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JP4770562B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents

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JP4770562B2 JP2006110934A JP2006110934A JP4770562B2 JP 4770562 B2 JP4770562 B2 JP 4770562B2 JP 2006110934 A JP2006110934 A JP 2006110934A JP 2006110934 A JP2006110934 A JP 2006110934A JP 4770562 B2 JP4770562 B2 JP 4770562B2
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Description

本発明は、車両用空調装置にかかり、特に、冷却水を加熱するヒートポンプによって車室内を暖房する車両用空調装置に関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly to a vehicle air conditioner that heats a vehicle interior by a heat pump that heats cooling water.

エンジンの冷却水を加熱するヒートポンプを備えて車室内を空調する技術として特許文献1に記載の技術が提案されている。   As a technique for air-conditioning a vehicle interior provided with a heat pump for heating engine coolant, a technique described in Patent Document 1 has been proposed.

特許文献1に記載の技術では、車両駆動用エンジンの冷却水で加熱される温水ヒータに加えて、ヒートポンプを設け、このヒートポンプの冷媒循環回路に排熱回収用熱交換器と冷却水熱回収用熱交換器とを設けて、低温時の暖房立ち上がりの際には、車両駆動用エンジンの冷却水の循環回路を、放熱量の多い温水ヒータ側から冷却水熱回収用熱交換器側へ切り換えて、冷却水の放熱を少なくしながら、その放熱を冷媒に回収させると共に、ヒートポンプを駆動する空調用エンジンの負荷を排気絞り装置により一時的に高めて、空調用エンジンの排熱温度を高め、その排熱を排熱回収用熱交換器により冷媒に回収させることが提案されている。これによって特許文献1に記載の技術では、低温時の暖房の立ち上がりを速くすることができると共に、エンジン暖気を速くすることができる。
特開平5−231748号公報
In the technique described in Patent Document 1, a heat pump is provided in addition to a hot water heater heated by cooling water of a vehicle driving engine, and a heat exchanger for exhaust heat recovery and cooling water heat recovery are provided in a refrigerant circulation circuit of the heat pump. When the heater starts up at low temperatures, the cooling water circulation circuit of the vehicle drive engine is switched from the hot water heater side with a large amount of heat dissipation to the heat exchanger side for cooling water heat recovery. While reducing the heat dissipation of the cooling water, the heat recovery is recovered by the refrigerant, and the load of the air conditioning engine that drives the heat pump is temporarily increased by the exhaust throttle device to increase the exhaust heat temperature of the air conditioning engine, It has been proposed that exhaust heat be recovered by a refrigerant using an exhaust heat recovery heat exchanger. As a result, the technology described in Patent Document 1 can speed up the heating at low temperatures and speed up the engine warm-up.
JP-A-5-231748

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ヒートポンプを用いてエンジン冷却水の放熱を少なくして暖気を促進することが可能であるが、ヒートポンプのコンプレッサの回転数を水温の温度のみによって決定しているため、他に熱源がある場合などでは、無駄にコンプレッサの回転数を高く設定してしまうことがあり、ヒートポンプの消費電力が大きくなってしまい、ヒートポンプの制御に改善の余地がある。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is possible to reduce the heat dissipation of the engine cooling water by using a heat pump and promote warm-up, but the rotation speed of the compressor of the heat pump is determined only by the temperature of the water temperature. For this reason, when there is another heat source, the compressor rotational speed may be set high unnecessarily, the power consumption of the heat pump increases, and there is room for improvement in control of the heat pump.

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、ヒートポンプの消費電力を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object thereof is to suppress the power consumption of a heat pump.

上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて、車室内を空調する際の暖房の熱源となるエンジンの冷却水を加熱するヒートポンプと、エンジンから排出される排気ガスの熱によって前記冷却水を加熱する排気熱回収装置と、前記冷却水の温度を検出する温度検出手段エンジン負荷を検出する負荷検出手段、及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果を取得する取得手段と、前記取得手段の取得結果に基づいて、前記冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつ前記エンジン負荷が高くなるに従って低下し、かつ前記排気温度が高くなるに従って低下するように前記コンプレッサの回転数を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。 The invention according to claim 1 in order to achieve the above object, using a refrigerant compressed by a compressor, a heat pump for heating the cooling water of the engine as a heating source of heat at the time of air-conditioning a passenger compartment, the engine an exhaust heat recovery device for heating the cooling water by the heat of exhaust gas discharged, temperature detection means for detecting a temperature of the cooling water, the load detecting means for detecting an engine load, and the exhaust gas discharged from the engine An acquisition means for acquiring each detection result of the exhaust temperature detection means for detecting the exhaust temperature , and as the temperature of the cooling water decreases and the engine load increases based on the acquisition result of the acquisition means reduced, and to decrease according to the exhaust temperature rises, characterized in that it comprises a control means for controlling the rotational speed of the compressor It is.

