JP6767841B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
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Description
コントローラ32により(オートモード)或いは空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、コントローラ32は電磁弁21(暖房用)を開放し、電磁弁17(冷房用)を閉じる。また、電磁弁30(リヒート用)を開放し、電磁弁40(バイパス用)を閉じる。
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を開放し、電磁弁40を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
次に、冷房モードでは、コントローラ32は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁6の弁開度を全開とする。尚、コントローラ32はエアミックスダンパ28を制御し、図1に実線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気が、補助ヒータ23及び放熱器4に通風される割合を調整する。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
次に、最大冷房モードとしてのMAX冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図3に示す如く補助ヒータ23及び放熱器4に空気流通路3内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
空気流通路3内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器9からの冷却や放熱器4(及び補助ヒータ23)からの加熱作用(エアミックスダンパ28で調整)を受けて吹出口29から車室内に吹き出される。コントローラ32は外気温度センサ33が検出する外気温度Tam、内気温度センサ37が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ51が検出する日射量等と、空調操作部53にて設定された車室内の目標車室内温度(設定温度)とに基づいて目標吹出温度TAOを算出し、各運転モードを切り換えて吹出口29から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度TAOに制御する。
次に、図5〜図7を参照しながらコントローラ32による冷媒回路Rの冷媒不足の判定制御について説明する。特に、通常の空気調和装置に比して振動の多い環境で使用される車両用空気調和装置1では、経年使用により冷媒回路Rから冷媒が徐々に漏洩していく問題がある。また、サービスの際に冷媒回路R内に封入された冷媒の量が不足している場合もある。冷媒回路R内の冷媒の量が減少し、不足すると、圧縮機2に甚大な損傷を来すため、早期に冷媒不足の発生を判定することが機器の保護上、極めて重要となる。
この正常時データは、実施例では上記吐出冷媒温度推定値Tdstを目的変数とし、回転数NC、及び、吐出冷媒圧力Pdを説明変数とする重回帰式とされている。この実施例の重回帰式を下記式(I)で与えられる。
Tdst=A*Pd+B*NC+C ・・・(I)
尚、A、Bは偏回帰係数、Cは定数である。コントローラ32は、現在の回転数NCと、現在の吐出冷媒圧力Pdを式(I)に代入することにより、正常時における吐出冷媒温度Tdの推定値である吐出冷媒温度推定値Tdstを算出する。
コントローラ32は、上記の如く算出された吐出冷媒温度推定値Tdstと現在の吐出冷媒温度Tdとを比較し、例えば、吐出冷媒温度推定値Tdst+α(例えば、10K等)よりも現在の吐出冷媒温度Tdの方が高い場合、即ち、(Tdst+α)<Tdの場合、冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定する(冷媒不足疑いフラグをセット)。
コントローラ32は、上記の如く冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定した場合、実施例では圧縮機2の回転数NCの上限値を低下させることにより(例えば、通常の8000rpmから3000rpm等に低下させる)、圧縮機2の能力を低下させる。その状態で、再度吐出冷媒温度推定値Tdstを算出し、今度は、上記よりも更に差が大きい吐出冷媒温度推定値Tdst+β(例えば、15K等)よりも現在の吐出冷媒温度Tdの方が高いか否か判断する(α<β)。そして、(Tdst+β)<Tdの場合、コントローラ32は冷媒回路Rの冷媒不足発生を確定する。コントローラ32は冷媒不足発生を確定した場合、圧縮機2の回転数NCを例えば制御上の最低回転数に低下させ、或いは、停止させると共に、空調操作部53で冷媒不足の発生を表示し、使用者に報知する(報知動作)。それにより、圧縮機2を保護しながら、使用者に冷媒不足の発生を警告して迅速な対処を促す。尚、圧縮機2の能力を低下させた後、例えば所定時間以内に(Tdst+β)<Tdとならない場合、コントローラ32は冷媒不足の疑いを解除するものとする(冷媒不足疑いフラグをリセット)。
