JP6300272B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
一方、冷房運転では、コンプレッサで吐出される冷媒は、室外熱交換器において放熱され、その後冷房用膨張弁で膨張させられた後、室内のエバポレータにおいて吸熱して、再びコンプレッサに吸入される。そして、空調空気は、室内のエバポレータを通過することで冷却され、冷房として車室内に供給される。
特許文献1に記載の車両用空調装置は、室内コンデンサを通過した冷媒を、暖房用膨張弁(減圧手段)で大きく減圧せずに室外熱交換器に導入し、室外熱交換器を冷媒によって加熱する除霜運転を行えるようになっている。この車両用空調装置の場合、除霜運転は、室外熱交換器の近傍部の温度が所定温度以上に上昇したとき、若しくは、除霜運転の開始から所定時間が経過したときに停止される。
図1,図3,図4は、この実施形態に係る車両用空調装置10の構成図であり、図2は、車両用空調装置10の一部を構成する室外熱交換器24とその配管を示す図である。
この実施形態に係る車両用空調装置10は、車両駆動源としてのエンジン(内燃機関)を具備していない電気自動車等に搭載されている。具体的に、車両用空調装置10は、空調ユニット11と、冷媒が循環可能なヒートポンプサイクル12と、冷媒を用いた空調制御を行う図示しない制御装置と、を主に備えている。
ダクト51は、空気取込口56a,56b及び空気吹き出し口57a,57bを有する。そして、上述したブロア52、エバポレータ53、エアミックスドア54、及び、室内コンデンサ55は、ダクト51における空調空気の流通方向の上流側(空気取込口56a,56b側)から下流側(空気吹き出し口57a,57b側)に向けてこの順で配置されている。
室内コンデンサ55は、内部に流入した高温かつ高圧の冷媒によって放熱可能であって、例えば、室内コンデンサ55を通過する空調空気を加熱する。
暖房用膨張弁22は、いわゆる絞り弁であって、室内コンデンサ55から吐出された冷媒を、膨張させた後、低温かつ低圧で気液2相(液相リッチ)の噴霧状の冷媒として室外熱交換器24に吐出する。
なお、この実施形態の暖房用膨張弁22は、暖房運転時だけでなく、暖房運転時に室外熱交換器24に霜が付着したときにその霜を除去するための除霜運転の際にも用いられる。暖房用膨張弁22は、開弁時の開口部の口径を調整可能にされ、除霜運転時には暖房運転時よりも大口径に切り換えられる。つまり、この実施形態の場合、除霜運転時には、暖房用膨張弁22の開口部の口径を広げることにより、通過する冷媒が暖房用膨張弁22(減圧手段)によって大きく減圧されなくなる。
一方、冷房運転の実行時には、室内コンデンサ55から排出された冷媒は冷房用電磁弁23を通過して高温の状態で室外熱交換器24に流入する。
一方、室外熱交換器24は、冷房運転の実行時には、内部に流入する高温の冷媒によって車室外雰囲気へと放熱可能であって、車室外雰囲気への放熱及びコンデンサーファン24aの送風によって冷媒を冷却する。
一方、冷房運転の実行時には、三方弁25は、室外熱交換器24から流出した冷媒を冷房用膨張弁27に向けて吐出する。
エバポレータ53は、冷房用膨張弁27と合流部33(気液分離器26)との間に接続されている。
(暖房運転モード)
車両用空調装置10によって暖房運転を行う場合には、図3に示すように、エアミックスドア54が室内コンデンサ55に向かう通風経路を開放する加熱位置とされ、冷房用電磁弁23が閉状態とされ、三方弁25が室外熱交換器24と合流部33とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット11は、図3の例では、DEFドア64が開状態とされ、VENTドア63が閉状態とされているが、これらの開閉は運転者の操作によって任意に変更することができる。
車両用空調装置10によって冷房運転を行う場合には、図4に示すように、エアミックスドア54が、エバポレータ53を通過した空調空気が室内コンデンサ55を迂回するよう冷却位置とされ、冷房用電磁弁23が開状態(暖房用膨張弁22が閉状態)とされ、三方弁25が室外熱交換器24と冷房用膨張弁27とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット11は、図4の例では、DEFドア64が閉状態とされ、VENTドア63が開状態とされているが、これらの開閉は運転者の操作によって任意に変更することができる。
