JP2024030575A - Vehicular heat management device - Google Patents
Vehicular heat management device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024030575A JP2024030575A JP2022133540A JP2022133540A JP2024030575A JP 2024030575 A JP2024030575 A JP 2024030575A JP 2022133540 A JP2022133540 A JP 2022133540A JP 2022133540 A JP2022133540 A JP 2022133540A JP 2024030575 A JP2024030575 A JP 2024030575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- temperature control
- heat exchange
- vehicle
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 14
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
- H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Algebra (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷媒回路における凝縮器の放熱と蒸発器の吸熱を利用して空調や車載機器の温調を行う車両用熱管理装置に関する。 The present invention relates to a thermal management device for a vehicle that performs air conditioning and temperature control of vehicle-mounted equipment using heat radiation from a condenser and heat absorption from an evaporator in a refrigerant circuit.
冷媒回路と、冷媒回路の冷媒と熱交換する熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、冷媒回路における凝縮器の放熱と蒸発器の吸熱を利用し、冷媒回路又は熱媒体回路に含まれる各熱交換器により、車室内の空調を行うと共にバッテリや走行用モータ等の車載機器の温度調整(冷却又は加熱)を行う車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1)。 A refrigerant circuit comprising a refrigerant circuit and a heat medium circuit in which a heat medium that exchanges heat with the refrigerant of the refrigerant circuit circulates, and utilizes heat radiation of a condenser and heat absorption of an evaporator in the refrigerant circuit, and is included in the refrigerant circuit or the heat medium circuit. 2. Description of the Related Art A vehicle air conditioner is known that uses heat exchangers to air condition the interior of a vehicle and also adjust the temperature (cooling or heating) of vehicle equipment such as a battery and a driving motor (for example, Patent Document 1).
このような車両用空調装置では、車室内の空調のみを行う運転モード、車載機器の温度調整のみを行う運転モード、及び、車室内の空調と車載機器の温度調整を同時に行う運転モード等、様々な運転モードを実行することができ、走行状況や乗員の操作に応じて、運転モードを適宜切り替えて実行している。 Such vehicle air conditioners have various operating modes, such as an operation mode that only air-conditions the vehicle interior, an operation mode that only adjusts the temperature of the on-board equipment, and an operation mode that simultaneously adjusts the air-conditioning of the vehicle interior and the temperature of the on-board equipment. It is possible to execute various driving modes, and the driving mode can be switched as appropriate depending on the driving situation and the operation of the occupant.
各運転モードの実行に際して、空調又は車載機器の温調を単独で行う場合には、車室内の空気又は車載機器に対する温調要求に応じた制御を行い、空調と車載機器の温調を同時に行う場合等、温調対象が複数ある場合には、複数の温調対象のうち温調要求の高いものに応じた制御を行っている。すなわち、例えば、冷房とバッテリ冷却とを同時に行う場合には、冷房を優先させるか又はバッテリ冷却を優先させるかに応じて、圧縮機の回転数を決定したり、膨張弁の開度を切り替えたりするなどの制御を行っている。 When executing each driving mode, when controlling the temperature of the air conditioner or onboard equipment independently, control is performed according to the temperature control request for the air inside the vehicle or onboard equipment, and the temperature of the air conditioning and onboard equipment is controlled at the same time. For example, when there are multiple temperature control targets, control is performed according to the one with the highest temperature control requirement among the plurality of temperature control targets. That is, for example, when performing air conditioning and battery cooling at the same time, the rotation speed of the compressor is determined or the opening degree of the expansion valve is switched depending on whether priority is given to cooling or battery cooling. Controls such as
上述のような車両用空調装置では、例えば、冷房やバッテリ冷却を単独で行う運転モードと冷房とバッテリ冷却とを同時に行う運転モードとの間で運転モードが遷移するなど、温調対象となる熱交換器の数が変動する場合がある。このような場合には、運転モードの遷移に際して、一時的に圧縮機の運転や熱媒体を循環させるためのポンプの動作を制限又は停止する必要が生じてしまう。このため、複数の温調対象に対して同時に温調要求を満たすことができない、温調対象の温度、特に、吹出空気温度に変動が生じてしまい運転モードをシームレスに遷移させることができない、という問題があった。 In the above-mentioned vehicle air conditioner, for example, the operation mode changes between an operation mode in which air conditioning and battery cooling are performed independently and an operation mode in which air conditioning and battery cooling are performed simultaneously. The number of exchangers may vary. In such a case, when changing the operating mode, it becomes necessary to temporarily limit or stop the operation of the compressor and the pump for circulating the heat medium. For this reason, it is not possible to satisfy temperature control requirements for multiple temperature control targets at the same time, and the temperature of the temperature control targets, especially the blowing air temperature, fluctuates, making it impossible to seamlessly transition the operating mode. There was a problem.
