図面 (/)

技術 車両用空調装置

出願人 本田技研工業株式会社
発明者 石田修前田弘関口将基
出願日 2018年3月16日 (3年2ヶ月経過) 出願番号 2018-049853
公開日 2019年9月19日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 2019-156354
状態 未査定
技術分野 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械 車両用空気調和
主要キーワード 各温度差 最小回転速度 湿り飽和蒸気 冷却液配管 加熱経路 検出温度差 空気吹 設定温度差
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

冷房運転時に、冷媒膨張弁を通過する際の異音の発生を抑制することができる車両用空調装置を提供する。

解決手段

車両用空調装置は、コンプレッサ21と、室外熱交換器22と、膨張弁24と、エバポレータ11と、を有する冷媒回路13と、冷却ファン28と、を備えている。空調装置は、さらに、冷媒温度検出部と、車両環境温度検出部と、制御装置20と、を備えている。冷媒温度検出部は、膨張弁24に流入する冷媒の温度を検出する。車両環境温度検出部は、設置環境下の冷媒回路13の外部の温度を検出する。制御装置20は、冷房運転時に、冷媒温度検出部による検出冷媒温度と、車両環境温度検出部による検出外部温度との温度差が第1の設定温度差以下の場合に、室外熱交換器22に対する冷却能力が低くなるように冷却ファン28の速度を制御する。

概要

背景

冷房機能を有する車両用空調装置は、冷媒が内部を循環する冷媒回路に、室内熱交換器であるエバポレータが設けられ、エバポレータ内を通過する冷媒と室内空気との間で熱交換を行う。冷媒回路は、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、コンプレッサから吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁と、膨張弁を通過した冷媒と室内空気との間で熱交換を行い、冷媒をコンプレッサに戻す上記のエバポレータと、を有している。また、室外熱交換器の近傍部には、室外熱交換器に送風を行う冷却ファンが配置され、冷房運転時の室外熱交換器の放熱を促すようになっている(例えば、特許文献1参照)。

概要

冷房運転時に、冷媒が膨張弁を通過する際の異音の発生を抑制することができる車両用空調装置を提供する。車両用空調装置は、コンプレッサ21と、室外熱交換器22と、膨張弁24と、エバポレータ11と、を有する冷媒回路13と、冷却ファン28と、を備えている。空調装置は、さらに、冷媒温度検出部と、車両環境温度検出部と、制御装置20と、を備えている。冷媒温度検出部は、膨張弁24に流入する冷媒の温度を検出する。車両環境温度検出部は、設置環境下の冷媒回路13の外部の温度を検出する。制御装置20は、冷房運転時に、冷媒温度検出部による検出冷媒温度と、車両環境温度検出部による検出外部温度との温度差が第1の設定温度差以下の場合に、室外熱交換器22に対する冷却能力が低くなるように冷却ファン28の速度を制御する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

冷媒圧縮して吐出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と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、前記室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁と、前記膨張弁を通過した冷媒と空調空気との間で熱交換を行い、熱交換を終えた冷媒を前記コンプレッサに戻すエバポレータと、を有する冷媒回路と、前記室外熱交換器に送風を行う冷却ファンと、を備え、冷房運転時に、前記コンプレッサ、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記エバポレータの順で冷媒が循環する車両用空調装置において、前記膨張弁に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部と、設置環境下の前記冷媒回路の外部の温度を検出する車両環境温度検出部と、前記冷却ファンを含む各部を制御する制御装置と、をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記冷媒温度検出部による検出冷媒温度と、前記車両環境温度検出部による検出外部温度との温度差が第1の設定温度差以下の場合に、前記室外熱交換器に対する冷却能力が低くなるように前記冷却ファンの速度を制御することを特徴とする車両用空調装置。

請求項2

前記室外熱交換器に流れ込む走行風通路開閉する開閉扉をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記温度差が前記第1の設定温度差よりも小さい第2の設定温度差を上回る場合に前記通路を開き、前記温度差が前記第2の設定温度差以下の場合に前記通路を閉じるように前記開閉扉を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。

請求項3

冷媒を圧縮して吐出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と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、前記室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁と、前記膨張弁を通過した冷媒と空調空気との間で熱交換を行い、熱交換を終えた冷媒を前記コンプレッサに戻すエバポレータと、を有する冷媒回路と、前記室外熱交換器に送風を行う冷却ファンと、を備え、冷房運転時に、前記コンプレッサ、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記エバポレータの順で冷媒が循環する車両用空調装置において、前記膨張弁に流入する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部と、設置環境下の前記冷媒回路の外部の温度を検出する車両環境温度検出部と、前記冷却ファンを含む各部を制御する制御装置と、をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記冷媒圧力検出部による検出冷媒圧力と、前記車両環境温度検出部による検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第1の設定圧力差以下の場合に、前記室外熱交換器に対する冷却能力が低くなるように前記冷却ファンの速度を制御することを特徴とする車両用空調装置。