請求項1に記載の発明によれば、ヒートポンプでは、コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いることで、暖房の熱源となるエンジンの冷却水が加熱される。すなわち、ヒートポンプのコンプレッサを作動することによって車室内を暖房することができる。また、排気熱回収装置では、エンジンから排出される排出ガスの熱によって冷却するが加熱される。 According to the first aspect of the present invention, in the heat pump, engine coolant that is a heat source for heating is heated by using the refrigerant compressed by the compressor. That is, the passenger compartment can be heated by operating the compressor of the heat pump. Further, in the exhaust heat recovery device, cooling is performed by the heat of exhaust gas exhausted from the engine, but it is heated.

また、取得手段では、冷却水の温度を検出する温度検出手段、エンジン負荷を検出する負荷検出手段、及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果が取得される。 Further, the acquisition means, temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water, the load detecting means for detecting the engine load, and the detection result of the exhaust gas temperature detection means for detecting the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine To be acquired.

そして、制御手段では、取得手段によって取得した各検出手段の検出結果に基づいて、冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつエンジン負荷が高くなるに従って低下し、かつ排気温度が高くなるに従って低下するように、ヒートポンプのコンプレッサの回転数が制御される。すなわち、冷却水の温度だけではなく、エンジン負荷が高い場合や排気温度が高い場合には冷却水の温度が上昇する可能性があり、この場合にはヒートポンプ能力を抑える必要があるため、冷却水の温度だけではなく、エンジン負荷や排気温度を考慮してヒートポンプのコンプレッサの回転数を制御することによってヒートポンプの消費電力を抑制することができる。 Then, in the control means, based on the detection result of each detection means acquired by the acquisition means, it decreases as the temperature of the cooling water increases, decreases as the engine load increases , and decreases as the exhaust temperature increases. Thus, the rotation speed of the compressor of the heat pump is controlled. That is, not only the temperature of the cooling water but also the temperature of the cooling water may increase when the engine load is high or the exhaust temperature is high . In this case, it is necessary to suppress the heat pump capacity. The power consumption of the heat pump can be suppressed by controlling the rotation speed of the compressor of the heat pump in consideration of not only the temperature of the engine but also the engine load and the exhaust gas temperature .

請求項に記載の発明は、コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて、車室内を空調する際の暖房の熱源となるエンジンの冷却水を加熱するヒートポンプと、エンジンから排出される排気ガスの熱によって前記冷却水を加熱する排気熱回収装置と、前記冷却水の温度を検出する温度検出手段及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果を取得する取得手段と、前記取得手段の取得結果に基づいて、前記冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつ前記排気温度が高くなるに従って低下するように前記コンプレッサの回転数を制御する制御手段と、を備えることを特徴としてる。 The invention according to claim 2 is a heat pump that heats engine coolant, which is a heat source for heating when air-conditioning the vehicle interior, using the refrigerant compressed by the compressor, and heat of exhaust gas discharged from the engine. Obtaining the detection results of the exhaust heat recovery device for heating the cooling water, the temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water, and the exhaust temperature detecting means for detecting the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine And control means for controlling the number of revolutions of the compressor so as to decrease as the temperature of the cooling water increases and decreases as the exhaust temperature increases based on the acquisition result of the acquisition means it Ru have as a feature the provided.

請求項に記載の発明によれば、ヒートポンプでは、コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いることで、暖房の熱源となるエンジンの冷却水が加熱される。すなわち、ヒートポンプのコンプレッサを作動することによって車室内を暖房することができる。 According to the second aspect of the present invention, in the heat pump, the coolant that has been compressed by the compressor is used to heat the engine coolant that is a heat source for heating. That is, the passenger compartment can be heated by operating the compressor of the heat pump.