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、車両用熱管理装置において、運転モードをシームレスに遷移させ、運転モードの遷移前後においても快適性を向上させること、などが本発明の課題である。 The present invention aims to address such problems. That is, an object of the present invention is to seamlessly transition driving modes in a vehicle thermal management system and improve comfort before and after the driving mode transition.
このような課題を解決するために、本発明の一態様は、以下の構成を具備する。
すなわち、本発明の一態様に係る車両用熱管理装置は、冷媒を圧縮する圧縮機を含む冷媒回路と、前記冷媒回路を循環する冷媒の放熱又は吸熱を利用して複数の温調対象をそれぞれ加熱又は冷却し、前記温調対象毎に設けられる複数の熱交換器と、前記冷媒回路を制御する制御部と、を備える車両用熱管理装置であって、前記制御部は、前記熱交換器において前記温調対象を加熱又は冷却するために必要となる必要熱交換量を前記温調対象毎に算出する必要熱交換量算出部と、複数の前記温調対象に対して同時に加熱又は冷却を行う場合に、前記温調対象毎に算出された必要熱交換量の合計値に基づいて決定される目標回転数に従って前記圧縮機を制御する回転数制御部を備える。
In order to solve such problems, one embodiment of the present invention includes the following configuration.
That is, the vehicle heat management device according to one aspect of the present invention includes a refrigerant circuit including a compressor that compresses refrigerant, and uses heat radiation or absorption of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit to control each of a plurality of temperature control targets. A thermal management device for a vehicle, comprising a plurality of heat exchangers that heat or cool and are provided for each of the temperature control targets, and a control unit that controls the refrigerant circuit, the control unit controlling the heat exchanger a necessary heat exchange amount calculation unit that calculates the required heat exchange amount necessary for heating or cooling the temperature control object for each temperature control object; In this case, the compressor includes a rotation speed control unit that controls the compressor according to a target rotation speed determined based on a total value of the required heat exchange amount calculated for each temperature control target.
このような特徴を備えた本発明の車両用熱管理装置によると、運転モードをシームレスに遷移させ、運転モードの遷移前後においても快適性を向上させることができる。 According to the vehicle thermal management device of the present invention having such features, it is possible to seamlessly transition the driving mode and improve comfort before and after the driving mode transition.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different figures indicate parts with the same function, and redundant explanation in each figure will be omitted as appropriate.