請求項4

前記室外熱交換器に流れ込む走行風の通路を開閉する開閉扉をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記圧力差が前記第1の設定圧力差よりも小さい第2の設定圧力差を上回る場合に前記通路を開き、前記圧力差が前記第2の設定圧力差以下の場合に前記通路を閉じるように前記開閉扉を制御することを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。

技術分野

0001

本発明は、冷房機能を有する車両用空調装置に関するものである。

背景技術

0002

冷房機能を有する車両用空調装置は、冷媒が内部を循環する冷媒回路に、室内熱交換器であるエバポレータが設けられ、エバポレータ内を通過する冷媒と室内空気との間で熱交換を行う。冷媒回路は、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、コンプレッサから吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁と、膨張弁を通過した冷媒と室内空気との間で熱交換を行い、冷媒をコンプレッサに戻す上記のエバポレータと、を有している。また、室外熱交換器の近傍部には、室外熱交換器に送風を行う冷却ファンが配置され、冷房運転時の室外熱交換器の放熱を促すようになっている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2011−63085号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記従来の車両用空調装置は、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって冷媒回路の外部の温度が低下すると、冷却ファンによる送風とも相俟って室外熱交換器の出口部分の冷媒が過冷却され、冷媒回路内を循環する冷媒の流量が減少することがある。こうして冷媒回路内を循環する冷媒の流量が減少すると、コンプレッサでの冷媒の吐出圧力が低下し、室外熱交換器内の冷媒の圧力も低下してしまう。そして、室外熱交換器内の冷媒の圧力が低下すると、室外熱交換器の出口部分から膨張弁側に流れる液冷媒湿り飽和蒸気が混在し、その湿り飽和蒸気が膨張弁を通過する際に、ユーザー障りな異音を発生することがある。

0005

そこで本発明は、冷房運転時に、冷媒が膨張弁を通過する際の異音の発生を抑制することができる車両用空調装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

本出願の一の発明に係る車両用空調装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本出願の一の発明に係る車両用空調装置は、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ(例えば、実施形態のコンプレッサ21)と、前記コンプレッサから吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器(例えば、実施形態の室外熱交換器22)と、前記室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁(例えば、実施形態の膨張弁24)と、前記膨張弁を通過した冷媒と空調空気との間で熱交換を行い、熱交換を終えた冷媒を前記コンプレッサに戻すエバポレータ(例えば、実施形態のエバポレータ11)と、を有する冷媒回路(例えば、実施形態の冷媒回路13)と、前記室外熱交換器に送風を行う冷却ファン(例えば、実施形態の冷却ファン28)と、を備え、冷房運転時に、前記コンプレッサ、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記エバポレータの順で冷媒が循環する車両用空調装置において、前記膨張弁に流入する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部(例えば、実施形態の第1温度センサ31)と、設置環境下の前記冷媒回路の外部の温度を検出する車両環境温度検出部(例えば、実施形態の第2温度センサ32)と、前記冷却ファンを含む各部を制御する制御装置(例えば、実施形態の制御装置20)と、をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記冷媒温度検出部による検出冷媒温度と、前記車両環境温度検出部による検出外部温度との温度差が第1の設定温度差(例えば、実施形態の第1の設定温度差αT)以下の場合に、前記室外熱交換器に対する冷却能力が低くなるように前記冷却ファンの速度を制御することを特徴とする。

0007

上記の構成により、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって車両環境温度が低下し、検出冷媒温度と検出外部温度との温度差が第1の設定温度差以下になると、制御装置による制御により、冷却ファンの速度が減速される。これにより、室外熱交換器での冷媒の過大な冷却が抑制され、冷媒回路を流れる冷媒の流量の低下が抑制される。この結果、コンプレッサで圧縮されて室外熱交換器に送られる冷媒の圧力の低下が抑制され、室外熱交換器内での冷媒圧力が高く維持される。これにより、室外熱交換器の出口部分から膨張弁に送られる冷媒が湿り蒸気をほとんど含まない液冷媒の状態となり、冷媒が膨張弁を通過する際に異音が発生するのを抑制される。

