑えられ、必要な暖房能力を適
切に得る車両用空調装置の提供。 【解決手段】車室内に吐出する空気と作動流体との間で
熱交換する室内熱交換器と、車両駆動力をエネルギー源
とする能力調整可能なヒータを備えたヒータシステム
と、熱交換器と中間熱交換器との間にチラーを循環さ
せ、中間熱交換器内でチラーとヒータとの間で熱交換を
行うチラー回路とを有する。中間熱交換器、蓄熱槽、室
内熱交換器、中間熱交換器の順にチラーが循環する回路
と、蓄熱槽をバイパスする回路を有するとともに、蓄熱
槽を流れるチラーと蓄熱槽をバイパスするチラーの流量
比率を調節可能な流量調整弁を有し、かつ、車室内を目
標温度に制御するために必要な室内熱交換器温度として
の室内熱交換器入口チラー温度目標値を算出する手段
と、流量調整弁の調節量を算出する手段を備えた制御手
段を有する。
出空気温度変動を小さく抑えられ、必要な暖房能力を適
切に得る車両用空調装置の提供。 【解決手段】車室内に吐出する空気と作動流体との間で
熱交換する室内熱交換器と、車両駆動力をエネルギー源
とする能力調整可能なヒータを備えたヒータシステム
と、熱交換器と中間熱交換器との間にチラーを循環さ
せ、中間熱交換器内でチラーとヒータとの間で熱交換を
行うチラー回路とを有する。中間熱交換器、蓄熱槽、室
内熱交換器、中間熱交換器の順にチラーが循環する回路
と、蓄熱槽をバイパスする回路を有するとともに、蓄熱
槽を流れるチラーと蓄熱槽をバイパスするチラーの流量
比率を調節可能な流量調整弁を有し、かつ、車室内を目
標温度に制御するために必要な室内熱交換器温度として
の室内熱交換器入口チラー温度目標値を算出する手段
と、流量調整弁の調節量を算出する手段を備えた制御手
段を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置に
関し、詳しくは、車両の制動エネルギーを熱エネルギー
として備蓄、回生し省動力化を達成できるようにした、
とくに空調制御に空調ダクト外のヒータを使用するよう
にした車両用空調装置に関する。
関し、詳しくは、車両の制動エネルギーを熱エネルギー
として備蓄、回生し省動力化を達成できるようにした、
とくに空調制御に空調ダクト外のヒータを使用するよう
にした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オットー機関、ディーゼル機関等の内燃
機関を有する車両、電動車両、および両者のハイブリッ
ド車両における車両用空調装置の省動力化が検討され始
めている。すなわち、自動車は、エンジンのアクセルオ
ン、オフにより頻繁に加減速を繰り返しているが、制動
エネルギーは、ブレーキディスクやドラムからの放熱、
エンジンブレーキによる回転数上昇（燃料消費）等によ
り、略１００％損失エネルギーとして廃棄されている。
自動車の低燃費化は進んできているものの、車両用空調
装置、とくに車両用冷房装置との関連において、さらに
低燃費化すること、つまり、車両用冷房装置や車両用暖
房装置の省エネルギー化の検討が今後要求される可能性
が高い。このような観点から、先に本出願人により、制
動力を熱エネルギーとして備蓄、回生し、それを暖房用
エネルギーとして有効利用することにより、車両用空調
装置の省動力化を進めるようにした提案がなされている
（特開平１１−１１５４７４号公報）。
機関を有する車両、電動車両、および両者のハイブリッ
ド車両における車両用空調装置の省動力化が検討され始
めている。すなわち、自動車は、エンジンのアクセルオ
ン、オフにより頻繁に加減速を繰り返しているが、制動
エネルギーは、ブレーキディスクやドラムからの放熱、
エンジンブレーキによる回転数上昇（燃料消費）等によ
り、略１００％損失エネルギーとして廃棄されている。
自動車の低燃費化は進んできているものの、車両用空調
装置、とくに車両用冷房装置との関連において、さらに
低燃費化すること、つまり、車両用冷房装置や車両用暖
房装置の省エネルギー化の検討が今後要求される可能性
が高い。このような観点から、先に本出願人により、制
動力を熱エネルギーとして備蓄、回生し、それを暖房用
エネルギーとして有効利用することにより、車両用空調
装置の省動力化を進めるようにした提案がなされている
（特開平１１−１１５４７４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先に提案し
た特開平１１−１１５４７４号公報においては、室内熱
交換器としての凝縮器に溜まる冷媒や、該凝縮器自体の
熱容量を利用して制動エネルギーの備蓄、回生を行うよ
うにしていたので、備蓄、回生される冷媒の熱容量に限
界があり、この冷媒の熱容量だけでは省動力効果に限界
が生じるという問題が残されている。
た特開平１１−１１５４７４号公報においては、室内熱