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用熱管理装置1の概略構成を示している。
図1に示すように、車両用熱管理装置1は、空調ユニット10、冷媒回路20、第1熱媒体回路30、第2熱媒体回路40、及び、これらを制御する制御部(図2参照)と、を備えて構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle thermal management device 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the vehicle thermal management device 1 includes an
図1に示すように、車両用熱管理装置1は、車室内に設けられる空調ユニット10と、バッテリBによって駆動される圧縮機21によって圧縮された冷媒を循環させる冷媒回路20と、バッテリBの温度調整を行う第1熱媒体回路30と、電動モータMの温度調整を行う第2熱媒体回路40と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the vehicle thermal management device 1 includes an
空調ユニット10は、空調ユニット10に外気又は内気を取り込むための外気吸込口11aと内気吸込口11bの各吸込口が形成され、吸込み口に各吸込口の開閉を切換える吸込切換ダンパ13が設けられている。吸込切換ダンパ13の空気下流側には、導入した外気又は内気を空気流通路11に送給するための送風機12が設けられている。
The
空気流通路11には、送風機12の空気流通方向下流側に、空気流通路11を流通する空気を冷却及び除湿する蒸発器14が配され、蒸発器14の空気流通方向下流側に、空気流通路11を流通する空気を加熱する凝縮器15が配置されている。
In the
空調ユニット10は、空気流通路11において、蒸発器14と凝縮器15との間に設けられ、凝縮器15を通過する空気の割合を調整するエアミックスダンパ17と、凝縮器15の空気流通方向下流側に設けられ、車室内に供給する空気を加熱するヒータ16を有している。
The
冷媒回路20は、蒸発器14、凝縮器15、圧縮機21、室外熱交換器22、冷媒回路20を流通する冷媒と第1熱媒体回路30を流通する熱媒体とを熱交換させる第1熱媒体熱交換器23a、冷媒回路20を流通する冷媒と第2熱媒体回路40を流通する熱媒体とを熱交換させる第2熱媒体熱交換器23b、膨張弁24a,24b,24c、電磁弁25a,25b、逆止弁26a,26b、及び、アキュムレータ27を有し、これらが冷媒配管20a~20iにより接続されている。
The
第1熱媒体回路30は、バッテリBの温度調整を行うものであり、第1熱媒体熱交換器23a、熱媒体を圧送する第1ポンプ31、熱媒体加熱ヒータ32、三方弁33、バッテリB、を有し、これらが、熱媒体配管30a~30dにより接続されている。
The first
第2熱媒体回路40は、電動モータMの温度調整を行うものであり、第2熱媒体熱交換器23b、熱媒体を圧送するための第2ポンプ41、第2熱媒体回路40を流通する熱媒体と車室外の空気とを熱交換するためのラジエータ42、三方弁43、車電動モータM、を有し、これらが熱媒体配管40a~40fにより接続されている。
The second
なお、室外熱交換器22及びラジエータ42の近傍には、車両の停止時に車室外の空気を前後方向に流通させるための室外送風機22aが設けられている。
Note that an
図2に、車両用熱管理装置1の制御部100の概略構成を示す。
制御部100は、車両用熱管理装置1が搭載される車両の車両用制御システムの一部として機能する。車両用制御システム(不図示)は、車両走行に必要な種々のセンサや車載機器類とこれらを制御する複数の車載ECU(Electronic Control Unit)を含み、各車載ECUが、CAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)等の車載ネットワークにより相互に通信可能に接続され、情報の送受信を行う。したがって、制御部も各種車載ECUやセンサや車載機器類と車載ネットワークを介して接続され、各種車載ECU等と連携して冷媒回路20、第1熱媒体回路30、第2熱媒体回路40、及び空調ユニット10を制御する。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
The
制御部100及び各車載ECUは、例えば、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサや電気回路、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の記憶素子を備えて構成されている。また、車載ECUが実行する動作の一部又は全部を、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field-programmable gate array)やGPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェアにより実現することもできる。
The
図2に示すように、制御部100の入力側には、蒸発器14、凝縮器15、圧縮機21、第1熱媒体熱交換器23a、第2熱媒体熱交換器23bの温度を夫々検出する蒸発器温度センサ140、凝縮器温度センサ150、圧縮機温度センサ210、第1熱媒体熱交換器温度センサ230a、第2熱媒体熱交換器温度センサ230b、や、バッテリ温度センサBTS、モータ温度センサMTSやユーザの操作を受け付ける操作部90等が接続され、これらの各センサや操作部からの出力が制御部100に入力される。
As shown in FIG. 2, on the input side of the
また、制御部100の出力側には、圧縮機21、室外送風機22a、膨張弁24a,24b,24c、電磁弁25a,25b、吸込切換ダンパ13、送風機12、エアミックスダンパ17、ヒータ16、第1ポンプ31、第2ポンプ41、熱媒体加熱ヒータ32、及び三方弁33,43等が接続されている。制御部は各センサからの出力と操作部90にて入力された設定と、その他の車載ECUからの情報とに基づいてこれらを制御する。
なお、図2及び以下の説明では、本実施形態に直接関係しないセンサやその他検出器については図示及び説明を省略している。
Further, on the output side of the
Note that in FIG. 2 and the following description, illustrations and descriptions of sensors and other detectors that are not directly related to this embodiment are omitted.