0008

上記の車両用空調装置は、前記室外熱交換器に流れ込む走行風通路(例えば、実施形態の通風口25)を開閉する開閉扉(例えば、実施形態のルーバー26)をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記温度差が前記第1の設定温度差よりも小さい第2の設定温度差(例えば、実施形態の第2の設定温度差βT)を上回る場合に前記通路を開き、前記温度差が前記第2の設定温度差以下の場合に前記通路を閉じるように前記開閉扉を制御するようにしても良い。
この場合、冷房運転時に、検出冷媒温度と検出外部温度との温度差が第1の設定温度差以下になると、制御装置による制御により、冷却ファンの速度が減速される。このとき、検出冷媒温度と検出外部温度との温度差が第2の設定温度差を上回っていれば、走行風の通路は開閉扉によって開かれている。また、検出冷媒温度と検出外部温度との温度差が第2の設定温度差以下になると、制御装置による制御により、通路が開閉扉によって閉じられる。この結果、車両の走行時に走行風が冷媒回路の周囲に流れ込みにくくなり、走行風による室外熱交換器の過冷却が抑えられる。

0009

また、本出願の他の発明に係る車両用空調装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本出願の他の発明に係る車両用空調装置は、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ(例えば、実施形態のコンプレッサ21)と、前記コンプレッサから吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器(例えば、実施形態の室外熱交換器22)と、前記室外熱交換器で熱交換された冷媒を減圧する膨張弁(例えば、実施形態の膨張弁24)と、前記膨張弁を通過した冷媒と空調空気との間で熱交換を行い、熱交換を終えた冷媒を前記コンプレッサに戻すエバポレータ(例えば、実施形態のエバポレータ11)と、を有する冷媒回路(例えば、実施形態の冷媒回路13)と、前記室外熱交換器に送風を行う冷却ファン(例えば、実施形態の冷却ファン28)と、を備え、冷房運転時に、前記コンプレッサ、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記エバポレータの順で冷媒が循環する車両用空調装置において、前記膨張弁に流入する冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部(例えば、実施形態の圧力センサ35)と、設置環境下の前記冷媒回路の外部の温度を検出する車両環境温度検出部(例えば、実施形態の第2温度センサ32)と、前記冷却ファンを含む各部を制御する制御装置(例えば、実施形態の制御装置20)と、をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記冷媒圧力検出部による検出冷媒圧力と、前記車両環境温度検出部による検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第1の設定圧力差(例えば、実施形態の第1の設定圧力差αP)以下の場合に、前記室外熱交換器に対する冷却能力が低くなるように前記冷却ファンの速度を制御することを特徴とする。

0010

上記の構成により、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって車両環境温度が低下し、検出冷媒圧力と、検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第1の設定圧力差以下になると、制御装置による制御により、冷却ファンの速度が減速される。これにより、室外熱交換器での冷媒の過大な冷却が抑制され、冷媒回路を流れる冷媒の流量の低下が抑制される。この結果、コンプレッサで圧縮されて室外熱交換器に送られる冷媒の圧力の低下が抑制され、室外熱交換器内での冷媒圧力が高く維持される。これにより、室外熱交換器の出口部分から膨張弁に送られる冷媒が湿り蒸気をほとんど含まない液冷媒の状態となり、冷媒が膨張弁を通過する際に異音が発生するのを抑制される。

0011

上記の車両用空調装置は、前記室外熱交換器に流れ込む走行風の通路(例えば、実施形態の通風口25)を開閉する開閉扉(例えば、実施形態のルーバー26)をさらに備え、前記制御装置は、冷房運転時に、前記圧力差が前記第1の設定圧力差よりも小さい第2の設定圧力差(例えば、実施形態の第2の設定圧力差βP)を上回る場合に前記通路を開き、前記圧力差が前記第2の設定圧力差以下の場合に前記通路を閉じるように前記開閉扉を制御するようにしても良い。
この場合、冷房運転時に、検出冷媒圧力と、検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第1の設定圧力差以下になると、制御装置による制御により、冷却ファンの速度が減速される。このとき、検出冷媒圧力と、検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第2の設定圧力差を上回っていれば、走行風の通路は開閉扉によって開かれている。また、検出冷媒圧力と、検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差が第2の設定圧力差以下になると、制御装置による制御により、通路が開閉扉によって閉じられる。この結果、車両の走行時に走行風が冷媒回路の周囲に流れ込みにくくなり、走行風による室外熱交換器の過冷却が抑えられる。

