车辆用制冷循环装置的制作方法

文档序号:23728707发布日期:2021-01-26 18:51阅读:104来源:国知局
车辆用制冷循环装置的制作方法
车辆用制冷循环装置
[0001]
相关申请的相互参照
[0002]
本申请基于在2018年6月8日申请的日本专利申请号2018-110428号,在此引用其记载内容。
技术领域
[0003]
本发明涉及一种进行空气的冷却和电池的冷却的车辆用制冷循环装置。


背景技术:

[0004]
以往,在专利文献1中记载有进行向车室内吹送的空气的冷却和电池的冷却的车辆用制冷循环装置。
[0005]
具体而言,空气冷却用蒸发器和电池冷却用热交换器在制冷剂流中相互并联地配置。
[0006]
现有技术文献
[0007]
专利文献
[0008]
专利文献1:日本特开2015-120505号公报
[0009]
然而,根据上述现有技术,若如夏季的高速行驶时等那样空气冷却所需的能力和电池冷却所需的能力双方都变大,则无法满足各个能力。
[0010]
例如,制冷剂在空气冷却用蒸发器和电池冷却用热交换器中相互并列地流动,因此,当在夏季进行空气冷却的状态下进行电池冷却时,与不进行电池冷却的情况相比,在空气冷却用蒸发器中流动的制冷剂流量变少,空气冷却性能降低。
[0011]
其结果是,向车室内吹出的空气的温度上升而对制冷舒适性造成影响、或除湿性能降低而对防雾性造成影响。另外,还存在电池的温度变高而电池劣化加快的可能性。


技术实现要素:

[0012]
本发明的目的是,鉴于上述问题,极力确保空气冷却能力和电池冷却能力的双方。
[0013]
为了实现上述目的,在本发明的第一方式中,具备压缩机、散热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一蒸发器、第二蒸发器和控制部。
[0014]
压缩机吸入并排出制冷剂。散热器使从压缩机排出的制冷剂散热。第一膨胀阀和第二膨胀阀使由散热器散热后的制冷剂减压,并且该第一膨胀阀和第二膨胀阀在制冷剂的流动中相互并联地配置。第一蒸发器使由第一膨胀阀减压后的制冷剂与向车室内吹送的空气进行热交换而蒸发。第二蒸发器使由第二膨胀阀减压后的制冷剂与用于冷却电池的热介质进行热交换而蒸发。控制部控制第二膨胀阀的节流开度。
[0015]
控制部能够切换第二蒸发器优先控制和第一蒸发器优先控制,该第二蒸发器优先控制基于第二蒸发器的制冷剂状态来控制第二膨胀阀的节流开度,该第一蒸发器优先控制基于第一蒸发器的温度、在第一蒸发器中流动的制冷剂的温度以及在第一蒸发器中进行热交换后的空气的温度中的至少一个温度来控制第二膨胀阀的节流开度。
[0016]
在第二蒸发器优先控制中,当第一蒸发器的温度、在第一蒸发器中流动的制冷剂的温度、以及在第一蒸发器中进行热交换后的空气的温度中的至少一个温度为切换温度以上时,控制部切换为第一蒸发器优先控制。
[0017]
由此,在第二蒸发器优先控制中,能够优先地发挥第二蒸发器的电池冷却能力。在第一蒸发器优先控制中,能够优先地发挥第一蒸发器的空气冷却能力。
[0018]
而且,在第二蒸发器优先控制中,当在第一蒸发器中流动的制冷剂的温度以及在第一蒸发器中进行热交换后的空气的温度中的至少一个温度为切换温度以上时,切换为第一蒸发器优先控制,因此,在第二蒸发器优先控制时空气冷却能力发生了降低的情况下,切换为第一蒸发器优先控制而能够与电池冷却能力相比优先确保空气冷却能力。
附图说明
[0019]
图1是表示第一实施方式中的制冷循环装置的整体结构图。
[0020]
图2是表示第一实施方式中的制冷循环装置的电气控制部的框图。
[0021]
图3是表示第一实施方式中的制冷循环装置的控制装置所执行的第一控制处理的流程图。
[0022]
图4是表示第一实施方式中的制冷循环装置的控制装置所执行的第二控制处理的流程图。
[0023]
图5是在图4所示的第二控制处理中用于算出允许温度差的控制特性图。
[0024]
图6是在图4所示的第二控制处理中用于第二膨胀阀的开闭切换的控制特性图。
[0025]
图7是表示第一实施方式中的制冷循环装置的工作例的时序图。
[0026]
图8是表示第二实施方式中的制冷循环装置的整体结构图。
[0027]
图9是在第二实施方式中的制冷循环装置的控制装置所执行的控制处理中用于算出允许温度差的控制特性图。
具体实施方式
[0028]
以下,参照附图来说明用于实施本发明的多个方式。在各实施方式中,有时对与在先前的实施方式中说明过的事项对应的部分标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各实施方式中只说明了结构的一部分的情况下,对于结构的其他部分,能够应用先前说明过的其他实施方式。不仅是在各实施方式中具体地明示了能够进行组合的部分彼此的组合,而且只要组合不特别产生妨碍,则即使未明示,也能够将实施方式彼此部分地组合。
[0029]
(第一实施方式)
[0030]
以下,基于附图对实施方式进行说明。图1所示的制冷循环装置10是车辆用制冷循环装置。制冷循环装置10应用于从发动机1(换言之,内燃机)以及行驶用电动马达获得行驶用的驱动力的混合动力车辆。
[0031]
本实施方式的混合动力车辆构成为所谓的插电式混合动力汽车。因此,本实施方式的混合动力车辆构成为能够将在车辆停车时从外部电源(例如商用电源)供给的电力向搭载于车辆的电池2充电。作为电池,可以使用例如锂离子电池。
[0032]
在混合动力车辆中,从发动机1输出的驱动力不仅用作车辆行驶用,还用于使发电机工作。并且,混合动力车辆能够将由发电机发出的电力以及从外部电源供给的电力储存
于电池2,储存于电池2的电力不仅供给至行驶用电动马达,还供给至搭载于混合动力车辆的各种车载设备。
[0033]
混合动力车辆在如行驶开始时那样电池2的蓄电余量为预先确定的行驶用基准余量以上时以ev行驶模式行驶。ev行驶模式是指通过基于电池2的电力的行驶用电动马达的驱动来使车辆行驶的行驶模式。
[0034]
混合动力车辆在车辆行驶中电池2的蓄电余量低于行驶用基准余量时以hv行驶模式行驶。hv行驶模式是主要通过发动机1输出的驱动力来使车辆行驶的行驶模式,但在车辆行驶负荷为高负荷时使行驶用电动马达工作来辅助发动机1。
[0035]
混合动力车辆通过这样切换ev行驶模式和hv行驶模式,对仅从发动机1获得车辆行驶用的驱动力的通常的车辆抑制发动机1的燃料消耗量,从而提高车辆燃料效率。
[0036]
在混合动力车辆中,ev行驶模式与hv行驶模式的切换由图2所示的车辆控制装置70控制。发动机1是混合动力车辆中的动力装置。
[0037]
制冷循环装置10为了对车辆的车室内进行制冷或除湿而对向车室内吹出的空气进行冷却。即,制冷循环装置10也是车辆用空气冷却装置。
[0038]
像电池2这样的二次电池,为了在不促进劣化的情况下充分地有效利用充放电容量,优选在适当温度带使用。因此,制冷循环装置10具有对电池2进行冷却以将电池2的温度维持在适当温度带内的功能。即,制冷循环装置10也是车辆用电池冷却装置。
[0039]
制冷循环装置10通过蒸气压缩式的制冷循环来冷却向车室内吹送的空气及电池2。
[0040]
为了进行空气冷却及电池冷却,制冷循环装置10构成为能够切换空气冷却单独运转、电池冷却单独运转、空气电池冷却运转的制冷剂回路。
[0041]
在空气冷却单独运转中,进行空气冷却,不进行电池冷却。在电池冷却单独运转中,不进行空气冷却,进行电池冷却。在空气电池冷却运转中,进行空气冷却及电池冷却的双方。