図2に示すように、本実施形態において、制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM103、RAM104、及び記憶部102を備えている。
CPU101は、ROM103に格納されたプログラムに基づいて種々の処理を実行する。本実施形態では、CPU101は、ROM103に格納されたプログラムを例えばRAM104等のメモリに読み込んで実行することにより、冷媒回路20、第1熱媒体回路30、第2熱媒体回路40、及び空調ユニット10を制御する。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
The
すなわち、本実施形態において、CPU101は、複数の運転モードを切替えて実行すると共に、図2に示す必要熱交換量算出部111、及び、回転数制御部112として機能する。
制御部100が実行する運転モードには、車室内の空調(冷房、暖房、除湿等)を単独で行う運転モード、バッテリBや電動モータM等の車載機器に対する温調(冷却又は加熱)を単独で行う運転モード、空調と車載機器の温調とを同時に行う運転モードが含まれる。
That is, in this embodiment, the
The operation modes executed by the
必要熱交換量算出部111は、上記した各運転モードの実行時に、蒸発器14、凝縮器15、第1熱媒体熱交換器23a、及び、第2熱媒体熱交換器23bを含む各熱交換器において、温調対象を加熱又は冷却するために必要となる温調対象毎(熱交換器毎)の必要熱交換量Qをそれぞれ算出する。
The required heat exchange
必要熱交換量算出部111は、例えば、車室内の冷房を単独で行う冷房モードの実行時には、車室内に供給される空気を冷却する蒸発器14において必要となる必要熱交換量Qeを算出する。具体的には、必要熱交換量算出部111は、蒸発器14の温度Te、蒸発器14を通過する空気の風量Ga、蒸発器入り口の空気温度Teinに基づいて、蒸発器14における必要熱交換量Qeを算出する。
For example, the required heat exchange
必要熱交換量算出部111は、例えば、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードの実行時には、蒸発器14における必要熱交換量Qeと第1熱媒体熱交換器23aにおける必要熱交換量Qbを夫々算出する。
For example, when executing an operation mode that simultaneously cools the vehicle interior and the battery B, the required heat exchange
このように、必要熱交換量算出部111は、いずれかの運転モードの実行に際して、蒸発器14において熱交換が行われる場合には蒸発器14における必要熱交換量Qeを、凝縮器15において熱交換が行われる場合には凝縮器15における必要熱交換量Qcを、第1熱媒体熱交換器23aにおいて熱交換が行われる場合には第1熱媒体熱交換器23aにおける必要熱交換量Qbを、第2熱媒体熱交換器23bにおいて熱交換が行われる場合には第2熱媒体熱交換器23bにおける必要熱交換量Qmを夫々算出する。
In this way, the required heat exchange
回転数制御部112は、複数の温調対象に対して同時に加熱又は冷却を行う場合に、温調対象毎に算出された必要熱交換量Qの合計値Qallに基づいて決定される目標回転数TGNcに従って圧縮機21を制御する。
すなわち、回転数制御部112は、例えば、車室内の冷房を単独で行う冷房モードの実行時には、必要熱交換量算出部111において算出された蒸発器14における必要熱交換量Qeに基づいて圧縮機21の目標回転数TGNcを決定し、これに従って圧縮機21を制御する。
When simultaneously heating or cooling multiple temperature control objects, the rotation
That is, for example, when executing the cooling mode in which the interior of the vehicle is individually cooled, the rotation
また、回転数制御部112は、例えば、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードの実行時には、蒸発器14における必要熱交換量Qeと第1熱媒体熱交換器23aにおける必要熱交換量Qbとの合計値Qallに基づいて圧縮機21の目標回転数TGNcを決定する。
Further, the rotation
なお、必要熱交換量Qxの合計値Qallは、車両用熱管理装置1において当該運転モードの実行に必要な必要熱交換量の最大値である。また、回転数制御部112は、熱交換器の必要熱交換量Qallから求められる圧縮機21に対する必要能力に応じた目標回転数をやや上回るように目標回転数TGNcを決定することが望ましい。
Note that the total value Qall of the required heat exchange amount Qx is the maximum value of the required heat exchange amount necessary for executing the relevant driving mode in the vehicle heat management device 1. Further, it is desirable that the rotation
続いて、このように構成された車両用熱管理装置1において、圧縮機21の回転数制御について、図3のフローチャートを用いて説明する。
図3に示すように、車両用熱管理装置1では、いずれかの運転モードの実行に際して、必要熱交換量算出部111により、動作対象となる熱交換器における必要熱交換量Qxを、温調対象毎に算出する(ステップS101)。
Next, the rotation speed control of the
As shown in FIG. 3, in the vehicle heat management device 1, when executing any of the driving modes, the required heat exchange