排気熱回収装置では、エンジンから排出される排気ガスの熱によって冷却水が加熱される。すなわち、排ガスの熱によっても車室内を暖房することができる。   In the exhaust heat recovery device, the cooling water is heated by the heat of the exhaust gas discharged from the engine. That is, the vehicle interior can be heated by the heat of the exhaust gas.

また、取得手段では、冷却水の温度を検出する温度検出手段、及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果が取得される。   In the acquisition means, detection results of the temperature detection means for detecting the temperature of the cooling water and the exhaust temperature detection means for detecting the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine are acquired.

そして、制御手段では、取得手段によって取得した各検出手段の検出結果に基づいて、冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつ排気温度が高くなるに従って低下するように、ヒートポンプのコンプレッサの回転数が制御される。すなわち、冷却水の温度だけではなく、排気熱回収装置によって冷却水の温度が上昇する可能性があり、この場合にはヒートポンプ能力を抑える必要があるため、冷却水の温度だけではなく、排気ガスの温度を考慮してヒートポンプのコンプレッサの回転数を制御することによってヒートポンプの消費電力を抑制することができる。   Then, in the control means, based on the detection result of each detection means acquired by the acquisition means, the number of rotations of the compressor of the heat pump so that it decreases as the temperature of the cooling water increases and decreases as the exhaust temperature increases. Is controlled. That is, not only the temperature of the cooling water but also the temperature of the cooling water may be increased by the exhaust heat recovery device. In this case, it is necessary to suppress the heat pump capacity. The power consumption of the heat pump can be suppressed by controlling the rotation speed of the compressor of the heat pump in consideration of the temperature of the heat pump.

なお、制御手段は、請求項に記載の発明のように、取得手段によって取得した各検出手段の検出結果の各々に対応させてコンプレッサの回転数をそれぞれ求め、求めた各コンプレッサの回転数の平均回転数となるように、コンプレッサの回転数を制御するようにしてもよい。 The control means obtains the number of rotations of the compressor corresponding to each detection result of each detection means acquired by the acquisition means as in the invention described in claim 3 , and determines the rotation speed of each compressor thus obtained. You may make it control the rotation speed of a compressor so that it may become average rotation speed.

以上説明したように本発明によれば、エンジンの冷却水の温度だけではなく、エンジン負荷や排気ガスの温度等を考慮してヒートポンプのコンプレッサの回転数を制御することによって、冷却水が温度上昇する可能性が高い場合にヒートポンプ能力を抑えることができるので、ヒートポンプの消費電力を抑制することができる、という効果がある。   As described above, according to the present invention, the temperature of the cooling water rises by controlling the rotational speed of the compressor of the heat pump in consideration of not only the temperature of the engine cooling water but also the temperature of the engine load and exhaust gas. Since there is a high possibility that the heat pump capability can be suppressed, the power consumption of the heat pump can be suppressed.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係わる車両用空調装置10は、エンジン12とモータジェネレータを走行駆動源としたハイブリッド車に搭載することができる。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention. The vehicle air conditioner 10 according to the present embodiment can be mounted on a hybrid vehicle using the engine 12 and a motor generator as a travel drive source.

本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10は、エンジン12を冷却水によって冷却する冷却水サイクル16、及び冷媒を循環する冷媒サイクル26を備えている。   The vehicle air conditioner 10 according to the embodiment of the present invention includes a cooling water cycle 16 for cooling the engine 12 with cooling water, and a refrigerant cycle 26 for circulating the refrigerant.

エンジン12を冷却水によって冷却する冷却水サイクル16中には、排気熱回収器18、水冷媒熱交換器20、ウォーターポンプ22、及びヒータコア24が設けられており、冷却水はウォーターポンプ22によって冷却水が循環される。なお、ウォーターポンプ22は、エンジン12が停止していても冷却水を循環させることができるように電動で駆動するものを適用するようにしてもよい。   An exhaust heat recovery unit 18, a water / refrigerant heat exchanger 20, a water pump 22, and a heater core 24 are provided in a cooling water cycle 16 that cools the engine 12 with cooling water. The cooling water is cooled by the water pump 22. Water is circulated. The water pump 22 may be one that is electrically driven so that the cooling water can be circulated even when the engine 12 is stopped.