交換器としての凝縮器に溜まる冷媒や、該凝縮器自体の
熱容量を利用して制動エネルギーの備蓄、回生を行うよ
うにしていたので、備蓄、回生される冷媒の熱容量に限
界があり、この冷媒の熱容量だけでは省動力効果に限界
が生じるという問題が残されている。
【０００４】また、制動エネルギーの備蓄、回生の繰り
返しに伴う凝縮器の出口空気温度の変動を抑えるため
に、室内熱交換器の下流側に設けたエアミックスダンパ
をコントロールするようにしているが、凝縮器の出口空
気温度の検知精度の向上が難しいため、つまり、その平
均温度を捉えにくいため、エアミックス後の空気温度変
動を抑えることが難しいという問題も残されている。
返しに伴う凝縮器の出口空気温度の変動を抑えるため
に、室内熱交換器の下流側に設けたエアミックスダンパ
をコントロールするようにしているが、凝縮器の出口空
気温度の検知精度の向上が難しいため、つまり、その平
均温度を捉えにくいため、エアミックス後の空気温度変
動を抑えることが難しいという問題も残されている。
【０００５】そこで本発明の課題は、車両の制動エネル
ギーの備蓄、回生により空調装置に消費される動力の低
減を目指す車両用空調装置において、制動エネルギーを
備蓄、回生できるエネルギー容量を大きくすることがで
き、それによって省動力効果を高めることにある。
ギーの備蓄、回生により空調装置に消費される動力の低
減を目指す車両用空調装置において、制動エネルギーを
備蓄、回生できるエネルギー容量を大きくすることがで
き、それによって省動力効果を高めることにある。
【０００６】また、本発明の課題は、制動エネルギーの
備蓄、回生に用いる熱媒体を熱量制御の容易な流体とす
るとともに、その循環回路を備蓄、回生が容易な回路構
成とし、とくに備蓄、回生の繰り返しに伴う車両用空調
装置からの吹き出し空気温度の変動を抑制することにあ
る。
備蓄、回生に用いる熱媒体を熱量制御の容易な流体とす
るとともに、その循環回路を備蓄、回生が容易な回路構
成とし、とくに備蓄、回生の繰り返しに伴う車両用空調
装置からの吹き出し空気温度の変動を抑制することにあ
る。
【０００７】さらに、本発明の課題は、ヒータを用いる
本発明に係る車両用空調装置において、ヒータの稼働が
制限を受けたり停止され、必要な暖房能力が得られにく
くなる場合にも、十分に大きな備蓄、回生エネルギー量
を確保することにより、適切に備蓄したエネルギーを放
出でき、それによって必要な空調能力を確保できるよう
にすることにある。
本発明に係る車両用空調装置において、ヒータの稼働が
制限を受けたり停止され、必要な暖房能力が得られにく
くなる場合にも、十分に大きな備蓄、回生エネルギー量
を確保することにより、適切に備蓄したエネルギーを放
出でき、それによって必要な空調能力を確保できるよう
にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る車両用空調装置は、空調ダクト内に設
けられ、車室内に吐出する空気と作動流体との間で熱交
換する室内熱交換器と、空調ダクト外に設けられ、車両
駆動力をエネルギー源とする能力調整可能なヒータ及び
該ヒータの能力調整手段を備えたヒータシステムと、該
ヒータシステムと前記室内熱交換器との間に設けられ、
前記室内熱交換器と中間熱交換器との間にチラーを循環
させ、中間熱交換器内で循環されるチラーと前記ヒータ
との間で熱交換を行うようにしたチラー回路とを有する
車両用空調装置において、前記チラー回路は、中間熱交
換器、蓄熱槽、室内熱交換器、中間熱交換器の順にチラ
ーが循環する回路と、蓄熱槽をバイパスする回路を有す
るとともに、蓄熱槽を流れるチラーと蓄熱槽をバイパス
するチラーの流量比率を調節可能な流量調整弁を有し、
かつ、車室内を目標温度に制御するために必要な室内熱
交換器温度としての室内熱交換器入口チラー温度目標値
を算出する手段と、前記流量調整弁の調節量を算出する
手段を備えた制御手段を有することを特徴とするものか
らなる。すなわち、蓄熱槽を備えたチラー回路を介し
て、流量調整弁の調節により、蓄熱槽への制動エネルギ
ーとしてのヒータエネルギーの備蓄、蓄熱槽からの備蓄
エネルギーの回生をコントロールし、省動力効果が得ら
れるようにする。蓄熱槽を利用するので、備蓄、回生で
きるエネルギー容量を大きくすることができ、大きな省
動力効果が得られる。
に、本発明に係る車両用空調装置は、空調ダクト内に設
けられ、車室内に吐出する空気と作動流体との間で熱交
換する室内熱交換器と、空調ダクト外に設けられ、車両
駆動力をエネルギー源とする能力調整可能なヒータ及び
該ヒータの能力調整手段を備えたヒータシステムと、該
ヒータシステムと前記室内熱交換器との間に設けられ、
前記室内熱交換器と中間熱交換器との間にチラーを循環
させ、中間熱交換器内で循環されるチラーと前記ヒータ
との間で熱交換を行うようにしたチラー回路とを有する