[0042]
在图1中,用空心箭头表示空气冷却单独运转的制冷剂回路中的制冷剂的流动。用带斜线阴影的箭头表示电池冷却单独运转的制冷剂回路中的制冷剂的流动。用涂黑箭头表示空气电池冷却运转的制冷剂回路中的制冷剂的流动。
[0043]
在制冷循环装置10中,作为制冷剂而采用了hfc类制冷剂(具体而言为r1234yf),构成了从压缩机11排出的排出制冷剂的压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。在制冷剂中混入有用于润滑压缩机11的冷冻机油,冷冻机油的一部分与制冷剂一起在循环中循环。
[0044]
制冷循环装置10具有压缩机11、散热器12、第一膨胀阀13、第一蒸发器14、第二膨胀阀15以及第二蒸发器16。
[0045]
压缩机11在制冷循环装置10中将制冷剂吸入、压缩后排出。压缩机11由电动压缩机构成,该电动压缩机利用电动马达对排出容量固定的固定容量型的压缩机构进行旋转驱动。
[0046]
压缩机11中的制冷剂排出能力(即转速)由从控制装置50输出的控制信号控制。压缩机11配置在车辆发动机罩内。
[0047]
在压缩机11的排出口连接有散热器12的制冷剂入口侧。散热器12是通过使从压缩
机11排出的高压制冷剂与由图2所示的外气风扇12a吹送的车室外空气(以下,称为外气)进行热交换而使高压制冷剂冷凝的室外热交换器。散热器12配置在车辆发动机罩内的前方侧。
[0048]
外气风扇12a由电动式的送风机构成。外气风扇12a的送风能力(即转速)通过从控制装置50输出的控制电压来控制。
[0049]
在散热器12的制冷剂出口侧连接有第一3通接头17的流入口侧。第一3通接头17具有相互连通的三个流入流出口。例如,第一3通接头17通过接合多个配管而形成。第一3通接头17也可以通过在金属块、树脂块上设置多个制冷剂通路而形成。
[0050]
在第一3通接头17的一方的流出口连接有第一膨胀阀13的入口侧。在第一3通接头17的另一方的流出口连接有第二膨胀阀15的入口侧。
[0051]
第一膨胀阀13是在空气冷却单独运转时或空气电池冷却运转时使从散热器12流出的高压制冷剂减压的第一减压部。第一膨胀阀13是构成为具有阀芯和电动致动器的电动式的可变节流机构,其中,该阀芯构成为能够变更节流开度,该电动致动器使阀芯的开度变化。第一膨胀阀13通过调节供制冷剂流动的流路的开口面积来调节制冷剂的减压量。
[0052]
第二膨胀阀15的基本结构与第一膨胀阀13相同。这些第一膨胀阀13、第二膨胀阀15具有通过将阀开度设为全开而几乎不发挥流量调节作用和制冷剂减压作用而仅作为制冷剂通路发挥功能的全开功能,以及通过将阀开度设为全闭来闭塞制冷剂通路的全闭功能。
[0053]
通过全开功能以及全闭功能,第一膨胀阀13、第二膨胀阀15能够切换上述的各运转的制冷剂回路。因此,第一膨胀阀13、第二膨胀阀15兼具作为制冷剂回路切换装置的功能。第一膨胀阀13及第二膨胀阀15由从控制装置50输出的控制信号(例如控制脉冲)控制。
[0054]
在第一膨胀阀13的出口侧连接有第一蒸发器14的制冷剂入口侧。第一蒸发器14配置在室内空调单元30的空调壳体31内。
[0055]
第一蒸发器14是空气冷却器。第一蒸发器14在空气冷却单独运转时或空气电池冷却运转时使由第一膨胀阀13减压后的低压制冷剂与从送风机32吹送来的空气进行热交换而使低压制冷剂蒸发,使低压制冷剂发挥吸热作用,由此对空气进行冷却。
[0056]
在第一蒸发器14的出口侧连接有第二3通接头19的一方的流入口侧。第二3通接头19的基本结构与第一3通接头17相同。在第二3通接头19的另一方的流入口侧连接有第二蒸发器16的出口侧。在第二3通接头19的流出口连接有压缩机11的吸入口侧。
[0057]
在第二膨胀阀15的出口侧连接有第二蒸发器16的制冷剂入口侧。第二蒸发器16是通过使从第二膨胀阀15流出的低压制冷剂从低温冷却水回路20的冷却水吸热而使低压制冷剂蒸发的蒸发器。在第二蒸发器16的制冷剂出口侧连接有第二3通接头19的另一方的流入口侧。
[0058]
低温冷却水回路20是使热介质在制冷循环装置10的第二蒸发器16、电池用热交换器21与散热器22之间循环的热介质回路。作为低温冷却水回路20中的热介质,使用冷却水。作为冷却水,例如可以采用水、乙二醇水溶液等。
[0059]
在低温冷却水回路20配置有低温冷却水泵23、第二蒸发器16、电池用热交换器21及散热器22。在低温冷却水回路20中,通过冷却水流路连接这些构成设备。低温冷却水回路20构成冷却水能够循环的闭回路。
[0060]
低温冷却水泵23是吸入并压送冷却水的水泵。电池用热交换器21是通过使低温冷却水回路20的冷却水从电池2吸热而对电池2进行冷却的热交换器。散热器22是通过使低温冷却水回路20的冷却水与外气进行热交换而使低温冷却水回路20的冷却水散热的热交换器。散热器22配置于车辆发动机罩内的前方侧。利用外气风扇12a向散热器22吹送外气。
[0061]
低温冷却水回路20具有旁通流路24和3通阀25。旁通流路24是供冷却水相对于散热器22并列地流动的冷却水流路。3通阀25是切换冷却水在散热器22中流动而不在旁通流路24中流动的状态和冷却水不在散热器22中流动而在旁通流路24中流动的状态的电磁阀。3通阀25的工作由控制装置50控制。
[0062]
制冷循环装置10具备未图示的接收器或未图示的储液器。接收器储存在散热器12中散热而冷凝后的制冷剂。储液器是将从第一蒸发器14及第二蒸发器16流出的制冷剂的气液分离并储存循环内的剩余液相制冷剂的气液分离器。
[0063]
室内空调单元30向车辆的车室内吹送空气。室内空调单元30将通过制冷循环装置10进行了温度调节的空气向车室内吹出。室内空调单元30配置于车室内最前部的仪表盘(换言之,仪表板)的内侧。
[0064]
室内空调单元30通过在形成其外壳的空调壳体31中收容送风机32、第一蒸发器14、加热器芯33等而构成。即,在室内空调单元30中,第一蒸发器14、加热器芯33等配置于形成在空调壳体31的内部的空气通路。
[0065]
空调壳体31形成向车室内吹送的空气的空气通路。空调壳体31由具有一定程度的弹性,强度上也优异的树脂(例如聚丙烯)成形。
[0066]
在空调壳体31中的空气流的最上游侧配置有内外气切换装置34。内外气切换装置34向空调壳体31内切换导入内气(即车室内空气)和外气(即车室外空气)。
[0067]
内外气切换装置34通过内外气切换门连续地调节向空调壳体31内导入内气的内气导入口以及向空调壳体31内导入外气的外气导入口的开口面积,从而使内气的导入风量与外气的导入风量的导入比例变化。内外气切换门由内外气切换门用的电动致动器驱动。电动致动器由从控制装置50输出的控制信号控制。
[0068]
在内外气切换装置34的空气流下游侧配置有送风机32。送风机32由利用电动马达驱动离心多叶风扇的电动送风机构成。送风机32将经由内外气切换装置34吸入的空气向车室内吹送。而且,送风机32的送风能力(即转速)通过从控制装置50输出的控制电压来控制。
[0069]
在送风机32的空气流下游侧,相对于空气流依次配置有第一蒸发器14、加热器芯33。也就是说,第一蒸发器14与加热器芯33相比配置在空气流上游侧。
[0070]
加热器芯33是使在高温冷却水回路40中循环的冷却水与通过了第一蒸发器14的空气进行热交换而对空气进行加热的加热用热交换器。
[0071]