ここで、コントローラ32による冷媒回路Rの冷媒不足発生の確定動作の他の例を説明する。この例の場合、コントローラ32は、冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定した場合、圧縮機2の回転数NCの使用帯域を絞る。例えば、圧縮機2の回転数NCを更に低い一定の値(3000rpm等)とする。それにより、圧縮機2が故障する可能性のある領域に突入する以前に保護を行い、圧縮機2に甚大な損害が生じる不都合を未然に回避しながら、使用者にも冷媒不足の疑いがあることを気づかせることが可能となる。
上記(7)の冷媒不足の判定(その1)では、圧縮機2の吐出冷媒温度Tdと正常時における吐出冷媒温度Tdの推定値である吐出冷媒温度推定値Tdstを比較して冷媒回路Rの冷媒不足を判定したが、それに限らず、図5中に一点鎖線L6、L7で示す如く、同じ吐出冷媒温度Tdであれば、吐出冷媒圧力Pdが低下(回転数NCが4000rpmの一点鎖線L6ではPdst1がPd1に低下、7000rpmの一点鎖線L7ではPdst2からPd2に低下)することから、この圧縮機2の吐出冷媒圧力Pdと正常時における吐出冷媒圧力推定値Pdstを比較して判定するようにしてもよい。即ち、同じ回転数NC、及び、同じ吐出冷媒温度Tdでも冷媒不足が発生すると、吐出冷媒圧力Pdは下がる方向に変化するからである。
この場合の正常時データも、実施例では上記吐出冷媒圧力推定値Pdstを目的変数とし、回転数NC、及び、吐出冷媒温度Tdを説明変数とする重回帰式とされている。この実施例の重回帰式を下記式(II)で与えられる。
Pdst=D*Td+E*NC+F ・・・(II)
尚、D、Eは偏回帰係数、Fは定数である。コントローラ32は、現在の回転数NCと、現在の吐出冷媒温度Tdを式(II)に代入することにより、正常時における吐出冷媒圧力Pdの推定値である吐出冷媒圧力推定値Pdstを算出する。
コントローラ32は、上記の如く算出された吐出冷媒圧力推定値Pdstと現在の吐出冷媒圧力Pdとを比較し、例えば、吐出冷媒圧力推定値Pdst−αよりも現在の吐出冷媒圧力Pdの方が低い場合、即ち、(Pdst−α)>Pdの場合、冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定する(冷媒不足疑いフラグをセット)。
コントローラ32は、上記の如く冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定した場合、例えば圧縮機2の回転数NCの上限値を低下させることにより(例えば、通常の8000rpmから3000rpm等に低下させる)、圧縮機2の能力を低下させる。その状態で、再度吐出冷媒圧力推定値Pdstを算出し、今度は、上記よりも更に差が大きい(α<β)吐出冷媒圧力推定値Pdst−βよりも現在の吐出冷媒圧力Pdの方が低いか否か判断する。そして、(Pdst−β)>Pdの場合、コントローラ32は冷媒回路Rの冷媒不足発生を確定する。コントローラ32は冷媒不足発生を確定した場合、圧縮機2の回転数NCを例えば制御上の最低回転数に低下させ、或いは、停止させると共に、空調操作部53で冷媒不足の発生を表示し、使用者に報知する(報知動作)。それにより、圧縮機2を保護しながら、使用者に冷媒不足の発生を警告して迅速な対処を促す。尚、圧縮機2の能力を低下させた後、例えば所定時間以内に(Pdst−β)>Pdとならない場合、コントローラ32は冷媒不足の疑いを解除するものとする(冷媒不足疑いフラグをリセット)。
この場合も同様にコントローラ32が、冷媒回路Rの冷媒不足の疑いがあると判定した場合、圧縮機2の回転数NCの使用帯域を絞るようにしてもよい。そして、圧縮機2の回転数NCの使用帯域を絞った状態(実施例では回転数一定)で再度吐出冷媒圧力推定値Pdstと現在の吐出冷媒圧力Pdとを比較し、冷媒回路Rの冷媒不足発生を確定してもよい。また、この場合もコントローラ32は吐出冷媒圧力推定値Pdstと現在の吐出冷媒圧力Pdの違いがより小さいうち(差γ:(Pdst−γ)>Pd)に冷媒回路Rの冷媒不足発生を確定する(γ<α)。即ち、この場合にも二段階の判定を行うと共に、圧縮機2の回転数NCの使用帯域を絞り、且つ、差も小さくすることで、冷媒回路Rの冷媒不足の発生を精度良く、且つ、迅速に高感度で検知することが可能となる。そして、同様に圧縮機2の回転数NCを例えば制御上の最低回転数に低下させ、或いは、停止させると共に、空調操作部53で冷媒不足の発生を表示し、使用者に報知する(報知動作)。
他方、除湿暖房モードが選択された場合、この実施例(実施例2)ではコントローラ32は電磁弁21(暖房用)を開放し、電磁弁17(冷房用)を閉じる。また、電磁弁30(除湿用)を開放し、電磁弁40(除湿用)を閉じる。更に、コントローラ32は電磁弁80(除湿用)を開放する。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。
2 圧縮機
3 空気流通路
4 放熱器
6 室外膨張弁(減圧装置)
7 室外熱交換器(放熱器、吸熱器)