排気熱回収器18は、エンジンの排気ガスを排出する排気管に設けられ、熱を電力変換するものであり、冷却水サイクル16中の冷却水によって冷却される。すなわち、排気管と冷却水との間で熱交換し、排気管の熱によって冷却水を加熱することができる。   The exhaust heat recovery unit 18 is provided in an exhaust pipe that discharges engine exhaust gas, converts heat into electric power, and is cooled by cooling water in the cooling water cycle 16. That is, heat exchange can be performed between the exhaust pipe and the cooling water, and the cooling water can be heated by the heat of the exhaust pipe.

水冷媒熱交換器20は、車両用空調装置の冷媒サイクル26を利用して、エンジン12の冷却水を加熱する、所謂ヒートポンプとして機能する。   The water refrigerant heat exchanger 20 functions as a so-called heat pump that heats the cooling water of the engine 12 using the refrigerant cycle 26 of the vehicle air conditioner.

ヒータコア24は、車両用空調装置10によって車室内を暖房する際の熱源として機能する。すなわち、エンジン12からの放熱によって加熱された冷却水がヒータコア24で放熱されることにより、車室内を暖房することができる。   The heater core 24 functions as a heat source when the vehicle air conditioner 10 heats the passenger compartment. That is, the cooling water heated by the heat radiation from the engine 12 is radiated by the heater core 24 so that the vehicle interior can be heated.

また、冷媒サイクル26は、電動コンプレッサ28、水冷媒熱交換器20、コンデンサ30、膨張弁32、及びエバポレータ34によって構成され、電動コンプレッサ28によって冷媒が圧縮循環される。この時、冷媒サイクル26は水冷媒熱交換器20をヒートポンプとしても機能することが可能とされている。なお、エバポレータ34は、水冷媒熱交換器20をヒートポンプとして機能させるためのバイパス通路を有しており、ヒートポンプとして機能させる場合には冷媒をエバポレータ34を通過せずにバイパスする。   The refrigerant cycle 26 includes an electric compressor 28, a water refrigerant heat exchanger 20, a condenser 30, an expansion valve 32, and an evaporator 34, and refrigerant is compressed and circulated by the electric compressor 28. At this time, the refrigerant cycle 26 can also function as the heat pump with the water refrigerant heat exchanger 20. The evaporator 34 has a bypass passage for causing the water-refrigerant heat exchanger 20 to function as a heat pump, and bypasses the refrigerant without passing through the evaporator 34 when functioning as a heat pump.

冷媒サイクル26は、車両用空調装置10を冷房として機能する際には、電動コンプレッサ28によって冷媒を圧縮することによって高温高圧の気化した冷媒とし、コンデンサ30で高温高圧の冷媒を液化して放熱し、膨張弁32によって液化している冷媒を急激に減圧することにより、霧状にしてエバポレータ34で気化することにより、このエバポレータ34を通過する空気を冷却する。この時、エバポレータ34では、通過する空気を冷却することにより、空気中の水分を結露させるようになっており、これにより、エバポレータ34後の空気が除湿される。   When the vehicle air conditioner 10 functions as a cooling system, the refrigerant cycle 26 compresses the refrigerant by the electric compressor 28 to obtain a high-temperature and high-pressure vaporized refrigerant, and the condenser 30 liquefies the high-temperature and high-pressure refrigerant to dissipate heat. The refrigerant that has been liquefied by the expansion valve 32 is rapidly reduced in pressure to be atomized and vaporized by the evaporator 34, thereby cooling the air that passes through the evaporator 34. At this time, the evaporator 34 cools the passing air so as to condense moisture in the air, whereby the air after the evaporator 34 is dehumidified.