続いて、回転数制御部112において、必要熱交換量算出部111において算出された温調対象毎の必要熱交換量Qxの合計値Qallを算出する(ステップS102)。回転数制御部112は、合計値Qallに基づいて圧縮機21の目標回転数TGNcを算出し(ステップS103)、目標回転数TGNcに従って圧縮機21を制御する(ステップS104)。
Subsequently, the rotation
このような圧縮機21の目標回転数の算出と、算出した目標回転数TGNcに従った制御は、車両用熱管理装置1の動作中において、例えば、予め定めた周期に従って行われる他、運転モードの遷移に際しても行われる。
The calculation of the target rotation speed of the
図4に、一例として、車室内の冷房を単独で行う冷房モードと車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードとが適宜遷移しながら実行される場合において、圧縮機21の目標回転数TGNcの変化と蒸発器14の温度の変化を表すグラフを示す。
As an example, FIG. 4 shows the target of the
図4の上段のグラフに示すように、車両用熱管理装置1の動作開始時に冷房モードが実行され、徐々に車室内が目標温度に近づくにつれて、蒸発器14の温度及び圧縮機21の目標回転数TGNcが低下していき、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードに遷移したときに、目標回転数TGNcが大幅に増加する。その後、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードから再び冷房モードに遷移して目標回転数TGNcが大幅に低下する。上記運転モードの遷移を繰り返している。
一方で、目標回転数TGNcの変化に拘らず、蒸発器14の温度に大きな変化が生じない。
As shown in the upper graph of FIG. 4, the cooling mode is executed when the vehicle thermal management system 1 starts operating, and as the interior of the vehicle gradually approaches the target temperature, the temperature of the
On the other hand, the temperature of the
図4の下段の目標回転数TGNcの内訳を示すグラフからわかるように、冷房モードの実行時には、蒸発器14の必要熱交換量Qeに基づく回転数のみから目標回転数TGNcを決定している。その後、冷房モードと車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードへ遷移したときに、蒸発器14における必要熱交換量Qeに応じた回転数に対して、バッテリBを冷却するための第1熱媒体熱交換器23aにおける必要熱交換量Qbに応じた回転数が追加されたものを目標回転数TGNcとして決定する。そして、再び冷房モードに遷移したときに、蒸発器14における必要熱交換量Qeに基づく回転数のみから目標回転数TGNcが決定される。
このように温調対象毎に算出された必要熱交換量の合計値に基づいて決定される目標回転数TGNcに従って圧縮機21を制御するので、圧縮機21の目標回転数TGNcが増減した場合であっても、図4の上段のグラフに示すように蒸発器14の温度が急激に変化することがなく、運転モードをシームレスに遷移させ、運転モードの遷移前後においても快適性を向上させることができる。
As can be seen from the graph showing the details of the target rotation speed TGNc in the lower part of FIG. 4, when the cooling mode is executed, the target rotation speed TGNc is determined only from the rotation speed based on the required heat exchange amount Qe of the
Since the
なお、例えば、蒸発器14の冷媒流通方向上流側に設けられた膨張弁24bや、第1熱媒体熱交換器23aの冷媒流通方向上流側に設けられた膨張弁24cのように、熱交換器の上流側に、熱交換器に流入する冷媒又は熱媒体を減圧させる減圧部や冷媒の流量を調整する流量調整部を設け、減圧部又は流量調整部により冷媒を減圧させたり冷媒の流通量を調整したりすることで熱交換器における熱交換量を調整することができる。
Note that, for example, the
(変形例)
以下、上述した本実施形態に係る車両用熱管理装置1において、圧縮機21の回転数制御の変形例について、図5のフローチャートを用いて説明する。
図5に示すように、車両用熱管理装置1では、いずれかの運転モードの実行に際して、必要熱交換量算出部111により、動作対象となる熱交換器における必要熱交換量Qxを、温調対象毎に算出する(ステップS201)。
(Modified example)
Hereinafter, a modification example of the rotation speed control of the
As shown in FIG. 5, in the vehicle heat management device 1, when executing any of the driving modes, the required heat exchange
続いて、回転数制御部112において、必要熱交換量算出部111において算出された温調対象毎の必要熱交換量Qxの合計値Qallを算出する(ステップS202)。回転数制御部112は、合計値Qallに基づいて圧縮機21の目標回転数TGNcを算出し(ステップS203)、前回の目標回転数TGNc0と算出したTGNcとを比較する(ステップS204)。
Subsequently, the rotation