在空调壳体31内的第一蒸发器14的空气流下游侧且加热器芯33的空气流上游侧配置有空气混合门35。
[0072]
空气混合门35是对通过第一蒸发器14后的空气中的、通过加热器芯33的空气,与绕过加热器芯33流动的空气的风量比例进行调节的风量比例调节部。
[0073]
空气混合门35由空气混合门用的电动致动器驱动。电动致动器由从控制装置50输出的控制信号控制。
[0074]
在加热器芯33的空气流下游侧设置有混合空间。混合空间是用于使通过了加热器
芯33的暖风与绕过加热器芯33而流动的冷风混合的空间。
[0075]
在空调壳体31中的空气流的下游部配置有用于将在混合空间混合后的空气(即空调风)向作为空气调节对象空间的车室内吹出的开口部。
[0076]
作为开口部,设置有面部开口部、脚部开口部以及除霜开口部(均未图示)。面部开口部是用于朝向车室内的乘员的上半身吹出空调风的开口部。脚部开口部是用于朝向乘员的脚边吹出空调风的开口部。除霜开口部是用于朝向车辆前面窗玻璃内侧面吹出空调风的开口部。
[0077]
这些面部开口部、脚部开口部以及除霜开口部分别经由形成空气通路的管道与设置于车室内的面部吹出口、脚部吹出口以及除霜吹出口(均未图示)连接。
[0078]
空气混合门35通过调节使其通过加热器芯33的空气与使其绕过加热器芯33的空气的风量比例,来调节在混合空间混合的空调风的温度。由此,调节从各吹出口向车室内吹出的空气(换言之,空调风)的温度。
[0079]
在面部开口部、脚部开口部以及除霜开口部的空气流上游侧分别配置有面部门、脚部门以及除霜门。面部门调节面部开口部的开口面积。脚部门调节脚部开口部的开口面积。除霜门调节除霜开口部的开口面积。
[0080]
这些面部门、脚部门、除霜门是切换吹出口模式的吹出口模式切换装置。这些门经由连杆机构等与吹出口模式门驱动用的电动致动器连结而联动地被旋转操作。电动致动器由从控制装置50输出的控制信号控制。
[0081]
作为通过吹出口模式切换装置切换的吹出口模式,具体而言,具有面部模式、双层模式、脚部模式等。
[0082]
面部模式是将面部吹出口全开而从面部吹出口朝向车室内乘员的上半身吹出空气的吹出口模式。双层模式是使面部吹出口和脚部吹出口双方开口并朝向车室内乘员的上半身和脚边吹出空气的吹出口模式。脚部模式是使脚部吹出口全开并且使除霜吹出口仅以小开度开口而主要从脚部吹出口吹出空气的吹出口模式。
[0083]
乘客通过对设置于图2所示的操作面板62的吹出模式切换开关进行手动操作,也能够设为除霜模式。除霜模式是将除霜吹出口全开而从除霜吹出口向车辆前窗玻璃内表面吹出空气的吹出口模式。
[0084]
高温冷却水回路40是使热介质在发动机1与加热器芯33之间循环的热介质回路。作为高温冷却水回路40中的热介质,使用冷却水。作为冷却水,例如可以采用水、乙二醇水溶液等。
[0085]
在高温冷却水回路40配置有高温冷却水泵41、发动机1以及加热器芯33。在高温冷却水回路40中,通过冷却水流路连接这些构成设备。高温冷却水回路40构成冷却水能够循环的闭回路。
[0086]
高温冷却水泵41是吸入并压送冷却水的水泵。高温冷却水回路40的冷却水在发动机1中循环,由此发动机1被冷却,高温冷却水回路40的冷却水被加热。加热器芯33使由发动机1加热后的冷却水与通过了室内空调单元30内的第一蒸发器14的空气进行热交换而对空气进行加热。
[0087]
在像例如电动汽车这样不具有发动机的车辆中,也可以代替发动机1而将水加热器配置于高温冷却水回路40。水加热器具有例如ptc元件、镍铬合金线等,通过被供给电力
而发热来加热冷却水。
[0088]
接着,对制冷循环装置10的电气控制部进行说明。如图2所示,制冷循环装置10具有控制装置50。控制装置50由包括cpu、rom以及ram等的公知的微型计算机及其周边电路构成。
[0089]
控制装置50基于存储在该rom内的空调控制程序进行各种运算、处理,对与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制。控制对象设备包括压缩机11、外气风扇12a、第一膨胀阀13、第二膨胀阀15、低温冷却水泵23、3通阀25、送风机32、高温冷却水泵41等。
[0090]
在控制装置50的输入侧连接有基于制冷循环装置10的运转控制所使用的各种空调传感器组。并且,向控制装置50输入这些空调传感器组的检测信号。
[0091]
如图2所示,空调传感器组包括:内气温度传感器51、外气温度传感器52、日照传感器53、排出制冷剂温度传感器54、散热器出口压力传感器55、散热器出口温度传感器56、第一蒸发器温度传感器57、第一蒸发器出口温度传感器58、第二蒸发器出口压力传感器59、第二蒸发器出口温度传感器60、冷却水温度传感器61等。
[0092]
内气温度传感器51是检测车室内温度tr(以下,称为内气温度。)的内气温度检测部。外气温度传感器52是检测车室外温度tam(以下,称为外气温度。)的外气温度检测部。日照传感器53是检测向车室内照射的日照量as的日照量检测部。
[0093]
排出制冷剂温度传感器54是检测从压缩机11排出的制冷剂的排出温度的排出制冷剂温度检测部。散热器出口压力传感器55是检测从散热器12流出的制冷剂的压力的散热器出口压力检测部。散热器出口温度传感器56是检测从散热器12流出的制冷剂的温度t3的散热器出口温度检测部。
[0094]
第一蒸发器温度传感器57是检测第一蒸发器14中的制冷剂蒸发温度te(以下,称为第一蒸发器14的温度te。)的蒸发器温度检测部。例如,第一蒸发器温度传感器57检测第一蒸发器14的翅片温度。
[0095]
第一蒸发器出口温度传感器58是检测从第一蒸发器14流出的制冷剂的温度的第一蒸发器出口温度检测部。
[0096]
第二蒸发器出口压力传感器59是检测从第二蒸发器16流出的制冷剂的压力的第二蒸发器出口压力检测部。第二蒸发器出口温度传感器60是检测从第二蒸发器16流出的制冷剂的温度的第二蒸发器出口温度检测部。
[0097]
冷却水温度传感器61是检测流入电池用热交换器21的冷却水的温度的冷却水温度检测部。
[0098]
如图3所示,在控制装置50的输入侧连接有操作面板62。操作面板62配置于车室内前部的仪表盘附近,具有各种操作开关。因此,向控制装置50输入来自各种操作开关的操作信号。
[0099]
操作面板62中的各种操作开关除了包括温度设定开关62a以外,还包括自动开关、空调开关、风量设定开关、吹出模式切换开关等。
[0100]
温度设定开关62a在设定车室内的目标温度tset时被操作。自动开关在设定/解除制冷循环装置10的自动控制运转时被操作。
[0101]
空调开关在要求通过制冷循环装置10进行向车室内吹送的空气的冷却时被操作。风量设定开关在手动设定送风机32的风量时被操作。吹出模式切换开关在手动设定制冷循
环装置10中的吹出模式时被操作。
[0102]
在控制装置50的输入侧连接有车辆控制装置70。如上所述,在混合动力车辆中,车辆控制装置70进行ev行驶模式与hv行驶模式的切换控制。因此,向控制装置50输入表示混合动力车辆的行驶模式(即,hv行驶模式或ev行驶模式)的行驶模式信号。
[0103]
车辆控制装置70基于电池温度传感器71检测出的电池2的温度来判定是否需要冷却电池2,并将该判定结果输出到控制装置50。因此,向控制装置50输入表示是否需要冷却电池2的信号。
[0104]