車両用空調装置において、前記チラー回路は、中間熱交
換器、蓄熱槽、室内熱交換器、中間熱交換器の順にチラ
ーが循環する回路と、蓄熱槽をバイパスする回路を有す
るとともに、蓄熱槽を流れるチラーと蓄熱槽をバイパス
するチラーの流量比率を調節可能な流量調整弁を有し、
かつ、車室内を目標温度に制御するために必要な室内熱
交換器温度としての室内熱交換器入口チラー温度目標値
を算出する手段と、前記流量調整弁の調節量を算出する
手段を備えた制御手段を有することを特徴とするものか
らなる。すなわち、蓄熱槽を備えたチラー回路を介し
て、流量調整弁の調節により、蓄熱槽への制動エネルギ
ーとしてのヒータエネルギーの備蓄、蓄熱槽からの備蓄
エネルギーの回生をコントロールし、省動力効果が得ら
れるようにする。蓄熱槽を利用するので、備蓄、回生で
きるエネルギー容量を大きくすることができ、大きな省
動力効果が得られる。
【０００９】この車両用空調装置においては、熱エネル
ギーの備蓄、回生を効率よく行うとともに、チラー回路
を介して変動を抑制した状態で精度良く室内熱交換器入
口チラー温度を目標値に制御し、それによって、空調装
置からの吹き出し温度、ひいては車室内を目標温度に精
度良く維持するために、次のような制御を行うことが好
ましい。
ギーの備蓄、回生を効率よく行うとともに、チラー回路
を介して変動を抑制した状態で精度良く室内熱交換器入
口チラー温度を目標値に制御し、それによって、空調装
置からの吹き出し温度、ひいては車室内を目標温度に精
度良く維持するために、次のような制御を行うことが好
ましい。
【００１０】すなわち、前記制御手段は、車両のアクセ
ルが作動オンのとき、前記ヒータの能力を低減し、前記
流量調整弁を調節することにより室内熱交換器入口チラ
ー温度をその目標値になるように制御し、アクセルが作
動オフのとき、前記ヒータの能力調節により、中間熱交
換器出口チラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー温度
目標値Ｔｔよりも高い設定値Ｔｍａｘとなるように制御
することが好ましい。
ルが作動オンのとき、前記ヒータの能力を低減し、前記
流量調整弁を調節することにより室内熱交換器入口チラ
ー温度をその目標値になるように制御し、アクセルが作
動オフのとき、前記ヒータの能力調節により、中間熱交
換器出口チラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー温度
目標値Ｔｔよりも高い設定値Ｔｍａｘとなるように制御
することが好ましい。
【００１１】この制御においては、アクセルが作動オン
のとき、室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔｔが蓄熱
槽出口チラー温度Ｔ２と同等かそれよりも高い場合に
は、前記ヒータの能力調節により、中間熱交換器出口チ
ラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔｔ
となるように制御することが好ましい。また、アクセル
が作動オフのとき、中間熱交換器出口チラー温度の設定
値Ｔｍａｘが蓄熱槽出口チラー温度Ｔ２と同等かそれよ
りも高い場合には、前記ヒータの能力調節により、中間
熱交換器出口チラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー
温度目標値Ｔｔとなるように制御することが好ましい。
のとき、室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔｔが蓄熱
槽出口チラー温度Ｔ２と同等かそれよりも高い場合に
は、前記ヒータの能力調節により、中間熱交換器出口チ
ラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔｔ
となるように制御することが好ましい。また、アクセル
が作動オフのとき、中間熱交換器出口チラー温度の設定
値Ｔｍａｘが蓄熱槽出口チラー温度Ｔ２と同等かそれよ
りも高い場合には、前記ヒータの能力調節により、中間
熱交換器出口チラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー
温度目標値Ｔｔとなるように制御することが好ましい。
【００１２】このような構成の車両用空調装置において
は、ヒータが空調要求とは別に停止または容量を低減さ
れる場合、前記流量調整弁を調節することにより、室内
熱交換器入口チラー温度をその目標値になるように制御
することが好ましい。
は、ヒータが空調要求とは別に停止または容量を低減さ
れる場合、前記流量調整弁を調節することにより、室内
熱交換器入口チラー温度をその目標値になるように制御
することが好ましい。