また、冷媒サイクル26は、水冷媒熱交換器20をヒートポンプとして機能させる場合には、コンプレッサ28で冷媒を圧縮することによって高温高圧の気化した冷媒とし、この冷媒の熱を水冷媒熱交換器20を通過する冷却水サイクル16の冷却水に放熱することによって冷却水を加熱する。また、水冷媒熱交換器20を通過して液化した冷媒を、図示しない膨張弁(例えば、水冷媒熱交換器20に内蔵)によって減圧してコンデンサ30で吸熱させて、エバポレータ34をバイパスして電動コンプレッサ28に冷媒を供給する。このサイクルを繰り返すことによって水冷媒熱交換器20がヒートポンプとして機能し、冷却水を加熱することができる。なお、水冷媒熱交換器20の発熱を車室内に放熱して暖房として機能させるようにしてもよい。   In addition, when the water refrigerant heat exchanger 20 functions as a heat pump, the refrigerant cycle 26 compresses the refrigerant by the compressor 28 to obtain a high-temperature and high-pressure vaporized refrigerant, and the heat of the refrigerant is converted into the water refrigerant heat exchanger 20. The cooling water is heated by dissipating heat to the cooling water of the cooling water cycle 16 that passes through. Further, the refrigerant liquefied after passing through the water refrigerant heat exchanger 20 is decompressed by an expansion valve (not shown) (for example, incorporated in the water refrigerant heat exchanger 20) and absorbed by the capacitor 30, bypassing the evaporator 34. A refrigerant is supplied to the electric compressor 28. By repeating this cycle, the water-refrigerant heat exchanger 20 functions as a heat pump and can heat the cooling water. In addition, you may make it function as heating by dissipating the heat_generation | fever of the water refrigerant | coolant heat exchanger 20 in a vehicle interior.

また、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10は、電動コンプレッサ28が接続された制御ユニット14が設けられており、制御ユニット14によって電動コンプレッサ28の回転数が制御される。   The vehicle air conditioner 10 according to the embodiment of the present invention is provided with a control unit 14 to which an electric compressor 28 is connected, and the rotational speed of the electric compressor 28 is controlled by the control unit 14.

本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10では、車室内を暖房する際には、加熱された冷却水が通過するヒータコア24からの放熱によって車室内を暖房するが、ヒータコア24を流れる冷却水は、エンジン12を冷却することによる加熱、排気熱回収器で排気ガスの熱を回収することによる加熱、及び水冷媒熱交換器20による加熱が可能であるので、制御ユニット14が各熱源の確保状況に応じて電動コンプレッサ28の回転数を制御することで水冷媒熱交換器20による加熱量を制御し、電動コンプレッサ28の消費電力を低減しながら、車室内を暖房することができる。   In the vehicle air conditioner 10 according to the embodiment of the present invention, when the vehicle interior is heated, the vehicle interior is heated by heat radiation from the heater core 24 through which the heated cooling water passes, but the cooling that flows through the heater core 24 is performed. Water can be heated by cooling the engine 12, heated by recovering the heat of the exhaust gas with an exhaust heat recovery device, and heated by the water refrigerant heat exchanger 20. By controlling the number of rotations of the electric compressor 28 according to the securing status, the amount of heating by the water refrigerant heat exchanger 20 can be controlled, and the vehicle interior can be heated while reducing the power consumption of the electric compressor 28.

制御ユニット14には、各熱源の確保状況を検出するために、冷却水の温度を検出する水温センサ36や排気ガス温度を検出する排気温センサ38等のセンサが接続されたエンジンECU40が接続されており、制御ユニット14は、水温センサ36及び排気温センサ38の各センサの検出結果をエンジンECU40から取得すると共に、エンジン負荷としてエンジン出力をエンジンECU40から取得し、電動コンプレッサ28の回転数を制御する。なお、制御ユニット14がエンジンECU40から取得するエンジン出力としては、例えば、エンジン12の回転数を取得する。   The control unit 14 is connected to an engine ECU 40 to which sensors such as a water temperature sensor 36 for detecting the temperature of the cooling water and an exhaust temperature sensor 38 for detecting the exhaust gas temperature are connected in order to detect the securing status of each heat source. The control unit 14 acquires the detection results of the water temperature sensor 36 and the exhaust temperature sensor 38 from the engine ECU 40, acquires the engine output as the engine load from the engine ECU 40, and controls the rotational speed of the electric compressor 28. To do. In addition, as an engine output which control unit 14 acquires from engine ECU40, the rotation speed of the engine 12 is acquired, for example.