车辆控制装置70还将电池温度传感器71检测出的电池2的温度输出到控制装置50。因此,向控制装置50还输入电池温度传感器71检测出的电池2的温度。
[0105]
在控制装置50一体地构成有对与其输出侧连接的各种控制对象设备进行控制的控制部。控制装置50的各控制部控制各个控制对象设备的结构(硬件以及软件)对各个控制对象设备进行控制。
[0106]
例如,控制装置50是压缩机控制部50a、节流控制部50b、3通阀控制部50c。压缩机控制部50a是控制装置50中的控制压缩机11的结构。节流控制部50b是控制装置50中的控制第一膨胀阀13及第二膨胀阀15的结构。3通阀控制部50c是控制装置50中的控制3通阀25的结构。
[0107]
接着,对制冷循环装置10的各运转模式进行说明。如上所述,制冷循环装置10能够进行向车室内吹送的空气的冷却和电池2的冷却。
[0108]
制冷循环装置10为了冷却向车室内吹送的空气和冷却电池2而切换空气冷却单独运转、电池冷却单独运转、空气电池冷却运转。
[0109]
制冷循环装置10的各运转模式的切换通过执行控制程序来进行。控制程序在车辆的点火开关被接通时执行。
[0110]
在空气冷却单独运转中,以规定的节流开度打开第一膨胀阀13,并关闭第二膨胀阀15。由此,制冷剂如图1的空心箭头所示那样流动。即,在第一蒸发器14中流动有由第一膨胀阀13减压后的制冷剂,制冷剂不在第二蒸发器16中流动。因此,通过制冷循环装置10对向车室内吹送的空气进行冷却,不进行基于制冷循环装置10的电池2的冷却。
[0111]
在电池冷却单独运转中,关闭第一膨胀阀13,以规定的节流开度打开第二膨胀阀15。并且,使低温冷却水泵23工作。由此,制冷剂如图1的带斜线阴影的箭头所示那样流动。即,制冷剂不在第一蒸发器14中流动,在第二蒸发器16中流动有由第二膨胀阀15减压后的制冷剂,因此不进行基于制冷循环装置10的空气的冷却,通过制冷循环装置10对电池2进行冷却。
[0112]
在空气电池冷却运转中,以规定的节流开度打开第一膨胀阀13,以规定的节流开度打开第二膨胀阀15。并且,使低温冷却水泵23工作。由此,制冷剂如图1的涂黑箭头所示那样流动。即,在第一蒸发器14中流动有由第一膨胀阀13减压后的制冷剂,在第二蒸发器16中流动有由第二膨胀阀15减压后的制冷剂,因此,通过制冷循环装置10对向车室内吹送的空气进行冷却,通过制冷循环装置10对电池2进行冷却。
[0113]
在空气冷却单独运转及空气电池冷却运转中,执行空调控制程序。更具体而言,在空调控制程序的主程序中,读入上述的空调控制用传感器组的检测信号及来自各种空调操作开关的操作信号。然后,基于读入的检测信号及操作信号的值,并基于数学式f1算出向车
室内吹出的吹出空气的目标温度即目标吹出温度tao。
[0114]
tao=kset
×
tset-kr
×
tr-kam
×
tam-ks
×
as+c

(f1)
[0115]
在数学式f1中,tset是通过温度设定开关62a设定的车室内的目标温度(换言之,车室内设定温度)。在数学式f1中,tr是由内气温度传感器51检测出的内气温度。在数学式f1中,tam是由外气温度传感器52检测出的外气温度。在数学式f1中,as是由日照传感器53检测出的日照量。在数学式f1中,kset、kr、kam、ks是控制增益,c是修正用的常数。
[0116]
在空气冷却单独运转及空气电池冷却运转中,控制装置50使第一膨胀阀13成为发挥减压作用的节流状态,使第二膨胀阀15成为全闭状态。
[0117]
由此,在制冷模式的制冷循环装置10中,如图1的空心箭头所示,构成制冷剂按照压缩机11、散热器12、第一膨胀阀13、第一蒸发器14、压缩机11的顺序循环的蒸气压缩式的制冷循环。
[0118]
在该循环结构中,控制装置50决定压缩机11的制冷剂排出能力(即,向压缩机11的电动马达输出的控制信号)。具体而言,控制压缩机11,以使得第一蒸发器14的温度te成为目标蒸发器温度teo。
[0119]
目标蒸发器温度teo基于目标吹出温度tao参照预先存储于控制装置50的控制映射来决定。在控制映射中决定为:随着目标吹出温度tao的降低,目标蒸发器温度teo降低。并且,目标蒸发器温度teo被决定在能够抑制第一蒸发器14结霜的范围(具体而言,为1℃以上)内。
[0120]
如上所述,制冷循环装置10具备未图示的接收器或未图示的储液器。
[0121]
在制冷循环装置10具备接收器的情况下,控制装置50调节第一膨胀阀13的节流开度,以使得从第一蒸发器14流出的制冷剂的过热度成为目标过热度。目标过热度基于从第一蒸发器14流出的制冷剂的压力以及从第一蒸发器14流出的制冷剂的温度参照预先存储于控制装置50的控制映射来决定。在控制映射中,以循环的性能系数cop接近极大值的方式决定目标过热度。
[0122]
在制冷循环装置10具备接收器的情况下,第一膨胀阀13也可以是温度式膨胀阀。
[0123]
在制冷循环装置10具备储液器的情况下,控制装置50调节第一膨胀阀13的节流开度,以使得向第一膨胀阀13流入的制冷剂的过冷却度成为目标过冷却度。目标过冷却度基于从散热器12流出的制冷剂的压力以及从散热器12流出的制冷剂的温度参照预先存储于控制装置50的控制映射来决定。在控制映射中,以循环的性能系数cop接近极大值的方式决定目标过冷却度。
[0124]
以此方式,在空气冷却单独运转及空气电池冷却运转中,将在第一蒸发器14制冷剂蒸发时从空气吸收到的热在散热器12向外气散热。由此,能够利用第一蒸发器14对空气进行冷却。
[0125]
基于图3所示的流程图来说明控制装置50所执行的控制处理。在步骤s100中,判定操作面板62的空调开关是否已接通。
[0126]
在步骤s100中判定为空调开关未接通的情况下,进入步骤s110,判定是否存在来自电池控制装置75的电池冷却请求。
[0127]
在步骤s110中判定为没有来自电池控制装置75的电池冷却请求的情况下,不需要空气冷却及电池冷却的双方,因此,进入步骤s120,不使制冷循环装置10工作。具体而言,不
使压缩机11工作而使其停止。
[0128]
另一方面,在步骤s110中判定为存在来自电池控制装置75的电池冷却请求的情况下,不需要空气冷却,但需要电池冷却,因此进入步骤s130,决定进行电池冷却单独运转。
[0129]
当在步骤s130中决定进行电池冷却单独运转时,进入步骤s170,判定电池冷却水温度是否超过了外气温度。在步骤s170中判定为电池冷却水的温度未超过外气的温度的情况下,无法利用外气对电池冷却水进行冷却,需要利用第二蒸发器16对电池冷却水进行冷却,因此进入步骤s180,进行利用制冷剂对冷却水的冷却。
[0130]
具体而言,使制冷循环装置10工作,并且关闭第一膨胀阀13而使制冷剂不流向第一蒸发器14、以规定的节流开度打开第二膨胀阀15而使制冷剂流向第二蒸发器16。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在第二蒸发器16与电池用热交换器21之间循环。由此,不在第一蒸发器14进行空气冷却,而在第二蒸发器16进行电池冷却水的冷却。因此,电池2被冷却而不进行空气冷却。
[0131]
另一方面,在步骤s170中判定为电池冷却水的温度超过了外气的温度的情况下,进入步骤s190,判定是否即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池冷却量也不足。
[0132]