【００１３】また、前記流量調整弁の調節によりチラー
が前記蓄熱槽へ流入または蓄熱槽から流出する場合、流
入または流出しない場合に比べて、室内熱交換器または
中間熱交換器を通過する循環チラー流量を低減させるこ
とが好ましい。
が前記蓄熱槽へ流入または蓄熱槽から流出する場合、流
入または流出しない場合に比べて、室内熱交換器または
中間熱交換器を通過する循環チラー流量を低減させるこ
とが好ましい。
【００１４】前記ヒータとしては、電気ヒータを使用で
きるが、電気ヒータの他、摩擦ヒータを使用することも
可能である。
きるが、電気ヒータの他、摩擦ヒータを使用することも
可能である。
【００１５】前記チラー回路は、車両駆動装置の冷却回
路、たとえば、エンジンの冷却水回路に接続することが
できる。
路、たとえば、エンジンの冷却水回路に接続することが
できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る車両用空調装置の回路構成を示してお
り、図２はその制御ブロック図を示している。
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係る車両用空調装置の回路構成を示してお
り、図２はその制御ブロック図を示している。
【００１７】図１において、１は車両用空調装置全体を
示しており、空調ダクト２内に、エンジン冷却水３を使
用する室内熱交換器４が設けられている。外気導入口５
と内気導入口６との吸気割合が切替ダンパ７によってコ
ントロールされ、送風機用モータ８によって回転駆動さ
れる送風機９によって吸入、圧送される。室内熱交換器
４は、暖房用放熱器として機能する。
示しており、空調ダクト２内に、エンジン冷却水３を使
用する室内熱交換器４が設けられている。外気導入口５
と内気導入口６との吸気割合が切替ダンパ７によってコ
ントロールされ、送風機用モータ８によって回転駆動さ
れる送風機９によって吸入、圧送される。室内熱交換器
４は、暖房用放熱器として機能する。
【００１８】室内熱交換器４の直下流には、室内熱交換
器出口空気温度センサ１０が設けられている。また、室
内熱交換器４の直下流には、室内熱交換器４を通過する
空気とバイパスする空気との混合割合をコントロールす
るエアミックスダンパ１１が設けられており、エアミッ
クスダンパ１１はエアミックスダンパコントローラ１２
によって開度制御される。
器出口空気温度センサ１０が設けられている。また、室
内熱交換器４の直下流には、室内熱交換器４を通過する
空気とバイパスする空気との混合割合をコントロールす
るエアミックスダンパ１１が設けられており、エアミッ
クスダンパ１１はエアミックスダンパコントローラ１２
によって開度制御される。
【００１９】空調ダクト２の下流側には、車室内へと連
通可能な吹出口１３、１４、１５が開口されており、各
吹出口１３、１４、１５は、ダンパ１６、１７、１８に
より開度調節されるようになっている。
通可能な吹出口１３、１４、１５が開口されており、各
吹出口１３、１４、１５は、ダンパ１６、１７、１８に
より開度調節されるようになっている。
【００２０】室内熱交換器４には、空調ダクト２外に設
けられたヒータシステム１９に設けられた電気ヒータ２
０からの熱エネルギーを蓄える蓄熱槽２１を備えたチラ
ー回路２２が接続されている。チラーは熱エネルギー移
動媒体を構成し、チラー回路２２は、ヒータ２０と室内
熱交換器４との間の熱エネルギー移動媒体循環回路を構
成している。チラーとしては、本実施態様では、室内熱
交換器４に使用される温水と同種の温水が用いられる。
けられたヒータシステム１９に設けられた電気ヒータ２
０からの熱エネルギーを蓄える蓄熱槽２１を備えたチラ
ー回路２２が接続されている。チラーは熱エネルギー移
動媒体を構成し、チラー回路２２は、ヒータ２０と室内
熱交換器４との間の熱エネルギー移動媒体循環回路を構
成している。チラーとしては、本実施態様では、室内熱
交換器４に使用される温水と同種の温水が用いられる。
【００２１】チラー回路２２は、循環されるチラーと、
ヒータシステム１９のヒータ２０との間で、中間熱交換
器２３を介して熱交換し、熱交換されたチラーを流体ポ
ンプ２４により室内熱交換器４に循環させる。チラー回
路２２の室内熱交換器４の入口側には、チラーの入口温
度Ｔ3 を検知する温度センサ２５が設けられており、中
間熱交換器２３の出口側には出口チラー温度Ｔ1 を検知
する温度センサ２６が設けられている。チラー回路２２
は、中間熱交換器２３の出口側と室内熱交換器４の入口
側との間で流量調整弁ＳＶ１、ＳＶ２を介して分岐され
ており、分岐部に十分な容量を有する蓄熱槽２１が設け
られている。この蓄熱槽２１の出口側にも、出口チラー
温度Ｔ2 を検知する温度センサ２７が設けられている。
ヒータシステム１９のヒータ２０との間で、中間熱交換