発明の効果

0012

本発明によれば、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって室外熱交換器の出口部分の冷媒が過冷却状態となるときに、室外熱交換器に対する冷却能力が低くなるように冷却ファンの速度が制御されるため、室外熱交換器から膨張弁側に流れる液冷媒に湿り飽和蒸気が混在するのを抑制することができる。したがって、本発明を採用した場合には、冷媒が膨張弁を通過する際の異音発生を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の第1実施形態の車両用空調装置を搭載した車両の概略構成図である。
本発明の第1実施形態の車両用空調装置の概略構成図である。
本発明の第1実施形態の車両用空調装置の冷媒回路の特性を説明するための圧力−比エンタルピー線図である。
本発明の第1実施形態の車両用空調装置の制御の流れを示すフローチャートである。
本発明の第1実施形態の各温度差ΔTfに対応する冷却ファン及び開閉扉の制御状態を示した図である。
本発明の第2実施形態の車両用空調装置の制御の流れを示すフローチャートである。
本発明の第2実施形態の各圧力差ΔPfに対応する冷却ファン及び開閉扉の制御状態を示した図である。

実施例

0014

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図1図5を参照して第1実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の車両用空調装置10(以下、「空調装置10」と呼ぶ。)を搭載した車両1の前部の概略構成を示す図である。なお、図1には、車両1の前方を指す矢印FRと、車両1の上方を指す矢印UPが記されている。また、図2は、本実施形態の空調装置10の概略構成を示す図である。
図1に示すように、車両1の前部のエンジンルーム2内には、車両駆動用エンジン3が搭載され、エンジン3の前方には、エンジン3内を流れる冷却液を冷却するためのラジエータ4が配置されている。エンジン3とラジエータ4とは、冷却液配管5a,5bによって接続されている。一方の冷却液配管5bには、冷却液を送給するためのウォータポンプ6が介装されている。なお、図1中の符号7は、一方の冷却液配管5bの中途部と他方の冷却液配管5aの中途部とを接続するバイパス通路であり、符号8は、冷却液温度に応じてバイパス通路7を開閉するサーモスタットである。

0015

車両1には、図2に示す空調装置10が搭載されている。空調装置10は、暖房用の室内熱交換器であるヒータコア9と、冷房用の室内熱交換器であるエバポレータ11と、を備えている。ヒータコア9は、分岐配管30a,30bを通してエンジン3側の冷却液配管5a,5b(図1参照)に接続されている。本実施形態の空調装置10は、エンジン3の熱(エンジン3を通過した冷却液の熱)を利用して暖房を行う。

0016

空調装置10は、空調ユニット12と、冷房用の冷媒回路13と、暖房用の温熱回路14と、を有している。冷媒回路13は上記のエバポレータ11を含む回路であり、温熱回路14は、上記のヒータコア9と分岐配管30a,30bを含む回路である。
空調ユニット12は、空調空気が流通するダクト15と、このダクト15内に収容されたブロワ16と、エバポレータ11と、エアミックスドア17と、ヒータコア9と、を備えている。

0017

ダクト15は、空調空気の流通方向における上流側に位置する空気取込口18、及び下流側に位置する空気吹き出し口19を有している。そして、ブロワ16、エバポレータ11、エアミックスドア17、及び、ヒータコア9は、空調空気の流通方向の上流側から下流側に向けてこの順で配置されている。

0018

ブロワ16は、例えば制御装置20による制御により印加される駆動電圧に応じて駆動し、空気取込口18を通してダクト15内に取り込まれた空調空気(内気及び外気の少なくとも一方)を、下流側に向けて送出する。

0019

エバポレータ11は、内部に流入した低圧の冷媒と周囲を通過する空調空気(ダクト15内を流れる空気)との間で熱交換を行い、冷媒が蒸発する際の潜熱によって、エバポレータ11の周囲を通過する空調空気を冷却する。
また、ヒータコア9は、エンジン3を通過した高温の冷却液によってヒータコア9の周囲を通過する空調空気を加熱する。

0020

エアミックスドア17は、制御装置20による制御により駆動する図示しない駆動手段によって回動可能とされる。具体的に、エアミックスドア17は、ダクト15内のうち、ヒータコア9に向かう通風経路加熱経路)を開放する加熱位置と、加熱経路を迂回する通風経路を開放する冷却位置と、の間で回動する。

0021

冷媒回路13は、コンプレッサ21と、室外熱交換器22と、受液器23と、膨張弁24と、エバポレータ11と、を備え、これらが配管によって接続されている。
コンプレッサ21は、電力エンジン動力によって駆動され、低圧の気体冷媒を圧縮して吐出する。

0022

室外熱交換器22は、コンプレッサ21から吐出された高温・高圧の気体冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器22は、図1に示すように、エンジン3やラジエータ4よりも車両前方側に配置されている。室外熱交換器22の前方には、車両走行時に走行風を室外熱交換器22方向に取り込むための通風口25(通路)が設けられている。通風口25には、回動可能な複数のルーバー26(開閉扉)を備えたシャッター装置27が設置されている。シャッター装置27は、複数のルーバー26を操作する図示しないアクチュエータを備え、そのアクチュエータによる操作によって通風口25を開閉する。シャッター装置27のアクチュエータは制御装置20によって制御される。また、室外熱交換器22の後方には、室外熱交換器22に送風を行うための冷却ファン28が設置されている。