例如在即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池2的温度或低温冷却水回路的冷却水温度也处于上升倾向的情况下,判定为电池冷却量不足。
[0133]
在步骤s190中判定为如果在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却则电池冷却量足够的情况下,进入步骤s200,进行利用外气对冷却水的冷却。
[0134]
具体而言,不使制冷循环装置10工作,从而使制冷剂不流向第一蒸发器14和第二蒸发器16的双方。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在散热器22与电池用热交换器21之间循环。由此,不在第一蒸发器14中进行空气冷却而在散热器22中利用外气冷却电池冷却水。因此,不进行空气冷却而进行利用外气对电池2的冷却。
[0135]
另一方面,在步骤s190中判定为即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池冷却量也不足的情况下,进入步骤s210,进行利用外气和制冷剂对冷却水的冷却。
[0136]
具体而言,使制冷循环装置10工作,并且关闭第一膨胀阀13而使制冷剂不流向第一蒸发器14,以规定的节流开度打开第二膨胀阀15而使制冷剂流向第二蒸发器16。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在第二蒸发器16以及散热器22与电池用热交换器21之间循环。
[0137]
此时,由第二蒸发器16冷却的冷却水的目标温度被决定为散热器22的入口冷却水温度成为外气温度以上。这是为了防止在散热器22中从外气吸热。目标温度例如基于外气温度、冷却水流量以及电池发热量来算出。
[0138]
由此,不在第一蒸发器14中进行空气冷却,而在第二蒸发器16以及散热器22中也进行冷却水的冷却。因此,不进行空气冷却而进行利用了外气和制冷剂的电池2的冷却。
[0139]
另一方面,在步骤s100中判定为空调开关已接通的情况下,进入步骤s140,判定是否存在来自电池控制装置75的电池冷却请求。
[0140]
在步骤s140中判定为没有来自电池控制装置75的电池冷却请求的情况下,需要空气冷却,但不需要电池冷却,因此,进入步骤s150,使制冷循环装置10工作来进行空调单独运转。
[0141]
另一方面,在步骤s140中判定为存在来自电池控制装置75的电池冷却请求的情况下,需要空气冷却及电池冷却的双方,因此,进入步骤s160,决定使制冷循环装置10工作来进行空气电池冷却运转。
[0142]
当在步骤s160中决定进行空气电池冷却运转时,进入步骤s170,判定电池冷却水温度是否超过了外气温度。在步骤s170中判定为电池冷却水的温度未超过外气的温度的情况下,无法利用外气对电池冷却水进行冷却,需要利用第二蒸发器16对电池冷却水进行冷却,因此,进入步骤s180,进行利用制冷剂对冷却水的冷却。
[0143]
具体而言,以规定的节流开度打开第一膨胀阀13和第二膨胀阀15的双方而使制冷剂流向第一蒸发器14和第二蒸发器16的双方。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在第二蒸发器16与电池用热交换器21之间循环。由此,在第一蒸发器14中进行空气冷却,在第二蒸发器16中也进行电池冷却水的冷却。因此,进行空气冷却和电池2的冷却的双方。
[0144]
另一方面,在步骤s170中判定为电池冷却水的温度超过了外气的温度的情况下,进入步骤s190,判定是否即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池冷却量也不足。
[0145]
例如,在即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池2的温度或低温冷却水回路的冷却水温度也处于上升倾向的情况下,判定为电池冷却量不足。
[0146]
在步骤s190中判定为如果在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却则电池冷却量足够的情况下,进入步骤s200,使制冷循环装置10工作来进行空气冷却,并且进行利用外气对冷却水的冷却。
[0147]
具体而言,以规定的节流开度打开第一膨胀阀13而使制冷剂流向第一蒸发器14,关闭第二膨胀阀15而使制冷剂不流向第二蒸发器16。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在散热器22与电池用热交换器21之间循环。由此,在第一蒸发器14中进行空气冷却,在散热器22中利用外气来冷却电池冷却水。因此,进行空气冷却,并且进行利用外气对电池2的冷却。
[0148]
另一方面,在步骤s190中判定为即使在散热器22中进行利用外气对冷却水的冷却而电池冷却量也不足的情况下,进入步骤s210,使制冷循环装置10工作来进行空气冷却,并且进行利用外气和制冷剂对冷却水的冷却。
[0149]
具体而言,以规定的节流开度打开第一膨胀阀13和第二膨胀阀15的双方而使制冷剂流向第一蒸发器14和第二蒸发器16的双方。此外,使低温冷却水泵23工作,并且控制3通阀25使得冷却水在第二蒸发器16与电池用热交换器21之间以及散热器22与电池用热交换器21之间循环。
[0150]
此时,通过第二蒸发器16冷却的冷却水的目标温度被决定为散热器22的入口冷却水温度成为外气温度以上。这是为了防止在散热器22中从外气吸热。目标温度例如基于外气温度、冷却水流量以及电池发热量来算出。
[0151]
由此,在第一蒸发器14中进行空气冷却,在第二蒸发器16及散热器22中也进行冷却水的冷却。因此,进行空气冷却,并且进行利用了外气和制冷剂的电池2的冷却。
[0152]
在空气电池冷却运转中,在步骤s180中进行利用制冷剂对冷却水的冷却的情况下,或在步骤s210中进行利用外气和制冷剂对冷却水的冷却的情况下,进行图4所示的步骤
s300~s350的第二膨胀阀控制。
[0153]
在步骤s300中,判定空气冷却是否有余力。具体而言,判定第一蒸发器14的温度te是否低于规定蒸发器温度α。规定蒸发器温度α是接近目标蒸发器温度teo的温度。
[0154]
在步骤s300中判定为空气冷却没有余力的情况下,为了使空气的冷却比电池的冷却优先,关闭第二膨胀阀15。由此,在第一蒸发器14中进行空气冷却,不进行第二蒸发器16对冷却水的冷却。
[0155]
另一方面,在步骤s300中判定为空气冷却有余力的情况下,进行第二膨胀阀15的初始开度控制。
[0156]
具体而言,在第二膨胀阀15的初始开度控制中,使第二膨胀阀15成为规定的初始开度。规定的初始开度是尽量减小对空气冷却的影响的第二膨胀阀15的开度。换言之,规定的初始开度是比对空气冷却的影响大的第二膨胀阀15的开度小的开度。
[0157]
由此,能够抑制如下情况:在打开第二膨胀阀15而使制冷剂向第二蒸发器16流动时,在第一蒸发器14流动的制冷剂大幅减少。因此,能够抑制第一蒸发器14中的热交换量减少而由第一蒸发器14冷却后的空气的温度大幅变动的情况。
[0158]
在第二膨胀阀15的初始开度控制中,也可以使第二膨胀阀15的节流开度以规定的开阀速度逐渐变大。开阀速度是指每单位时间的节流开度的增加量。规定的开阀速度是尽量减小对空气冷却的影响的第二膨胀阀15的开阀速度。换言之,规定的开阀速度是比对空气冷却的影响大的第二膨胀阀15的开阀速度小的开阀速度。