器２３を介して熱交換し、熱交換されたチラーを流体ポ
ンプ２４により室内熱交換器４に循環させる。チラー回
路２２の室内熱交換器４の入口側には、チラーの入口温
度Ｔ3 を検知する温度センサ２５が設けられており、中
間熱交換器２３の出口側には出口チラー温度Ｔ1 を検知
する温度センサ２６が設けられている。チラー回路２２
は、中間熱交換器２３の出口側と室内熱交換器４の入口
側との間で流量調整弁ＳＶ１、ＳＶ２を介して分岐され
ており、分岐部に十分な容量を有する蓄熱槽２１が設け
られている。この蓄熱槽２１の出口側にも、出口チラー
温度Ｔ2 を検知する温度センサ２７が設けられている。
【００２２】ヒータシステム１９には、上記中間熱交換
器２３中に設けられたヒータ２０とともに、それをコン
トロールする電気ヒータコントローラ２８が設けられて
おり、車両のバッテリ２９により、電気ヒータコントロ
ーラ２８で制御されて、ヒータ２０が加熱される。
器２３中に設けられたヒータ２０とともに、それをコン
トロールする電気ヒータコントローラ２８が設けられて
おり、車両のバッテリ２９により、電気ヒータコントロ
ーラ２８で制御されて、ヒータ２０が加熱される。
【００２３】このような空調装置１を制御するメインコ
ントローラ３０からは、送風機電圧コントローラ（ブロ
ワコントローラ）３１を介して送風機モータ８に電圧制
御信号ＢＬＶが送られ、エアミックスダンパコントロー
ラ１２にエアミックスダンパ１１の開度制御信号ＡＭＤ
が、流体ポンプ２４用の流体ポンプコントローラ３２に
流体ポンプ駆動制御信号ＰＯＶが、流量調整弁ＳＶ１、
ＳＶ２用の流量調整弁コントローラ３３に該弁ＳＶ１、
ＳＶ２の開度制御信号ＳＶ０が、電気ヒータコントロー
ラ２８にヒータ容量制御信号Ｃｈが、それぞれ送られ
る。
ントローラ３０からは、送風機電圧コントローラ（ブロ
ワコントローラ）３１を介して送風機モータ８に電圧制
御信号ＢＬＶが送られ、エアミックスダンパコントロー
ラ１２にエアミックスダンパ１１の開度制御信号ＡＭＤ
が、流体ポンプ２４用の流体ポンプコントローラ３２に
流体ポンプ駆動制御信号ＰＯＶが、流量調整弁ＳＶ１、
ＳＶ２用の流量調整弁コントローラ３３に該弁ＳＶ１、
ＳＶ２の開度制御信号ＳＶ０が、電気ヒータコントロー
ラ２８にヒータ容量制御信号Ｃｈが、それぞれ送られ
る。
【００２４】メインコントローラ３０には、室内熱交換
器出口空気温度信号Ｔｅ、中間熱交換器出口チラー温度
信号Ｔ1 、蓄熱槽出口チラー温度信号Ｔ2 、室内熱交換
器入口チラー温度信号Ｔ3 、室内温度設定器３４で設定
された目標室内温度Ｔｓｅｔ、アクセル開度信号ＡＣ
Ｃ、室内温度信号Ｔｒ、外気温度信号Ｔａｍ、日射量信
号Ｒｓｕｎがそれぞれ入力される。
器出口空気温度信号Ｔｅ、中間熱交換器出口チラー温度
信号Ｔ1 、蓄熱槽出口チラー温度信号Ｔ2 、室内熱交換
器入口チラー温度信号Ｔ3 、室内温度設定器３４で設定
された目標室内温度Ｔｓｅｔ、アクセル開度信号ＡＣ
Ｃ、室内温度信号Ｔｒ、外気温度信号Ｔａｍ、日射量信
号Ｒｓｕｎがそれぞれ入力される。
【００２５】上記のように構成された車両用空調装置１
においては、図２のブロック図に示すように制御され
る。メインコントローラ３０において、目標吹出し温度
の演算が次式に基づいて行われる。 Ｔｏｃ＝ｋ（Ｔｒ−Ｔｓｅｔ）＋ｆ（Ｔａｍ，Ｒｓｕ
ｎ，Ｔｓｅｔ）
においては、図２のブロック図に示すように制御され
る。メインコントローラ３０において、目標吹出し温度
の演算が次式に基づいて行われる。 Ｔｏｃ＝ｋ（Ｔｒ−Ｔｓｅｔ）＋ｆ（Ｔａｍ，Ｒｓｕ
ｎ，Ｔｓｅｔ）
【００２６】また、送風機電圧出力演算が、 ＢＬＶ＝ｆ（Ｔｏｃ） で行われ、エアミックスダンパ開度演算が ＡＭＤ＝ｆ（Ｔｏｃ，Ｔｅ，ＴＷ） で行われる。ＴＷはエンジン冷却水の室内熱交換器入口
水温で固定値とする。
水温で固定値とする。
【００２７】また、中間熱交換器入口チラー温度目標値
Ｔｔが、 Ｔｔ＝ｆ（Ｔｏｃ，ＰＯＶ，ＢＬＶ） によって演算される。
Ｔｔが、 Ｔｔ＝ｆ（Ｔｏｃ，ＰＯＶ，ＢＬＶ） によって演算される。
【００２８】そして、ヒータ容量制御信号Ｃｈ、流量制
御弁開度信号ＳＶ０、流体ポンプ入力電圧ＰＯＶが、通
常の場合、制動エネルギー回生の場合、蓄熱の場合、電
気ヒータオフ回生の場合に応じて、それぞれ図２に示す
ように、演算、制御される。
御弁開度信号ＳＶ０、流体ポンプ入力電圧ＰＯＶが、通
常の場合、制動エネルギー回生の場合、蓄熱の場合、電
気ヒータオフ回生の場合に応じて、それぞれ図２に示す
ように、演算、制御される。
【００２９】すなわち、アクセルのオン、オフ、電気ヒ
ータオフの場合に応じて制御形態をまとめると、表１の
ようになる。
ータオフの場合に応じて制御形態をまとめると、表１の
ようになる。
【００３０】
【表１】