0023

受液器23は、室外熱交換器22の出口部分に接続され、室外熱交換器22から流出した冷媒を気体液体とに分離して液体冷媒を膨張弁24側に供給する。膨張弁24は、受液器23を介して室外熱交換器22から流入した液冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁24を通過した冷媒は湿り飽和蒸気となる。
エバポレータ11は、膨張弁24を通過した冷媒と空調ユニット12内の空調空気との間で熱交換を行い、熱交換を終えた冷媒をコンプレッサ21に戻す。エバポレータ11では、湿り飽和蒸気の状態の冷媒が周囲から熱を奪って気体に変化する。エバポレータ11を通過した冷媒は、気体冷媒となってコンプレッサ21に吸入される。

0024

冷媒回路13のうちの受液器23と膨張弁24の間の配管内には、膨張弁24に流入する冷媒の温度を検出するための第1温度センサ31(冷媒温度検出部)が設けられている。第1温度センサ31は、配管内の膨張弁24の入口近傍部に配置されている。第1温度センサ31で検出された検出結果(検出信号)は、制御装置20に入力される。
また、冷媒回路13の外部には、車両1内における冷媒回路13の設置環境下の温度(冷媒回路13の外部の温度)を検出するための第2温度センサ32(車両環境温度検出部)が設けられている。第2温度センサ32で検出された検出結果(検出信号)は、制御装置20に入力される。

0025

制御装置20は、冷房運転時に、第1温度センサ31と第2温度センサ32の検出信号を受けて冷却ファン28の回転速度と、シャッター装置27のルーバー26の開閉状態とを制御する。
制御装置は20は、冷房運転時に、第1温度センサ31による検出温度(検出冷媒温度)と、第2温度センサ32による検出温度(検出外部温度)とを比較する。制御装置20は、第1温度センサ31と第2温度センサ32の検出温度差を求め、検出温度差が第1の設定温度差αTを上回る場合には、ルーバー26によって通風口25を開状態とし、その状態で冷却ファン28を予め設定された標準速度運転する。そして、検出温度差が第1の設定温度差αT以下の場合には、室外熱交換器22に対する冷却能力が低くなるように、冷却ファン28の回転速度を減速させる。冷却ファン28の回転速度は、前記温度差に応じた割合で減速される。

0026

また、制御装置20は、冷房運転時に、第1温度センサ31と第2温度センサ32の検出温度差が、第1の設定温度差αTよりも小さい第2の設定温度差βT以下の場合に、冷却ファン28の回転速度を最小回転速度とし、かつ、ルーバー26によって通風口25を閉状態とする。なお、ルーバー26は、第2の設定温度差βTを上回るときに開状態とされ、第2の設定温度差βT以下になったときに閉状態とされる。

0027

本実施形態の空調装置10は、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって車両環境温度が低下したときに、室外熱交換器22内での冷媒の過冷却によって冷媒回路13内を循環する冷媒の流量が低下し、それによってコンプレッサ21の吐出圧力が低下するのを抑制する。

0028

図3は、本実施形態の空調装置10の圧力−比エンタルピー線図である。
図3において、Aは、膨張弁24を通過してエバポレータ11に流入するときの冷媒の状態を示し、Bは、エバポレータ11を通過してコンプレッサ21に吸入されるときの冷媒の状態を示す。また、Cは、コンプレッサ21で加圧されて室外熱交換器22に流入するときの冷媒の状態を示し、Dは、室外熱交換器22を通過して膨張弁24に流入するときの冷媒の状態を示す。図3のAからBまでの間は、エバポレータ11に流入した低温・低圧の冷媒の湿り飽和蒸気が空調空気から吸熱することで気体冷媒に次第に変化する。図3のBからCまでの間は、気体冷媒がコンプレッサ21によって加圧されることで高温・高圧の気体冷媒となる。図3のCからDまでの間は、高温・高圧の気体冷媒が室外熱交換器22で放熱されて、高圧の湿り飽和蒸気に変化した後に高圧の液冷媒に変化する。図3のDからAまでの間は、液冷媒が膨張弁24を通過することで低温・低圧の湿り飽和蒸気に変化する。