前回の目標回転数TGNc0と算出したTGNcとの差であるΔTGNcと予め定めた値、例えば200rpmとを比較し(ステップS205)、ΔTGNcが200rpmよりも小さい場合には、目標回転数TGNcに従って圧縮機21を制御する(ステップS206)。ΔTGNcが200rpmよりも大きい場合には、目標回転数TGNcに到達するまで、例えば、予め定めた制限回転数として200rpm/sで回転数を増加させるように圧縮機21を制御する(ステップS207)。
ΔTGNc, which is the difference between the previous target rotation speed TGNc0 and the calculated TGNc, is compared with a predetermined value, for example, 200 rpm (step S205), and if ΔTGNc is smaller than 200 rpm, the compressor is adjusted according to the target rotation speed TGNc. 21 (step S206). When ΔTGNc is larger than 200 rpm, the
図6に、一例として、車室内の冷房を単独で行う冷房モードと車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードとが適宜遷移しながら実行される場合において、圧縮機21の目標回転数TGNcの変化と蒸発器14の温度の変化を表すグラフを示す。
As an example, FIG. 6 shows the target of the
図6の上段のグラフに示すように、車両用熱管理装置1の動作開始時に冷房モードが実行され、徐々に車室内が目標温度に近づくにつれて、蒸発器14の温度及び圧縮機21の目標回転数TGNcが低下していき、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードに遷移したときに、目標回転数TGNcが大幅に増加する。その後、車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードから再び冷房モードに遷移して目標回転数TGNcが大幅に低下する。上記運転モードの遷移を繰り返している。
一方で、目標回転数TGNcの変化に拘らず、蒸発器14の温度に大きな変化が生じない。
As shown in the upper graph of FIG. 6, the cooling mode is executed when the vehicle thermal management system 1 starts operating, and as the interior of the vehicle gradually approaches the target temperature, the temperature of the
On the other hand, the temperature of the
図6の下段の目標回転数TGNcの内訳を示すグラフからわかるように、冷房モードの実行時には、蒸発器14の必要熱交換量Qeに基づく回転数のみから目標回転数TGNcを決定している。その後、冷房モードと車室内の冷房とバッテリBの冷却とを同時に行う運転モードへ遷移したときに、蒸発器14における必要熱交換量Qeに応じた回転数に対して、バッテリBを冷却するための第1熱媒体熱交換器23aにおける必要熱交換量Qbに応じた回転数が追加されたものを目標回転数TGNcとして決定する。そして、再び冷房モードに遷移したときに、蒸発器14における必要熱交換量Qeに基づく回転数のみから目標回転数TGNcが決定される。
As can be seen from the graph showing the details of the target rotation speed TGNc in the lower part of FIG. 6, when the cooling mode is executed, the target rotation speed TGNc is determined only from the rotation speed based on the required heat exchange amount Qe of the
このように温調対象毎に算出された必要熱交換量の合計値に基づいて決定される目標回転数TGNcに従って圧縮機21を制御するので、圧縮機21の目標回転数TGNcが増減した場合であっても、図6の上段のグラフに示すように蒸発器14の温度が急激に変化することがなく、運転モードをシームレスに遷移させ、運転モードの遷移前後においても快適性を向上させることができる。
Since the
特に、本変形例では、目標回転数の増加に際して、急激に新たに算出された目標回転数TGNcに従った制御を行うのではなく、目標回転数TGNcに到達するまでに、例えば、予め定めた制限回転数として200rpm/s程度で徐々に回転数を増加させていく。このようにすることで、蒸発器14の温度が急激に変動することがなく、ひいては吹き出し温度に大きな変化を生じさせないため、運転モードの遷移前後においても快適性を向上させること
In particular, in this modification, when the target rotational speed increases, instead of performing control according to the newly calculated target rotational speed TGNc, for example, a predetermined control is performed until the target rotational speed TGNc is reached. The rotation speed is gradually increased with a rotation speed limit of about 200 rpm/s. By doing this, the temperature of the
上述した実施形態及びその変形例では、複数の温調対象を車室内に供給される空気及びバッテリとし、これらを共に冷却(車室内の冷房、バッテリの冷却)する例について説明したが、これに限らず、温調対象を加熱(車室内の暖房、バッテリ等の車載機器の加熱)したり、他の車載機器等の温調対象をさらに増加させたりすることもできる。