【００３１】すなわち、 ａ．駆動動力を必要とする時、すなわちアクセルオンの
場合： ＜回生＞蓄熱槽に貯められた熱エネルギーを暖房能力と
して取り出す代わりに、電気ヒータ容量を強制的に最小
とし省動力化を図る。この際、流量制御弁の制御によ
り、室内熱交換器入口チラー温度が目標温度Ｔｔになる
ように制御する。また、蓄熱槽の熱エネルギーを最大限
室内熱交換器にて熱交換させる為に、流体ポンプ入力電
圧をＬｏとして、チラーの循環流量を低下させる。
場合： ＜回生＞蓄熱槽に貯められた熱エネルギーを暖房能力と
して取り出す代わりに、電気ヒータ容量を強制的に最小
とし省動力化を図る。この際、流量制御弁の制御によ
り、室内熱交換器入口チラー温度が目標温度Ｔｔになる
ように制御する。また、蓄熱槽の熱エネルギーを最大限
室内熱交換器にて熱交換させる為に、流体ポンプ入力電
圧をＬｏとして、チラーの循環流量を低下させる。
【００３２】＜通常＞蓄熱槽の温度が前記チラー目標温
度よりも低くなった場合は、流量調整弁をＳＶ１側全開
とし、電気ヒータ容量制御により、チラー目標温度Ｔｔ
を達成する。なお、チラー目標温度は、乗員が希望する
室内温度となる為のチラー温度であり、目標室内温度、
日射量、外気温度、車内温度から求められる目標吹出し
温度と、ポンプ電圧、ブロワ電圧を参考に求められる。
度よりも低くなった場合は、流量調整弁をＳＶ１側全開
とし、電気ヒータ容量制御により、チラー目標温度Ｔｔ
を達成する。なお、チラー目標温度は、乗員が希望する
室内温度となる為のチラー温度であり、目標室内温度、
日射量、外気温度、車内温度から求められる目標吹出し
温度と、ポンプ電圧、ブロワ電圧を参考に求められる。
【００３３】ｂ．駆動力を必要としない時、即ちアクセ
ルオフの場合： ＜蓄熱＞制動力（＝車両の慣性エネルギー）を利用し蓄
熱槽に熱エネルギーを蓄える。この際、電気ヒータは、
中間熱交換器出口チラー温度が上限値Ｔｍａｘとなるよ
うに容量調節にて制御し、得られる最高温度の（熱エネ
ルギーポテンシャル）チラーを蓄熱槽に供給する。ま
た、流量制御弁により、室内熱交換器入口チラー温度が
目標温度になるように制御する。なお、電気ヒータの熱
エネルギーを最大限室内熱交換器にて取り出す為に、流
体ポンプ入力電圧を低い設定値＝Ｌｏとして、チラーの
循環流量を低下させる。
ルオフの場合： ＜蓄熱＞制動力（＝車両の慣性エネルギー）を利用し蓄
熱槽に熱エネルギーを蓄える。この際、電気ヒータは、
中間熱交換器出口チラー温度が上限値Ｔｍａｘとなるよ
うに容量調節にて制御し、得られる最高温度の（熱エネ
ルギーポテンシャル）チラーを蓄熱槽に供給する。ま
た、流量制御弁により、室内熱交換器入口チラー温度が
目標温度になるように制御する。なお、電気ヒータの熱
エネルギーを最大限室内熱交換器にて取り出す為に、流
体ポンプ入力電圧を低い設定値＝Ｌｏとして、チラーの
循環流量を低下させる。
【００３４】＜通常＞蓄熱槽の温度が上限値Ｔｍａｘよ
り高くなった場合は、蓄熱完了と判断し、流量調整弁を
ＳＶ１側全開とし、電気ヒータ容量制御により、チラー
目標温度を達成する。
り高くなった場合は、蓄熱完了と判断し、流量調整弁を
ＳＶ１側全開とし、電気ヒータ容量制御により、チラー
目標温度を達成する。
【００３５】ｃ．電気ヒータの停止、または、車両駆動
側要請により電気ヒータが停止または制限を受けている
場合： ＜ヒータ回生＞ヒータの暖房能力を期待できないので、
蓄熱槽に蓄えられている熱エネルギーを回生する。この
際、流量制御弁の制御により、室内熱交換器入口チラー
温度が目標温度になるように制御する。
側要請により電気ヒータが停止または制限を受けている
場合： ＜ヒータ回生＞ヒータの暖房能力を期待できないので、
蓄熱槽に蓄えられている熱エネルギーを回生する。この
際、流量制御弁の制御により、室内熱交換器入口チラー
温度が目標温度になるように制御する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置によれば、 （１）制動力を備蓄、回生できるエネルギー容量を大き
くし、省動力効果を高めることができる。 （２）制動力を備蓄する熱媒体を、流量制御容易な流体
とし、備蓄と回生の繰り返しに伴う、空調装置から車室
内への吹出空気温度の変動を緩和できる。 （３）ヒータの稼働が停止または制限がかかり、必要な
暖房能力が得られないおそれが生じた場合に、備蓄した
エネルギーを放出して必要な空調能力を確保できる。
調装置によれば、 （１）制動力を備蓄、回生できるエネルギー容量を大き
くし、省動力効果を高めることができる。 （２）制動力を備蓄する熱媒体を、流量制御容易な流体
とし、備蓄と回生の繰り返しに伴う、空調装置から車室
内への吹出空気温度の変動を緩和できる。 （３）ヒータの稼働が停止または制限がかかり、必要な
暖房能力が得られないおそれが生じた場合に、備蓄した