詳細には、制御ユニット14は、取得した冷却水の温度、排気ガス温度、及びエンジン出力に基づいて、冷却水の温度が高くなるに従って低下し、排気ガス温度が高くなるに従って低下し、かつエンジン出力が高くなるに従って低下するように、電動コンプレッサ28の回転数を制御する。更に具体的には、制御ユニット14には、水温(Tw)毎に予め定められた電動コンプレッサ28回転数のマップ(図2(A))、エンジン出力毎に予め定められた電動コンプレッサ28回転数のマップ(図2(B))、及び排気温(TG)毎に予め定められた電動コンプレッサ28回転数のマップ(図2(C))が記憶されており、エンジンECU40から取得した冷却水の温度、エンジン出力、及び排気ガス温度に基づいて、図2のマップからそれぞれに対応する電動コンプレッサ28の回転数を求める。そして、本実施の形態では、電動コンプレッサ28の消費電力を低減するために、各マップから読み出した電動コンプレッサ28の回転数の平均値を算出して、算出した値を電動コンプレッサ28回転数として設定するようになっている。これによって、エンジン冷却水の温度だけではなく、他の熱源を考慮して電動コンプレッサ28の回転数を設定することができ、電動コンプレッサ28の消費電力を抑制することができる。   Specifically, the control unit 14 decreases based on the acquired coolant temperature, exhaust gas temperature, and engine output, and decreases as the coolant temperature increases, decreases as the exhaust gas temperature increases, and the engine. The rotational speed of the electric compressor 28 is controlled so as to decrease as the output increases. More specifically, the control unit 14 has a map (FIG. 2 (A)) of an electric compressor 28 rotation speed that is predetermined for each water temperature (Tw), and an electric compressor 28 rotation speed that is predetermined for each engine output. (FIG. 2 (B)) and a map (FIG. 2 (C)) of the number of rotations of the electric compressor 28 determined in advance for each exhaust gas temperature (TG) are stored, and the coolant obtained from the engine ECU 40 is stored. Based on the temperature, engine output, and exhaust gas temperature, the rotational speed of the electric compressor 28 corresponding to each is obtained from the map of FIG. In this embodiment, in order to reduce the power consumption of the electric compressor 28, the average value of the rotation speed of the electric compressor 28 read from each map is calculated, and the calculated value is set as the rotation speed of the electric compressor 28. It is supposed to be. Thus, the rotational speed of the electric compressor 28 can be set considering not only the temperature of the engine coolant but also other heat sources, and the power consumption of the electric compressor 28 can be suppressed.

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10の作用について説明する。   Then, the effect | action of the vehicle air conditioner 10 concerning embodiment of this invention comprised as mentioned above is demonstrated.

図3は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10の制御ユニット14で行われる電動コンプレッサ28の回転数設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the rotational speed setting process of the electric compressor 28 performed by the control unit 14 of the vehicle air conditioner 10 according to the embodiment of the present invention.

車両用空調装置10の暖房が指示されると、まずステップ100では、水温センサ36の検出結果がエンジンECU40から取得されてステップ102へ移行する。   When the heating of the vehicle air conditioner 10 is instructed, first, at step 100, the detection result of the water temperature sensor 36 is acquired from the engine ECU 40, and the routine proceeds to step 102.

ステップ102では、水温センサ36の検出結果に対応する電動コンプレッサ28の回転数f1(Tw)が求められる。すなわち、制御ユニット14に記憶されたマップ(図2(A))から検出水温に対応する電動コンプレッサ28の回転数を求める。   In step 102, the rotation speed f1 (Tw) of the electric compressor 28 corresponding to the detection result of the water temperature sensor 36 is obtained. That is, the rotational speed of the electric compressor 28 corresponding to the detected water temperature is obtained from the map (FIG. 2A) stored in the control unit 14.

次にステップ104では、エンジンECU40からエンジン回転数を取得することによって、エンジン出力が検出されてステップ106へ移行する。   Next, at step 104, the engine output is detected by obtaining the engine speed from the engine ECU 40, and the routine proceeds to step 106.

ステップ106では、エンジン出力に対応する電動コンプレッサ28の回転数f2(E/G)が求められる。すなわち、制御ユニット14に記憶されたマップ(図2(B))からエンジン出力に対応する電動コンプレッサ28の回転数を求める。   In step 106, the rotational speed f2 (E / G) of the electric compressor 28 corresponding to the engine output is obtained. That is, the rotational speed of the electric compressor 28 corresponding to the engine output is obtained from the map (FIG. 2B) stored in the control unit 14.