また、上述した実施形態及び変形例では、空調ユニット10に凝縮器15と蒸発器14を配置し、空気と冷媒の熱交換により空調を行うようにしたが、これに限らず、熱媒体(例えば、水)を介して、間接的に冷媒の熱を空気へ供給するようにしても良い。
In the above-described embodiment and its modifications, an example has been described in which the plurality of temperature control targets are the air supplied into the vehicle interior and the battery, and they are both cooled (cooling the vehicle interior and cooling the battery). However, it is also possible to heat the temperature control target (heating the inside of the vehicle, heating vehicle equipment such as a battery), or further increase the number of temperature control targets such as other vehicle equipment.
Further, in the above-described embodiments and modifications, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design may be changed without departing from the gist of the present invention. Even if there is, it is included in the present invention. Moreover, the above-described embodiments can be combined by using each other's technologies unless there is a particular contradiction or problem in the purpose, structure, etc.
1:車両用熱管理装置、10:空調ユニット、11:空気流通路、11a:外気吸込口
11b:内気吸込口、12:送風機、13:吸込切換ダンパ、14:蒸発器、15:凝縮器
16:ヒータ、17:エアミックスダンパ、20:冷媒回路、20a~20i:冷媒配管
21:圧縮機、22:室外熱交換器、22a:室外送風機
24a,24b,24c:膨張弁、25a,25b:電磁弁、26a,26b:逆止弁
27:アキュムレータ、30a~30d,40a~40f:熱媒体配管
32:熱媒体加熱ヒータ、33,43:三方弁、42:ラジエータ、90:操作部
100:制御部、102:記憶部、111:必要熱交換量算出部、112:回転数制御部
1: Vehicle thermal management device, 10: Air conditioning unit, 11: Air flow path, 11a: Outside
Claims (4)
前記冷媒回路を循環する冷媒の放熱又は吸熱を利用して複数の温調対象をそれぞれ加熱又は冷却し、前記温調対象毎に設けられる複数の熱交換器と、
前記冷媒回路を制御する制御部と、を備える車両用熱管理装置であって、
前記制御部は、
前記熱交換器において前記温調対象を加熱又は冷却するために必要となる必要熱交換量を前記温調対象毎に算出する必要熱交換量算出部と、
複数の前記温調対象に対して同時に加熱又は冷却を行う場合に、前記温調対象毎に算出された必要熱交換量の合計値に基づいて決定される目標回転数に従って前記圧縮機を制御する回転数制御部と、を備えた車両用熱管理装置。 a refrigerant circuit including a compressor that compresses refrigerant;
a plurality of heat exchangers each heating or cooling a plurality of temperature control targets using heat radiation or heat absorption of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit, and provided for each of the temperature control targets;
A vehicular thermal management device comprising: a control unit that controls the refrigerant circuit;
The control unit includes:
a necessary heat exchange amount calculation unit that calculates, for each temperature control object, a necessary heat exchange amount necessary for heating or cooling the temperature control object in the heat exchanger;
When heating or cooling a plurality of temperature control objects simultaneously, the compressor is controlled according to a target rotation speed determined based on a total value of the required heat exchange amount calculated for each temperature control object. A vehicle heat management device equipped with a rotation speed control section.