[0159]
由此,能够抑制在打开第二膨胀阀15而使制冷剂向第二蒸发器16流动时在第一蒸发器14流动的制冷剂大幅减少。因此,能够抑制第一蒸发器14中的热交换量减少而由第一蒸发器14冷却后的空气的温度大幅变动的情况。
[0160]
在接下来的步骤s330中,判定是否存在电池冷却对空气冷却的影响。具体而言,判定压缩机11的转速nc是否超过了规定转速nc1且从第一蒸发器14的温度te减去目标蒸发器温度teo而得到的差te-teo是否超过了允许温度差δte。
[0161]
如图5所示,允许温度差δte基于电池冷却请求的级别(换言之,电池2的温度)来算出。
[0162]
电池2的温度越高,电池冷却请求的级别设得越高。电池冷却请求的级别越高,允许温度差δte被决定为越大的值。电池冷却请求的级别越高,允许温度差δte呈阶梯状地变为越大的值。在电池2的温度变得非常高而电池冷却请求的级别变得非常高的紧急时,转移到电池单独运转。
[0163]
在图5中,电池温度tb1、tb2、tb3、tb4为tb1<tb2<tb3<tb4的关系。电池温度tb1是接近电池2的调节温度范围(例如10~40℃)的最大温度的温度。例如,在电池2的调节温度范围为10~40℃的情况下,电池温度tb1为约40℃。电池温度tb4是接近电池2的上限温度(例如50℃)的温度。
[0164]
在图5中,允许温度差δte1、δte2、δte3为δte1<δte2<δte3的关系。允许温度差δte1例如为3℃。允许温度差δte3例如为12℃。
[0165]
在步骤s330中判定为不存在电池冷却对空气冷却的影响的情况下,进入步骤s340,对第二膨胀阀15进行过热度控制。具体而言,以第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度成为规定过热度的方式决定第二膨胀阀15的开度的增加量,从而控制第二膨胀阀15的开
度。即,过热度控制是使第二蒸发器16的冷却能力优先来控制第二膨胀阀15的第二蒸发器优先控制。
[0166]
控制装置50根据第二蒸发器16的出口制冷剂的压力及温度来算出第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度。也可以根据第二蒸发器16的入口制冷剂与出口制冷剂的温度差来算出第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度。
[0167]
此时,压缩机11的转速被控制成第一蒸发器14的温度te成为目标蒸发器温度teo。
[0168]
另一方面,在步骤s330中判定为存在电池冷却对空气冷却的影响的情况下,进入步骤s350。在步骤s350中,作为第二膨胀阀15,选择基于过热度控制的第二膨胀阀15的开度变化量和基于能力限制控制的第二膨胀阀15的开度变化量中的较小一方的开度变化量。
[0169]
在能力限制控制中,根据第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo的差来决定第二膨胀阀15的开度的增加量,从而控制第二膨胀阀15的开度。即,能力限制控制是使第一蒸发器14的冷却能力优先来控制第二膨胀阀15的第一蒸发器优先控制。
[0170]
具体而言,在第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo之差为0的情况下,使第二膨胀阀15的开度的增加量为0。第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo之差越小,越增大第二膨胀阀15的开度的增加量。第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo之差越大,越减小第二膨胀阀15的开度的增加量。
[0171]
由此,能够决定第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo之差越大则越限制第二蒸发器16的冷却能力这样的第二膨胀阀15的开度的增加量。
[0172]
在步骤s340及s350中,也进行图6所示的第二膨胀阀15的开闭控制。在图6中,目标水温是指低温冷却水回路20的冷却水的目标温度,实际水温是低温冷却水回路20的冷却水的实际温度。
[0173]
即,基于从低温冷却水回路20的冷却水的目标温度减去低温冷却水回路20的冷却水的实际温度而得到的差,进行第二膨胀阀15的开闭控制。
[0174]
具体而言,若从低温冷却水回路20的冷却水的目标温度减去低温冷却水回路20的冷却水的实际温度而得到的差低于开阀值tw1,则需要对电池2进行冷却,因此使第二膨胀阀15开阀。若从低温冷却水回路20的冷却水的目标温度减去低温冷却水回路20的冷却水的实际温度而得到的差超过闭阀值tw2,则不需要对电池2进行冷却,因此使第二膨胀阀15闭阀。
[0175]
此外,低温冷却水回路20的冷却水的目标温度被预先设定。闭阀值tw2被设定为比开阀值tw1大的值。
[0176]
在使第二膨胀阀15闭阀的情况下,使第二膨胀阀15的开度以规定的闭阀速度逐渐变小,从而使第二膨胀阀15逐渐闭阀。闭阀速度是指每单位时间的节流开度的减少量。
[0177]
由此,能够防止如下情况:在使第二膨胀阀15闭阀时,流向第二膨胀阀15的制冷剂急剧变少而导致流向第一蒸发器14的制冷剂急剧变多,从而第一蒸发器14的温度急剧下降而使第一蒸发器14结霜。
[0178]
图7表示本实施方式中的工作例。在该工作例中,首先进行空气冷却单独运转。
[0179]
在空气冷却单独运转中,由于第二膨胀阀15关闭,因此制冷循环装置10的制冷剂不流向第二蒸发器16,全部流向第一蒸发器14。此时,压缩机11的转速被控制成第一蒸发器14的温度te成为目标蒸发器温度teo。因此,第一蒸发器14的温度te被维持在接近目标蒸发
器温度teo的温度。
[0180]
当不久电池2的温度上升而从电池控制装置75输出电池冷却请求时,第二膨胀阀15被打开而切换为空气冷却协作运转。在空气冷却协作运转中,制冷循环装置10的制冷剂被分配到第一蒸发器14和第二蒸发器16。
[0181]
因此,压缩机11的转速上升,以使第一蒸发器14的温度te成为目标蒸发器温度teo。若即使压缩机11的转速成为最大转速而第一蒸发器14中的空气冷却能力也不足,则第一蒸发器14的温度te逐渐上升。
[0182]
直至第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo的差超过允许温度差δte为止,对第二膨胀阀15进行过热度控制。即,控制第二膨胀阀15的开度,以使得第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度成为规定过热度,因此第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度逐渐降低。
[0183]
当第一蒸发器14的温度te进一步上升而第一蒸发器14的温度te与目标蒸发器温度teo的差超过允许温度差δte时,对第二膨胀阀15进行能力限制控制。即,在能力限制控制中,与过热度控制相比,减小第二膨胀阀15的开度的增加量。
[0184]
图7的曲线图中的虚线表示假定不进行能力限制控制而继续过热度控制的情况下的工作。这样,在能力限制控制中,与过热度控制相比,第二膨胀阀15的开度被抑制得较小,因此在第二蒸发器16中流动的制冷剂减少而在第一蒸发器14中流动的制冷剂增加。