続いてステップ108では、排気温センサ38の検出結果がエンジンECU40から取得されてステップ110へ移行する。   Subsequently, at step 108, the detection result of the exhaust temperature sensor 38 is acquired from the engine ECU 40, and the routine proceeds to step 110.

ステップ110では、排気温センサ38の検出結果に対応する電動コンプレッサ28の回転数f3(TG)が求められる。すなわち、制御ユニット14に記憶されたマップ(図2(C))から検出排気温に対応する電動コンプレッサ28の回転数を求める。   In step 110, the rotational speed f3 (TG) of the electric compressor 28 corresponding to the detection result of the exhaust temperature sensor 38 is obtained. That is, the rotational speed of the electric compressor 28 corresponding to the detected exhaust gas temperature is obtained from the map stored in the control unit 14 (FIG. 2C).

そして、ステップ112では、各コンプレッサ回転数の平均[=AVE(f1(Tw)+f2(E/G)+f3(TG))]が算出されて、算出した平均値が電動コンプレッサ28の回転数として設定されることによって、電動コンプレッサ28の回転が制御されて、ステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。   In step 112, an average [= AVE (f1 (Tw) + f2 (E / G) + f3 (TG))] of each compressor speed is calculated, and the calculated average value is set as the speed of the electric compressor 28. As a result, the rotation of the electric compressor 28 is controlled, and the process returns to step 100 and the above-described processing is repeated.

このように本実施の形態に係わる車両用空調装置10では、冷媒サイクル26の水冷媒熱交換器20をヒートポンプとして機能させて暖房を行う際には、エンジン冷却水の温度を検出するだけではなく、冷却水を加熱する熱源(本実施の形態では、エンジン12や排気熱回収器18)による熱の確保状況を考慮して、電動コンプレッサ28の回転数を設定するので、必要以上に高い回転数で電動コンプレッサ28を回転することなく、車室内を空調することができ、電動コンプレッサ28の消費電力を抑制することができる。   Thus, in the vehicle air conditioner 10 according to the present embodiment, when the water refrigerant heat exchanger 20 of the refrigerant cycle 26 functions as a heat pump for heating, not only the temperature of the engine coolant is detected. In addition, since the rotational speed of the electric compressor 28 is set in consideration of the state of securing heat by the heat source for heating the cooling water (in this embodiment, the engine 12 and the exhaust heat recovery device 18), the rotational speed is higher than necessary. Thus, the vehicle interior can be air-conditioned without rotating the electric compressor 28, and the power consumption of the electric compressor 28 can be suppressed.

なお、上記の実施の形態では、エンジン冷却水の温度、エンジン出力、及び排気温度に基づいて、電動コンプレッサ28の回転数を設定するようにしたが、これに限るものではなく、エンジン冷却水の温度と、エンジン出力または排気温度に基づいて、電動コンプレッサ28の回転数を設定するようにしてもよい。例えば、排気熱回収器18を備えていない場合には、エンジン冷却水の温度とエンジン出力に基づいて、電動コンプレッサ28の回転数を設定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the rotational speed of the electric compressor 28 is set based on the temperature of the engine cooling water, the engine output, and the exhaust temperature. However, the present invention is not limited to this. The rotational speed of the electric compressor 28 may be set based on the temperature and the engine output or the exhaust gas temperature. For example, when the exhaust heat recovery unit 18 is not provided, the rotational speed of the electric compressor 28 may be set based on the temperature of the engine cooling water and the engine output.

また、上記の実施の形態では、冷却水の温度から求めた電動コンプレッサ28の回転数、エンジン出力から求めた電動コンプレッサ28の回転数、及び排気温度から求めた電動コンプレッサ28の回転数の平均値を算出することによって、電動コンプレッサ28の回転数を設定するようにしたが、これに限るものではなく、それぞれ求めた電動コンプレッサ28の回転数に対して重み付けを適宜行って、電動コンプレッサ28の回転数を設定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the average value of the rotational speed of the electric compressor 28 obtained from the temperature of the cooling water, the rotational speed of the electric compressor 28 obtained from the engine output, and the rotational speed of the electric compressor 28 obtained from the exhaust temperature. However, the present invention is not limited to this, and the rotation speed of the electric compressor 28 is determined by appropriately weighting the obtained rotation speed of the electric compressor 28. The number may be set.