0029

ここで、冷房運転時に、室外熱交換器22を通過する冷媒が過冷却状態にならない通常の状況では、室外熱交換器22内の冷媒の圧力は、図3のC−Dのように充分に高く維持されている。このため、室外熱交換器22を通過した図3のDの状態では液冷媒の状態となり、冷媒中には湿り蒸気がほとんど混入しない。したがって、室外熱交換器22から出た冷媒が膨張弁24を通過する際には、膨張弁24において異音を発生しない。
これに対し、冷房運転時に、外気温度の低下等によって室外熱交換器22を通過する冷媒が過冷却状態になると、冷媒回路13内を通過する冷媒の流量が低下し、コンプレッサ21の吐出圧力が、図3のCよりも低いC´の圧力となる。そして、図3中のC´−D´で示す室外熱交換器22内の圧力も通常時のCの圧力よりも低いC´の圧力となる。このため、室外熱交換器22を通過した図3のD´の状態では、湿り蒸気の状態の冷媒が混入してしまう。本実施形態の空調装置10では、上記の制御装置20による制御によってコンプレッサ21の吐出圧力(室外熱交換器22の内部の圧力)が充分に高いCの圧力に維持されるようにしている。

0030

つづいて、図4のフローチャートを参照して、本実施形態の空調装置10の制御の一例について説明する。
空調装置10が始動すると、制御装置20は、ステップS101において、冷却ファン28とシャッター装置27を標準状態で制御する。即ち、ステップS101では、冷却ファン28は予め設定された標準速度で運転され、シャッター装置27のルーバー26は開状態とされる(通風口25を開く)。

0031

ステップS102では、制御装置20は、第2温度センサ32で検出した検出外部温度Tamと、第1温度センサ31で検出した検出冷媒温度Texを読み込む。
つづく、ステップS103では、制御装置20は、検出冷媒温度Texと検出外部温度Tamの温度差ΔTfを求め、その温度差ΔTfがいずれの温度差の領域にあるかを判定する。温度差ΔTfが第1の設定温度差αTよりも大きいときには、ステップS104に進み、温度差ΔTfが第1の設定温度差αT以下で、かつ第2の設定温度差βTよりも大きいときには、ステップS105に進む。また、ステップS103において、温度差ΔTfが第2の設定温度差βT以下のときには、ステップS106に進む。
ステップS104に進んだ場合には、制御装置20が冷却ファン28とシャッター装置27を標準状態で制御する。そして、つづくステップS107では、空調装置10に停止指令が入力されたか否かを判断する。このとき、停止指令が入力された場合には、処理を終了し、停止指令が入力されない場合には、ステップS101に戻る。

0032

ステップS103からステップS105に進んだ場合には、制御装置20が冷却ファン28を減速制御する。制御装置20による冷却ファン28の減速制御は、例えば、温度差ΔTfの範囲に応じて冷却ファン28の速度を減速させる。
ステップS103からステップS106に進んだ場合には、制御装置20は、冷却ファン28を予め設定された最小回転速度(MIN)に制御するとともに、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換える。
なお、図4のフローチャートでは、温度差ΔTfが第2の設定温度差βT以下のときに、冷却ファン28を予め設定された最小回転速度(MIN)に制御するとともに、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換えている(ステップS106)が、まず冷却ファン28を減速制御した後で、温度差ΔTfが設定値よりも上がらない場合にのみ、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換えるようにしても良い。

0033

図5は、温度差ΔTfの範囲と、その範囲に対応する冷却ファン28の回転速度と、シャッター装置27のルーバー26の開閉状態の関係の一例を示した図である。図5に示す例の場合、温度差10degが第1の設定温度差αTとされ、温度差3degが第2の設定温度差βTとされている。検出した温度差ΔTfが10deg(第1の設定温度差αT)を上回る場合には、冷却ファン28は標準状態の速度(MAX)に制御され、検出した温度差ΔTfが10deg以下の場合には、検出した温度差ΔTfが小さくなるにつれて冷却ファン28の回転速度が次第に小さくなるように、区分に応じて標準状態の速度(MAX)の70%、50%、30%の各速度に制御される。この間、シャッター装置27のルーバー26は、制御装置20による制御によって開状態に維持される。

0034

以上のように、本実施形態の空調装置10は、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって室外熱交換器22の出口部分の冷媒が過冷却状態となるときに、室外熱交換器22に対する冷却ファン28の冷却能力が低くなるように、制御装置20が冷却ファン28の速度を制御する。本実施形態では、第1温度センサ31による検出冷媒温度と、第2温度センサ32による検出外部温度の温度差ΔTfを制御装置20が監視し、温度差ΔTfが第1の設定温度差αT以下の場合に、制御装置20が冷却ファン28の回転速度を減速させる。したがって、本実施形態の空調装置10を採用した場合には、室外熱交換器22から膨張弁24側に流れる液冷媒に湿り飽和蒸気が混在するのを抑制することができ、冷媒が膨張弁24を通過する際の異音発生を抑制することができる。