エネルギーを放出して必要な空調能力を確保できる。
【図１】本発明の一実施態様に係る車両用空調装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】図１の車両用空調装置の制御ブロック図であ
る。
る。
１ 車両用空調装置 ２ 空調ダクト ３ エンジン冷却水 ４ 室内熱交換器 ５ 外気導入口 ６ 内気導入口 ７ 切替ダンパ ８ 送風機用モータ ９ 送風機 １０ 室内熱交換器出口空気温度センサ １１ エアミックスダンパ １２ エアミックスダンパコントローラ １３、１４、１５ 吹出口 １６、１７、１８ ダンパ １９ ヒータシステム ２０ 電気ヒータ ２１ 蓄熱槽 ２２ チラー回路 ２３ 中間熱交換器 ２４ 流体ポンプ ２５ 室内熱交換器入口チラー温度センサ ２６ 中間熱交換器出口チラー温度センサ ２７ 蓄熱槽出口チラー温度センサ ２８ 電気ヒータコントローラ ２９ バッテリ ３０ メインコントローラ ３１ 送風機電圧コントローラ ３２ 流体ポンプコントローラ ３３ 流量調整弁コントローラ ３４ 室内温度設定器 ＳＶ１、ＳＶ２ 流量調整弁
Claims (8)
- 【請求項１】 空調ダクト内に設けられ、車室内に吐出
する空気と作動流体との間で熱交換する室内熱交換器
と、空調ダクト外に設けられ、車両駆動力をエネルギー
源とする能力調整可能なヒータ及び該ヒータの能力調整
手段を備えたヒータシステムと、該ヒータシステムと前
記室内熱交換器との間に設けられ、前記室内熱交換器と
中間熱交換器との間にチラーを循環させ、中間熱交換器
内で循環されるチラーと前記ヒータとの間で熱交換を行
うようにしたチラー回路とを有する車両用空調装置にお
いて、前記チラー回路は、中間熱交換器、蓄熱槽、室内
熱交換器、中間熱交換器の順にチラーが循環する回路
と、蓄熱槽をバイパスする回路を有するとともに、蓄熱
槽を流れるチラーと蓄熱槽をバイパスするチラーの流量
比率を調節可能な流量調整弁を有し、かつ、車室内を目
標温度に制御するために必要な室内熱交換器温度として
の室内熱交換器入口チラー温度目標値を算出する手段
と、前記流量調整弁の調節量を算出する手段を備えた制
御手段を有することを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、車両のアクセルが作動
オンのとき、前記ヒータの能力を低減し、前記流量調整
弁を調節することにより室内熱交換器入口チラー温度を
その目標値になるように制御し、アクセルが作動オフの
とき、前記ヒータの能力調節により、中間熱交換器出口
チラー温度Ｔ１が室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔ
ｔよりも高い設定値Ｔｍａｘとなるように制御する、請
求項１の車両用空調装置。 - 【請求項３】 アクセルが作動オンのとき、室内熱交換
器入口チラー温度目標値Ｔｔが蓄熱槽出口チラー温度Ｔ
２と同等かそれよりも高い場合には、前記ヒータの能力
調節により、中間熱交換器出口チラー温度Ｔ１が室内熱
交換器入口チラー温度目標値Ｔｔとなるように制御す
る、請求項２の車両用空調装置。 - 【請求項４】 アクセルが作動オフのとき、中間熱交換
器出口チラー温度の設定値Ｔｍａｘが蓄熱槽出口チラー
温度Ｔ２と同等かそれよりも高い場合には、前記ヒータ
の能力調節により、中間熱交換器出口チラー温度Ｔ１が
室内熱交換器入口チラー温度目標値Ｔｔとなるように制
御する、請求項２の車両用空調装置。 - 【請求項５】 ヒータが空調要求とは別に停止または容
量を低減される場合、前記流量調整弁を調節することに
より、室内熱交換器入口チラー温度をその目標値になる
ように制御する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両
用空調装置。 - 【請求項６】 前記流量調整弁の調節によりチラーが前
記蓄熱槽へ流入または蓄熱槽から流出する場合、流入ま
たは流出しない場合に比べて、室内熱交換器または中間
熱交換器を通過する循環チラー流量を低減させる、請求
項１〜５のいずれかに記載の車両用空調装置。 - 【請求項７】 前記ヒータが電気ヒータまたは摩擦ヒー
タからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用空
調装置。 - 【請求項８】 前記チラー回路が車両駆動装置の冷却回
路に接続されている、請求項１〜７のいずれかに記載の
車両用空調装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288482A JP4468562B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 車両用空調装置 |