エバポレータ53を通過した気相リッチの冷媒は、合流部33を通過して気液分離器26に流入し、気液分離器26において気液分離された後、気相の冷媒がコンプレッサ21に吸入される。
暖房運転時に、室外熱交換器24に霜が付着して暖房能力が低下した場合には、車両の停車後の車載バッテリの充電時等に車両用空調装置10によって除霜運転を行う。
除霜運転を行う場合、図1に示すように、エアミックスドア54が室内コンデンサ55に向かう通風経路を開放する加熱位置とされ、冷房用電磁弁23が閉状態とされ、三方弁25が室外熱交換器24と合流部33とを接続する状態とされる。なお、空調ユニット11は、図1の例では、DEFドア64が開状態とされ、VENTドア63が閉状態とされている。
同図に示すように、上述した除霜運転は、出口温度センサ24Tによって検出される室外熱交換器24の出口の冷媒温度(冷媒出口温度Tout)が、室外熱交換器24に付着した霜を除去し得る所定値以上の温度である場合(除霜完了条件を満たす場合)、または、除霜運転の開始から所定時間以上が経過した場合(時間制限条件を満たす場合)に、制御装置による制御によって停止される。
ただし、除霜完了条件を満たして除霜運転を停止した場合にはその時点で除霜運転を完全に終了するが、時間制限条件を満たして除霜運転を停止した場合には、制御装置による制御により、その時点からさらに所定時間が経過した後に除霜運転を再開するようになっている。
以下、図6,図7に示すフローチャートとタイミングチャートを参照して、車両用空調装置10の作動の一例について説明する。
ここで除霜の必要がある場合には、ステップS105に進み、除霜の必要がない場合には処理を終了する。
なお、時間制限条件を満たして除霜運転を停止した場合にも、実際には、室外熱交換器24の霜が完全に除去されていることもある。この場合には、除霜運転が再開されると、除霜完了条件を即時に満たすことから、除霜運転は速やかに停止される。
21…コンプレッサ
22…暖房用膨張弁(減圧手段)
24…室外熱交換器
55…室内コンデンサ
Claims (3)
- 冷媒を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサから吐出された冷媒の熱を放熱する室内コンデンサと、
前記室内コンデンサを通過した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記室内コンデンサを通過して、前記減圧手段で減圧された冷媒、若しくは、前記減圧手段で減圧されなかった冷媒を外気と熱交換する室外熱交換器と、
前記冷媒を用いた空調制御を行う制御装置と、
を備え、
暖房運転時には、前記室内コンデンサを通過した冷媒を、前記減圧手段で大きく減圧して前記室外熱交換器で外気と熱交換し、
前記室外熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転時には、前記室内コンデンサを通過した冷媒を、前記減圧手段で大きく減圧せずに前記室外熱交換器に導入する車両用空調装置において、
前記制御装置は、
前記除霜運転時に、前記室外熱交換器の近傍温度を基にして除霜が完了したことを推定できる除霜完了条件と、除霜運転の開始から所定時間経過したことによる時間制限条件のいずれか一方を満たしたときに除霜運転を停止し、
前記時間制限条件を満たして除霜運転を停止した場合には、その停止から所定のインターバル時間が経過した後に除霜運転を再開し、前記除霜完了条件を満たして除霜運転を停止するまで、前記時間制限条件を満たしての除霜運転の停止と前記再開とを繰り返すことを特徴とすることを特徴とする車両用空調装置。 - 車両と前記コンプレッサとは、車載バッテリからの給電を受けてモータによって駆動され、
前記除霜運転は、車両を停車して前記車載バッテリを充電しているときにも実行可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記制御装置は、前記室外熱交換器の出口部の近傍の冷媒温度に基づいて、前記除霜運転の開始と、前記除霜完了条件による除霜の停止を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
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