0035

また、本実施形態の空調装置10は、ルーバー26を有するシャッター装置27を備え、冷房運転時に、検出した温度差ΔTfが第1の設定温度差αTよりも小さい第2の設定温度差βTを上回る場合に通風口25を開き、検出した温度差ΔTfが第2の設定温度差βT以下の場合に通風口25を閉じるようにシャッター装置27(ルーバー26の開閉)を制御する。したがって、本実施形態の空調装置10を採用した場合には、外気温度が低い状況下で車両が高速で走行しているときであっても、室外熱交換器22による冷媒の過冷却を抑制することができ、冷媒が膨張弁24を通過する際の異音発生を抑制することができる。

0036

つづいて、図6図7に示す第2実施形態について説明する。なお、空調装置の全体構成は、図2を参照して説明する。
本実施形態の空調装置は、基本的な構成は第1実施形態の空調装置とほぼ同様とされているが、冷媒回路13の配管内の膨張弁24の入口近傍部に、第1温度センサ31(冷媒温度検出部)に代えて、圧力センサ35(冷媒圧力検出部)が設けられている点が大きく異なっている。圧力センサ35は、冷媒回路13において、膨張弁24に流入する冷媒の圧力を検出する。

0037

本実施形態の制御装置20は、冷房運転時に、圧力センサ35と第2温度センサ32の検出信号を受けて冷却ファン28の回転速度と、シャッター装置27のルーバー26の開閉状態とを制御する。
制御装置は20は、冷房運転時に、圧力センサ35による検出圧力(検出冷媒圧力)と、第2温度センサ32による検出温度(検出外部温度)に対応した冷媒の飽和圧力とを比較する。制御装置は20は、圧力センサ35による検出圧力と、第2温度センサ32による検出温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差ΔPfを求め、この圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αPを上回る場合には、ルーバー26によって通風口25を開状態とし、その状態で冷却ファン28を予め設定された標準速度で運転する。そして、圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αP以下の場合には、制御装置20は、室外熱交換器22に対する冷却ファン28の冷却能力が低くなるように、冷却ファン28の回転速度を減速させる。冷却ファン28の回転速度は、前記圧力差ΔPfに応じた割合で減速される。

0038

また、制御装置20は、冷房運転時に、圧力センサ35で検出した検出冷媒圧力と、第2温度センサ32で検出した検出外部温度に対応した冷媒の飽和圧力との圧力差ΔPfを求める。そして、制御装置20は、求めた圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αPよりも小さい第2の設定圧力差βP以下の場合に、冷却ファン28の回転速度を最小回転速度(MIN)とし、かつ、ルーバー26によって通風口25を閉状態とする。ルーバー26は、第2の設定圧力差βPを上回るときには開状態とされ、第2の設定圧力差βP以下になったときには閉状態とされる。

0039

図6のフローチャートを参照して、本実施形態の空調装置の制御の一例について説明する。
空調装置が始動すると、制御装置20は、ステップS201において、冷却ファン28とシャッター装置27を標準状態で制御する。ステップS201では、冷却ファン28は予め設定された標準速度で運転され、シャッター装置27のルーバー26は開状態とされる(通風口25を開く)。

0040

ステップS202では、第2温度センサ32で検出した検出外部温度Tamと、圧力センサ35で検出した検出冷媒圧力Pexを制御装置20が読み込む。
ステップS203では、第2温度センサ32による検出温度(検出外部温度)に対応した冷媒の飽和圧力Pamを算出する。

0041

つづく、ステップS204では、制御装置20は、検出冷媒圧力Pexと、求めた飽和圧力Pamとの圧力差ΔPfを求め、その圧力差ΔPfがいずれの圧力差の領域にあるかを判定する。
圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αPよりも大きいときには、ステップS205に進み、圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αP以下で、かつ第2の圧力差βPよりも大きいときには、ステップS206に進む。また、ステップS204において、圧力差ΔPfが第2の設定圧力差βP以下のときには、ステップS207に進む。ステップS205に進んだ場合には、制御装置20が冷却ファン28とシャッター装置27を標準状態で制御する。つづくステップS208では、空調装置10に停止指令が入力されたか否かを判断する。このとき、停止指令が入力された場合には、処理を終了し、停止指令が入力されない場合には、ステップS201に戻る。