前記流量調整部により、前記熱交換器における熱交換量を調整する請求項1記載の車両用熱管理装置。 A flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the refrigerant or heat medium flowing into the heat exchanger is provided on the upstream side of the plurality of heat exchangers, respectively,
The vehicle heat management device according to claim 1, wherein the flow rate adjustment section adjusts the amount of heat exchange in the heat exchanger.
前記減圧部により、前記熱交換器における熱交換量を調整する請求項1記載の車両用熱管理装置。 A depressurization section is provided on the upstream side of the plurality of heat exchangers to reduce the pressure of the refrigerant or heat medium flowing into the heat exchanger,
The heat management device for a vehicle according to claim 1, wherein the pressure reduction section adjusts the amount of heat exchange in the heat exchanger.
前記温調対象毎に算出された必要熱交換量の合計値によって決定される目標回転数に達するまで、予め定めた制限回転数に従って前記圧縮機を制御する、請求項1記載の車両用熱管理装置。 When the number of temperature control targets to be heated or cooled at the same time changes, the control unit:
The heat management for a vehicle according to claim 1, wherein the compressor is controlled according to a predetermined limit rotation speed until a target rotation speed determined by the total value of the required heat exchange amount calculated for each temperature control target is reached. Device.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022133540A JP2024030575A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vehicular heat management device |
PCT/JP2023/027533 WO2024042988A1 (en) | 2022-08-24 | 2023-07-27 | Heat management device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022133540A JP2024030575A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vehicular heat management device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024030575A true JP2024030575A (en) | 2024-03-07 |
Family
ID=90013291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022133540A Pending JP2024030575A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vehicular heat management device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024030575A (en) |
WO (1) | WO2024042988A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6375893B2 (en) * | 2014-11-19 | 2018-08-22 | 株式会社デンソー | Thermal management device |
JP6485390B2 (en) * | 2016-03-08 | 2019-03-20 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle equipment |
CN109050200B (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-18 | 吉林大学 | Control method of automobile heat pump air conditioner |
KR20210005351A (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-14 | 현대자동차주식회사 | System and method for controlling thermal management apparatus of vehicle |
JP7294075B2 (en) * | 2019-11-11 | 2023-06-20 | 株式会社デンソー | refrigeration cycle equipment |
-
2022
- 2022-08-24 JP JP2022133540A patent/JP2024030575A/en active Pending
-
2023
- 2023-07-27 WO PCT/JP2023/027533 patent/WO2024042988A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024042988A1 (en) | 2024-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7230642B2 (en) | refrigeration cycle equipment | |
US10427497B2 (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP6992659B2 (en) | Vehicle heat management device | |
JP6633303B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
WO2020110509A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
JP2017154522A (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2018203048A (en) | Cooling device of internal combustion engine | |
CN110062708B (en) | Air conditioner for vehicle | |
CN109890635B (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP2020069929A (en) | Air conditioner for vehicle | |
WO2020021840A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
WO2024042988A1 (en) | Heat management device for vehicle | |
JP2018131023A (en) | Pressure decrease hindrance device | |
JP5984479B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
WO2024018839A1 (en) | Vehicle air-conditioning device | |
JP7494139B2 (en) | Vehicle air conditioning system | |
CN111051095A (en) | Air conditioner for vehicle | |
WO2023002993A1 (en) | Vehicular air conditioner | |
JP2019124401A (en) | Refrigeration cycle device | |
WO2022137925A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
WO2022064946A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
JP2936937B2 (en) | Heat pump type air conditioner for vehicles | |
WO2023139767A1 (en) | Vehicle air-conditioning device | |
US20220234422A1 (en) | Vehicle cooling system | |
JP6957954B2 (en) | Vehicle air conditioner |