[0185]
因此,第一蒸发器14的温度te的上升被抑制,另一方面,第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度的降低被抑制。
[0186]
因此,与第二蒸发器16的电池冷却能力相比,能够优先确保第一蒸发器14的空气冷却能力,因此能够抑制向车室内吹出的空气的温度上升。
[0187]
如利用图5所说明的那样,允许温度差δte在电池2的温度变高时被变更为较大的值。因此,若电池2的温度变高,则不进行能力限制控制而进行过热度控制,第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度以接近目标过热度的方式降低。因此,与第一蒸发器14的空气冷却能力相比,能够优先确保第二蒸发器16的电池冷却能力,因此能够抑制电池2的温度上升。
[0188]
若继续过热度控制,则在第二蒸发器16流动的冷却水的温度、电池2的温度逐渐降低。如利用图6所说明的那样,当从在第二蒸发器16流动的冷却水的目标温度减去实际的冷却水的温度而得到的差超过开阀值tw1时,不需要对电池2进行冷却,因此,关闭第二膨胀阀15而使制冷剂向第二蒸发器16的流动停止。由于使制冷剂向第二蒸发器16的流动停止,因此电池2的温度上升。
[0189]
如利用图6所说明的那样,当从低温冷却水回路20的冷却水的目标温度减去低温冷却水回路20的冷却水的实际温度而得到的差低于开阀值tw1时,打开第二膨胀阀15而使制冷剂向第二蒸发器16流动。由此,电池2被冷却。
[0190]
通过反复进行上述动作,能够相对于目标温度在某个范围内调节在第二蒸发器16中流动的冷却水、电池2的温度。
[0191]
如上所述,允许温度差δte当电池2的温度变高时被变更为较大的值,因此,与第一蒸发器14的空气冷却能力相比,能够优先确保第二蒸发器16的电池冷却能力而抑制电池2的温度上升。
[0192]
然而,在即使增大允许温度差δte也不能够抑制电池2的温度上升、电池2的温度
接近上限温度的情况下,关闭第一膨胀阀13并且打开第二膨胀阀15而转移到电池冷却单独运转。由此,制冷循环装置10的制冷剂不流向第一蒸发器14,全部向第二蒸发器16流动,因此,不进行空气冷却,以较高的能力进行电池冷却,因此能够可靠地降低电池2的温度。
[0193]
在本实施方式中,如在步骤s330~s350中说明的那样,控制装置50能够切换过热度控制和能力限制控制。在过热度控制中,基于第二蒸发器16的出口制冷剂的过热度(换言之,制冷剂状态)来控制第二膨胀阀15的节流开度。在能力限制控制中,基于第一蒸发器14的温度te来控制第二膨胀阀15的节流开度。
[0194]
并且,控制装置50在过热度控制中当第一蒸发器14的温度te为切换温度以上时切换为能力限制控制。
[0195]
由此,在过热度控制中,能够优先发挥第二蒸发器16的电池冷却能力。在能力限制控制中,能够优先发挥第一蒸发器14的空气冷却能力。
[0196]
并且,在过热度控制中,当第一蒸发器14的温度te为切换温度以上时,切换为能力限制控制。
[0197]
因此,在正在进行过热度控制时空气冷却能力发生了降低的情况下,切换为能力限制控制而能够与电池冷却能力相比优先确保空气冷却能力。
[0198]
在过热度控制中,也可以基于第二蒸发器16的制冷剂状态来控制第二膨胀阀15的节流开度。
[0199]
在能力限制控制中,也可以基于第一蒸发器14的温度、在第一蒸发器14中流动的制冷剂的温度、以及在第一蒸发器14中进行热交换后的空气的温度中的至少一个温度来控制第二膨胀阀15的节流开度。
[0200]
并且,控制装置50也可以在过热度控制中当至少一个温度为切换温度以上时切换为能力限制控制。
[0201]
在本实施方式中,如利用图5所说明的那样,电池2的温度越高,控制装置50越提高切换温度。控制装置50也可以是电池冷却水的温度越高则越提高切换温度。
[0202]
由此,在对电池2进行冷却的必要性高的情况下,能够抑制电池冷却能力受到限制,因此能够抑制电池冷却能力被过度地限制。
[0203]
在本实施方式中,如利用图6所说明的那样,当低温冷却水回路20的冷却水的温度超过开阀温度时,控制装置50打开第二膨胀阀15来实施过热度控制和能力限制控制的切换。当低温冷却水回路20的冷却水的温度低于闭阀温度时,控制装置50关闭第二膨胀阀15而不实施过热度控制和能力限制控制中的任一个。由此,能够没有过度或不足地进行电池2的冷却而维持在规定范围内。
[0204]
控制装置50也可以当电池2的温度超过开阀温度时打开第二膨胀阀15来实施过热度控制和能力限制控制的切换,当电池2的温度低于闭阀温度时关闭第二膨胀阀15而不实施过热度控制和能力限制控制中的任一个。
[0205]
在本实施方式中,如在步骤s300~s320中说明的那样,在需要冷却电池2的情况下,如果第一蒸发器14的温度超过了规定蒸发器温度α,则控制装置50关闭第二膨胀阀15。如果第一蒸发器14的温度为规定蒸发器温度以下,则控制装置50打开第二膨胀阀15。
[0206]
由此,能够抑制由于开始电池2的冷却而导致空气冷却能力不足的情况。
[0207]
在本实施方式中,在开始电池2的冷却的情况下,控制装置50使第二膨胀阀15的节
流开度或每单位时间的节流开度的增加量为规定值以下。
[0208]
由此,能够抑制在开始了电池2的冷却的情况下在第一蒸发器14中流动的制冷剂的流量大幅减少的情况,因此能够抑制由第一蒸发器14冷却后的空气的温度大幅上升。
[0209]
在本实施方式中,在不再需要冷却电池2的情况下,控制装置50使第二膨胀阀15的每单位时间的节流开度的减少量为规定减少量以下。
[0210]
由此,能够抑制在结束电池2的冷却时在第一蒸发器14中流动的制冷剂的流量大幅增加的情况,因此能够抑制第一蒸发器14的温度大幅降低而在第一蒸发器14产生结霜的情况。
[0211]
(第二实施方式)
[0212]
在上述第一实施方式中,制冷循环装置10进行向车室内吹送的空气的冷却和电池2的冷却,但在本实施方式中,如图8所示,制冷循环装置10能够进行向车室内吹送的空气的冷却及加热和电池2的冷却。
[0213]
具体而言,在上述第一实施方式中,利用发动机1的废热对高温冷却水回路40的冷却水进行加热,但在本实施方式中,利用空气加热用散热器80对高温冷却水回路40的冷却水进行加热。
[0214]
空气加热用散热器80在制冷循环装置10的制冷剂流中配置于压缩机11与散热器12之间,使从压缩机11排出的制冷剂与高温冷却水回路40的冷却水进行热交换。
[0215]
在空气加热用散热器80与散热器12之间配置有制热用膨胀阀81。制热用膨胀阀81是在制热运转时使从散热器12流出的高压制冷剂减压的第三减压部。制热用膨胀阀81是构成为具有阀芯和电动致动器的电动式可变节流机构,其中,该阀芯构成为能够变更节流开度,该电动致动器使阀芯的开度变化。制热用膨胀阀81通过调节供制冷剂流动的流路的开口面积来调节制冷剂的减压量。
[0216]
在空气加热用散热器80的出口侧且制热用膨胀阀81的入口侧,经由第三3通接头83连接有旁通流路82的一端。旁通流路82的另一端经由第四3通接头84与散热器12的出口侧且第一3通接头17的流入口侧连接。
[0217]
旁通流路82是使从空气加热用散热器80流出的制冷剂绕过制热用膨胀阀81及散热器12并向第一3通接头17的流入口侧引导的制冷剂流路。