0042

ステップS204からステップS205に進んだ場合には、制御装置20は冷却ファン28を減速制御する。制御装置20による冷却ファン28の減速制御は、例えば、圧力差ΔPfの範囲に応じて冷却ファン28の速度を減速させる。
ステップS204からステップS208に進んだ場合には、冷却ファン28を予め設定された最小回転速度(MIN)に制御するとともに、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換える。
なお、図6のフローチャートでは、圧力差ΔPfが第2の設定圧力差βP以下のときに、冷却ファン28を予め設定された最小回転速度(MIN)に制御するとともに、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換えている(ステップS207)が、まず冷却ファン28を減速制御した後で、圧力差ΔPfが設定値よりも上がらない場合にのみ、シャッター装置27のルーバー26を閉状態に切り換えるようにしても良い。

0043

図7は、圧力差ΔPfの範囲と、その範囲に対応する冷却ファン28の回転速度と、シャッター装置27のルーバー26の開閉状態の関係の一例を示した図である。同図の例の場合、圧力差1.0Mpaが第1の設定圧力差αPとされ、圧力差0.3Mpaが第2の設定圧力差βPとされている。圧力差ΔPfが1.0Mpa(第1の設定圧力差αP)を上回る場合には、冷却ファン28は標準状態の速度(MAX)に制御され、圧力差ΔPfが1.0Mpa以下の場合には、圧力差ΔPfが小さくなるにつれて冷却ファン28の回転速度が次第に小さくなるように、区分に応じて標準状態の速度(MAX)の70%、50%、30%の各速度に制御される。この間、シャッター装置27のルーバー26は、制御装置20による制御によって開状態に維持される。

0044

以上のように、本実施形態の空調装置の場合も、冷房運転時に、外気温の低下や車両走行速度の増加等によって室外熱交換器22の出口部分の冷媒が過冷却状態となるときに、室外熱交換器22に対する冷却ファン28の冷却能力が低くなるように、制御装置20が冷却ファン28の速度を制御する。具体的には、本実施形態では、圧力センサ35による検出冷媒圧力Pexと、第2温度センサ32による検出外部温度Tamに対応した冷媒の飽和圧力Pamを監視し、検出冷媒圧力Pexと飽和圧力Pamの圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αP以下の場合に、制御装置20が冷却ファン28の回転速度を減速させる。
したがって、本実施形態の空調装置10を採用した場合も、室外熱交換器22から膨張弁24側に流れる液冷媒に湿り飽和蒸気が混在するのを抑制することができ、冷媒が膨張弁24を通過する際の異音発生を抑制することができる。

0045

また、本実施形態の空調装置は、ルーバー26を有するシャッター装置27を備え、冷房運転時に、圧力差ΔPfが第1の設定圧力差αPよりも小さい第2の設定圧力差βPを上回る場合にシャッター装置27のルーバー26が通風口25を開き、圧力差ΔPfが第2の設定圧力差βP以下の場合に、通風口25を閉じるようにシャッター装置27を制御する。このため、本実施形態の空調装置を採用した場合には、外気温度が低い状況下で車両が高速で走行しているときであっても、室外熱交換器22による冷媒の過冷却を抑制することができ、冷媒が膨張弁24を通過する際の異音発生を抑制することができる。

0046

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

0047

10…空調装置(車両用空調装置)
11…エバポレータ
13…冷媒回路
20…制御装置
21…コンプレッサ
22…室外熱交換器
24…膨張弁
25…通風口(通路)
26…ルーバー(開閉扉)
28…冷却ファン
31…第1温度センサ(冷媒温度検出部)
32…第2温度センサ(車両環境温度検出部)
35…圧力センサ(冷媒圧力検出部)
αT…第1の設定温度差
βT…第2の設定温度差
αP…第1の設定圧力差
βP…第2の設定圧力差

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 冷凍サイクル装置」が 公開されました。( 2021/03/18)

    【課題・解決手段】本発明は、能力を最適に制御することが可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。本発明による冷凍サイクル装置は、回転数が可変の圧縮機(3)と、圧縮機(3)の回転数を操作する圧縮... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 ショーケース」が 公開されました。( 2021/03/18)

    【課題・解決手段】ショーケースは、圧縮機(10)、第一凝縮器(11)、絞り装置(12)、および、第一蒸発器(13)が配管で順次接続され、第一冷媒が循環する第一回路(101)と、第二凝縮器(14)と第二... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 空気調和機および空気調和機の梱包セット」が 公開されました。( 2021/03/18)

    【課題・解決手段】本発明の一局面に係る空気調和機(100)においては、可燃性の冷媒が、圧縮機(3)、第1熱交換器(1)、膨張弁(5)、および第2熱交換器(6)の順に循環する。圧縮機(3)は、冷凍機油を... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