本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle air conditioner concerning embodiment of this invention. (A)は水温毎に予め定められた電動コンプレッサ回転数のマップを示すグラフであり、(B)はエンジン出力毎に予め定められた電動コンプレッサ回転数のマップを示すグラフであり、(C)は排気温毎に予め定められた電動コンプレッサ28回転数のマップを示すグラフである。(A) is a graph showing a map of the electric compressor rotation speed predetermined for each water temperature, (B) is a graph showing a map of the electric compressor rotation speed predetermined for each engine output, (C) These are graphs showing a map of the number of rotations of the electric compressor 28 predetermined for each exhaust temperature. 本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の制御ユニットで行われる電動コンプレッサの回転数設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the rotation speed setting process of an electric compressor performed with the control unit of the vehicle air conditioner concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両用空調装置
12 エンジン
14 制御ユニット
16 冷却水サイクル
20 水冷媒熱交換器
26 冷媒サイクル
28 電動コンプレッサ
36 水温センサ
38 排気温センサ
40 エンジンECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle air conditioner 12 Engine 14 Control unit 16 Cooling water cycle 20 Water refrigerant heat exchanger 26 Refrigerant cycle 28 Electric compressor 36 Water temperature sensor 38 Exhaust temperature sensor 40 Engine ECU

Claims (3)

コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて、車室内を空調する際の暖房の熱源となるエンジンの冷却水を加熱するヒートポンプと、
エンジンから排出される排気ガスの熱によって前記冷却水を加熱する排気熱回収装置と、
前記冷却水の温度を検出する温度検出手段エンジン負荷を検出する負荷検出手段、及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果を取得する取得手段と、
前記取得手段の取得結果に基づいて、前記冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつ前記エンジン負荷が高くなるに従って低下し、かつ前記排気温度が高くなるに従って低下するように前記コンプレッサの回転数を制御する制御手段と、
を備えた車両用空調装置。
A heat pump that heats engine cooling water, which is a heat source for heating when air-conditioning the vehicle interior, using the refrigerant compressed by the compressor;
An exhaust heat recovery device for heating the cooling water by the heat of the exhaust gas discharged from the engine;
Temperature detection means for detecting a temperature of the coolant, and obtaining means for obtaining load detecting means for detecting an engine load, and the detection results of the exhaust gas temperature detection means for detecting the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine,
Based on the acquisition result of the acquisition unit, so that the drops as the temperature of the cooling water is increased, and the decrease as the engine load increases, and decreases as the exhaust temperature rises, the rotation of the compressor Control means for controlling the number;
A vehicle air conditioner comprising
コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて、車室内を空調する際の暖房の熱源となるエンジンの冷却水を加熱するヒートポンプと、
エンジンから排出される排気ガスの熱によって前記冷却水を加熱する排気熱回収装置と、
前記冷却水の温度を検出する温度検出手段及びエンジンから排出される排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出手段の各検出結果を取得する取得手段と、
前記取得手段の取得結果に基づいて、前記冷却水の温度が高くなるに従って低下し、かつ前記排気温度が高くなるに従って低下するように前記コンプレッサの回転数を制御する制御手段と、
を備えた車両用空調装置。
A heat pump that heats engine cooling water, which is a heat source for heating when air-conditioning the vehicle interior, using the refrigerant compressed by the compressor;
An exhaust heat recovery device for heating the cooling water by the heat of the exhaust gas discharged from the engine ;
Acquisition means for acquiring each detection result of the temperature detection means for detecting the temperature of the cooling water and the exhaust temperature detection means for detecting the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine;
Control means for controlling the rotational speed of the compressor so as to decrease as the temperature of the cooling water increases and decreases as the exhaust temperature increases based on the acquisition result of the acquisition means;
A vehicle air conditioner comprising
前記制御手段は、前記取得手段によって取得した各検出手段の検出結果の各々に対応させて前記コンプレッサの回転数をそれぞれ求め、求めた各コンプレッサの回転数の平均回転数となるように、前記コンプレッサの回転数を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用空調装置。 The control means obtains the rotation speed of the compressor corresponding to each detection result of each detection means acquired by the acquisition means, and the compressor so as to obtain an average rotation speed of the determined rotation speeds of the compressors. The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the rotational speed of the vehicle is controlled.
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