[0218]
在旁通流路82配置有旁通开闭阀85。旁通开闭阀85是对旁通流路82进行开闭的电磁阀,由从控制装置50输出的控制信号进行开闭控制。
[0219]
在第二3通接头19的流出口侧配置有蒸发压力调节阀86。蒸发压力调节阀86是为了抑制第一蒸发器14及第二蒸发器16的结霜而将第一蒸发器14的出口侧且第二蒸发器16的出口侧的制冷剂的压力维持在预先设定的基准压力以上的压力调节部。
[0220]
蒸发压力调节阀86由随着第一蒸发器14出口侧制冷剂的压力的上升而使阀开度增加的机械式的可变节流机构构成。由此,蒸发压力调节阀能够将第一蒸发器14中的制冷剂蒸发温度尽量维持在能够抑制第一蒸发器14结霜的基准温度以上。
[0221]
在蒸发压力调节阀86的出口侧且压缩机11的吸入口侧配置有储液器87。储液器87是将流入到其内部的制冷剂的气液分离并储存循环内的剩余制冷剂的气液分离器。在储液器87的气相制冷剂出口连接有压缩机11的吸入口侧。因此,储液器87抑制液相制冷剂被吸入压缩机11,防止压缩机11中的液体压缩。
[0222]
在散热器12的出口侧且第四3通接头84的流入口侧配置有止回阀88。止回阀88允许制冷剂从散热器12的出口侧向第四3通接头84的入口侧流动,禁止制冷剂从第四3通接头84的入口侧向散热器12的出口侧流动。能够通过止回阀88来防止从旁通流路82在第四3通接头84合流的制冷剂向散热器12侧逆流。
[0223]
在散热器12的出口侧且止回阀88的入口侧经由第五3通接头90连接有制热用流路89的一端。制热用流路89的另一端经由第六3通接头91与蒸发压力调节阀86的出口侧且储液器87的入口侧连接。
[0224]
制热用流路89是使从散热器12流出的制冷剂绕过第一膨胀阀13和第一蒸发器14并向储液器87的入口侧引导的制冷剂流路。
[0225]
在制热用流路89配置有制热用开闭阀92。制热用开闭阀92是对制热用流路89进行开闭的电磁阀,由从控制装置50输出的控制信号进行开闭控制。
[0226]
通过使制热用膨胀阀81全开并关闭旁通开闭阀85及制热用开闭阀92,从而制冷剂不在旁通流路82及制热用流路89中流动,因此能够与上述实施方式同样地进行空气冷却运转及电池冷却运转。
[0227]
通过使制热用膨胀阀81成为规定的节流开度、关闭旁通开闭阀85及制热用开闭阀92并以规定的节流开度打开第一膨胀阀13,从而形成制冷剂按照压缩机11、空气加热用散热器80、制热用膨胀阀81、散热器12、第一膨胀阀13、第一蒸发器14、蒸发压力调节阀86、储液器87、压缩机11的顺序流动的制冷剂回路。
[0228]
由此,制冷剂在散热器12及第一蒸发器14中吸热,制冷剂在空气加热用散热器80中散热,因此能够进行在利用第一蒸发器14对向车室内吹送的空气进行了冷却除湿之后利用加热器芯33加热的第一除湿制热运转。
[0229]
在第一除湿制热运转中,通过以规定的节流开度打开第二膨胀阀15,也能够进行电池2的冷却。
[0230]
通过使加热用膨胀阀81成为规定的节流开度、打开旁通开闭阀85、关闭加热用开闭阀92并以规定的节流开度打开第一膨胀阀13,从而形成两个制冷剂回路。即,形成制冷剂按照压缩机11、空气加热用散热器80、加热用膨胀阀81、散热器12、储液器87、压缩机11的顺序流动的制冷剂回路,和制冷剂按照压缩机11、空气加热用散热器80、第一膨胀阀13、第一蒸发器14、蒸发压力调节阀86、储液器87、压缩机11的顺序流动的制冷剂回路。
[0231]
由此,在散热器12及第一蒸发器14中吸热,在空气加热用散热器80中散热,因此能够进行在利用第一蒸发器14对向车室内吹送的空气进行了冷却除湿之后利用加热器芯33加热的第二除湿制热运转。
[0232]
在第二除湿制热运转中,与第一除湿制热运转相比,能够降低流入散热器12的制冷剂的温度,因此能够增加来自外气的吸热量而提高制热能力。
[0233]
在第二除湿制热运转中,通过以规定的节流开度打开第二膨胀阀15,也能够进行电池2的冷却。
[0234]
通过使加热用膨胀阀81成为规定的节流开度、关闭旁通开闭阀85、打开加热用开闭阀92并关闭第一膨胀阀13,从而形成制冷剂按照压缩机11、空气加热用散热器80、加热用膨胀阀81、散热器12、储液器87、压缩机11的顺序流动的制冷剂回路。
[0235]
由此,在散热器12中吸热,在空气加热用散热器80中散热,因此能够进行不利用第
一蒸发器14对向车室内吹送的空气进行冷却除湿而利用加热器芯33进行加热的加热运转。
[0236]
在制热运转中,通过以规定的节流开度打开第二膨胀阀15,也能够进行电池2的冷却。
[0237]
通过使制热用膨胀阀81全开、关闭旁通开闭阀85、制热用开闭阀92以及第一膨胀阀13并以规定的节流开度打开第二膨胀阀15,从而形成制冷剂按照压缩机11、空气加热用散热器80、制热用膨胀阀81、散热器12、第二膨胀阀15、第二蒸发器16、蒸发压力调节阀86、储液器87、压缩机11的顺序流动的制冷剂回路。
[0238]
由此,在第二蒸发器16中吸热,在散热器12中散热,因此能够进行电池2的冷却。
[0239]
根据本实施方式,即使在像电动汽车那样不具有发动机的车辆中,也能够进行车室内的制冷制热和电池2的冷却。
[0240]
空气加热用散热器80使从压缩机11排出的制冷剂与高温冷却水回路40的冷却水进行热交换,但并不限定于此。例如,空气加热用散热器80也可以代替加热器芯33而收容于空调壳体31内,使从压缩机11排出的制冷剂与通过了第一蒸发器14的空气进行热交换,从而对通过了第一蒸发器14的空气进行加热。
[0241]
(第三实施方式)
[0242]
在上述实施方式中,电池冷却请求的级别越高,允许温度差δte呈阶梯状地变为越大的值,但在本实施方式中,如图9所示,电池冷却请求的级别越高,允许温度差δte连续性(在图9的例子中为线性)地变为越大的值。
[0243]
根据本实施方式,能够根据电池2的温度而使允许温度差δte细微地变化,因此能够更加适当地切换过热度控制和能力限制控制。
[0244]
在上述的实施方式中,说明了采用r1234yf作为制冷剂的例子,但制冷剂并不限定于此。例如,也可以采用r134a、r600a、r410a、r404a、r32、r407c等。也可以采用使这些制冷剂中的多种混合而成的混合制冷剂等。
[0245]
也可以采用二氧化碳作为制冷剂,从而构成高压侧制冷剂压力成为制冷剂的临界压力以上的超临界制冷循环。
[0246]
在上述实施方式中,利用第一蒸发器温度传感器57检测第一蒸发器14的温度te,但也可以推定第一蒸发器14的温度te。也可以用压力、体积等物理量来代替第一蒸发器14的温度te。
[0247]
关于在第一蒸发器14中流动的制冷剂的温度、在第一蒸发器14中进行了热交换的空气的温度、以及其他各种温度,既可以利用温度传感器进行检测,也可以进行推定。也可以用压力、体积等物理量来代替这些温度。
[0248]
本发明以实施例为依据进行了描述,但应理解为,本发明并不限定于该实施例、构造。本发明还包含各种变形例、等同范围内的变形。此外,各种各样的组合、方式、进一步而言在它们中仅包含一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合、方式也纳入本发明的范畴、思想范围。
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