| FR0112204A FR2814399A1 (fr) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Systeme de climatisation pour vehicules |
| DE10146477A DE10146477A1 (de) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Fahrzeugklimaanlage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288482A JP4468562B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 車両用空調装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002096630A true JP2002096630A (ja) | 2002-04-02 |
| JP4468562B2 JP4468562B2 (ja) | 2010-05-26 |
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| JP2000288482A Expired - Fee Related JP4468562B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 車両用空調装置 |
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| JP (1) | JP4468562B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012218643A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用ヒータ制御装置 |
| WO2015141210A1 (ja) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両用空調装置 |
| CN106828079A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-13 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种电动汽车的散热与加热*** |
| CN108025621A (zh) * | 2015-08-28 | 2018-05-11 | 株式会社电装 | 空调*** |
| CN113958433A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-21 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种混合动力车型中冷器***及控制方法 |
| CN114030390A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 三一重机有限公司 | 混动车辆的热管理***及其控制方法、车辆 |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000288482A patent/JP4468562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8779330B2 (en) | 2011-04-12 | 2014-07-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle heater control apparatus |
| WO2015141210A1 (ja) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両用空調装置 |
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| CN114030390A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 三一重机有限公司 | 混动车辆的热管理***及其控制方法、车辆 |
| CN114030390B (zh) * | 2021-11-18 | 2023-04-25 | 三一重机有限公司 | 混动车辆的热管理***及其控制方法、车辆 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP4468562B2 (ja) | 2010-05-26 |
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