8 室内膨張弁(減圧装置)
9 吸熱器
17、21、30、40 電磁弁
23 補助ヒータ(補助加熱装置)
27 室内送風機(ブロワファン)
28 エアミックスダンパ
32 コントローラ(制御装置)
35 バイパス配管
44 吸込圧力センサ
54 室外熱交換器温度センサ
55 吸込温度センサ
R 冷媒回路
Claims (12)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱器と、減圧装置と、冷媒を吸熱させる吸熱器を有する冷媒回路を備え、車室内を空調する車両用空気調和装置において、
前記圧縮機を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記冷媒回路に十分な量の冷媒が充填されている正常時における前記圧縮機の回転数NCと吐出冷媒温度Tdとの関係を示す正常時データを保有しており、
該正常時データから現在の前記回転数NCに基づいて正常時における前記吐出冷媒温度Tdの推定値である吐出冷媒温度推定値Tdstを算出し、
該吐出冷媒温度推定値Tdstと現在の前記吐出冷媒温度Tdとを比較することにより、前記冷媒回路の冷媒不足を判定することを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記正常時データは、前記冷媒回路に十分な量の冷媒が充填されている正常時における前記回転数NC及び前記圧縮機の吐出冷媒圧力Pdと、前記吐出冷媒温度Tdとの関係を示すデータであることを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
- 前記正常時データは、前記吐出冷媒温度推定値Tdstを目的変数とし、前記回転数NC、及び、前記圧縮機の吐出冷媒圧力Pdを説明変数とする重回帰式であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記冷媒回路の冷媒不足の疑いがあると判定した場合、前記圧縮機の能力を低下させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記圧縮機の能力を低下させた後、前記吐出冷媒温度推定値Tdstと現在の前記吐出冷媒温度Tdの違いがより大きくなることを条件として前記冷媒回路の冷媒不足発生を確定することを特徴とする請求項4に記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記冷媒回路の冷媒不足の疑いがあると判定した場合、前記圧縮機の回転数NCの使用帯域を絞り、その状態で再度前記吐出冷媒温度推定値Tdstと現在の前記吐出冷媒温度Tdとを比較し、前記冷媒回路の冷媒不足発生を確定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記圧縮機の回転数NCの使用帯域を絞った状態では、前記吐出冷媒温度推定値Tdstと現在の前記吐出冷媒温度Tdの違いがより小さいうちに前記冷媒回路の冷媒不足発生を確定することを特徴とする請求項6に記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記冷媒回路の冷媒不足発生を確定した場合、所定の報知動作を実行することを特徴とする請求項5乃至請求項7のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記冷媒回路の冷媒不足発生を確定した場合、前記圧縮機の回転数NCを低下させ、或いは、前記圧縮機を停止させることを特徴とする請求項5乃至請求項8のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱器と、減圧装置と、冷媒を吸熱させる吸熱器を有する冷媒回路を備え、車室内を空調する車両用空気調和装置において、
前記圧縮機を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記冷媒回路に十分な量の冷媒が充填されている正常時における前記圧縮機の回転数NCと吐出冷媒圧力Pdとの関係を示す正常時データを保有しており、
該正常時データから現在の前記回転数NCに基づいて正常時における前記吐出冷媒圧力Pdの推定値である吐出冷媒圧力推定値Pdstを算出し、
該吐出冷媒圧力推定値Pdstと現在の前記吐出冷媒圧力Pdとを比較することにより、前記冷媒回路の冷媒不足を判定することを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記正常時データは、前記冷媒回路に十分な量の冷媒が充填されている正常時における前記回転数NC及び前記圧縮機の吐出冷媒温度Tdと、前記吐出冷媒圧力Pdとの関係を示すデータであることを特徴とする請求項10に記載の車両用空気調和装置。
- 前記正常時データは、前記吐出冷媒圧力推定値Pdstを目的変数とし、前記回転数NC、及び、前記圧縮機の吐出冷媒温度Tdを説明変数とする重回帰式であることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の車両用空気調和装置。
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