JP7352866B2

JP7352866B2 - Vehicle air conditioner

Info

Publication number: JP7352866B2
Application number: JP2020029430A
Authority: JP
Inventors: 泰彦中原; 正明田中; 大輝重森; 正樹西野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: JP2021133726A

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner.

車両において、少なくとも車室内の冷房を行うための空調装置として、ヒートポンプ式のものが用いられる。ヒートポンプ式の冷房装置では、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機からの冷媒が流れて冷媒と外気との間で熱交換する外部熱交換器と、外部熱交換器を通過した後の冷媒が流れて冷媒を膨張させる冷房用膨張弁と、冷房用膨張弁を通過した後の冷媒が流れて空調エアと熱交換する冷房用熱交換器と、が装備される、そして、ブロアによって流量変更される空調エアが、冷房用熱交換器を通過する際に冷却されて、車室内の冷房が行われることになる。 In a vehicle, a heat pump type air conditioner is used at least as an air conditioner for cooling the inside of the vehicle. A heat pump type cooling system consists of a compressor that compresses refrigerant, an external heat exchanger that allows the refrigerant from the compressor to flow and exchange heat between the refrigerant and the outside air, and the refrigerant that passes through the external heat exchanger. It is equipped with a cooling expansion valve through which the refrigerant flows and expands, and a cooling heat exchanger through which the refrigerant flows after passing through the cooling expansion valve and exchanges heat with the conditioned air, and the flow rate is changed by a blower. The conditioned air is cooled when passing through the cooling heat exchanger, thereby cooling the interior of the vehicle.

また、車両の中には、電気自動車で代表されるように、大容量の電池を搭載したものがある。この電池は、充放電により高温となるため、電池用の冷却手段が設けられる。特許文献１には、空調用の冷媒と電池冷却用の冷媒とを別個独立して設けたものが開示されている。 Furthermore, some vehicles are equipped with large-capacity batteries, such as electric vehicles. Since this battery becomes high temperature during charging and discharging, a cooling means for the battery is provided. Patent Document 1 discloses a device in which a refrigerant for air conditioning and a refrigerant for cooling batteries are provided separately and independently.

冷房用の熱交換器は冷たいことから、その表面に水分が付着しやすくなると共に、この水分に臭い成分が溶け込むことが多々ある。そして、水分が蒸発した際に、臭い成分が空調エアに混入して車室内に供給されると、乗員が異臭を感じてしまうことになる。 Since heat exchangers for air conditioning are cold, moisture tends to adhere to their surfaces, and odor components often dissolve in this moisture. Then, when the water evaporates, odor components mix into the conditioned air and are supplied into the vehicle interior, causing occupants to experience an unpleasant odor.

特許文献２には、冷房用熱交換器に付着した水分が蒸発しにくい状況（外気導入率が高く、かつ外気温度が比較的低い状況）になった際に圧縮機を停止させることや、空調エアの吹き出し口を変更することにより、乗員が異臭を感じにくくすることが開示されている。 Patent Document 2 describes how to stop the compressor when it becomes difficult for moisture attached to the cooling heat exchanger to evaporate (a situation where the outside air introduction rate is high and the outside air temperature is relatively low), and how to stop the air conditioner. It has been disclosed that by changing the air outlet, it is possible to make it difficult for the occupants to perceive abnormal odors.

特開２０１９－１３０９８０号公報JP2019-130980A 特開２０１６－１４４９６４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-144964

前述した特許文献２の場合、乗員に異臭を感じさせないために空調の作動状況を大きく変更する必要がある。このため、乗員は、違和感を感じたり、空調装置に異常が発生したのではという不安感すら持ちかねないこととなる。 In the case of the above-mentioned Patent Document 2, it is necessary to significantly change the operational status of the air conditioner in order to prevent the occupants from experiencing a strange odor. For this reason, the occupants may feel uncomfortable or may even feel anxious that something is wrong with the air conditioner.

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、空調の作動状況を大きく変更することなく、冷房用熱交換器からの水分蒸発を防止あるいは抑制できるようにした車両用空調装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a vehicle capable of preventing or suppressing moisture evaporation from a cooling heat exchanger without significantly changing the operational status of the air conditioner. The purpose of this company is to provide air conditioning equipment for

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機からの冷媒が流れて、冷媒と外気との間で熱交換する外部熱交換器と、
前記外部熱交換器を通過した後の冷媒が流れて、冷媒を膨張させる冷房用膨張弁と、
前記冷房用膨張弁を通過した後の冷媒が流れて、空調エアと熱交換する冷房用熱交換器と、
前記冷房用熱交換器を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷房用熱交換器付近の気化温度を推定する気化温度推定手段と、
前記冷房用熱交換器を流れる冷媒の温度を調整する温度調整手段と、
前記冷媒温度検出手段によって検出される冷媒の温度が前記気化温度推定手段によって推定された気化温度を超えないように、前記調整手段を制御する制御手段と、
電池と、
前記冷媒との間で熱交換させることにより、前記電池を冷却する電池冷却手段と、
前記電池の温度を検出する電池温度検出手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記冷房用熱交換器を流れる冷媒の量と前記電池冷却手段を流れる冷媒の量との配分割合を変更するものとされ、
前記制御手段は、前記冷媒温度検出手段によって検出される冷媒の温度が前記気化温度推定手段によって推定された気化温度を超えるときは、前記電池温度検出手段によって検出される電池の温度が所定の閾値未満のときは前記電池冷却手段を流れる冷媒の量を減少させるように制御する一方、前記電池温度検出手段によって検出される電池の温度が該所定の閾値以上のときは前記電池冷却手段を流れる冷媒の量を維持させるように制御する、
ようにしてある。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following solution method. That is, as claimed in claim 1,
a compressor that compresses refrigerant;
an external heat exchanger through which refrigerant from the compressor flows and exchanges heat between the refrigerant and outside air;
a cooling expansion valve through which the refrigerant after passing through the external heat exchanger flows and expands the refrigerant;
a cooling heat exchanger through which the refrigerant after passing through the cooling expansion valve flows and exchanges heat with the conditioned air;
refrigerant temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger;
vaporization temperature estimating means for estimating vaporization temperature near the cooling heat exchanger;
temperature adjustment means for adjusting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger;
control means for controlling the adjustment means so that the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection means does not exceed the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means;
battery and
a battery cooling means that cools the battery by exchanging heat with the refrigerant;
battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery;
Equipped with
The adjustment means changes the distribution ratio between the amount of refrigerant flowing through the cooling heat exchanger and the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means,
When the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection means exceeds the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means, the control means controls the battery temperature detected by the battery temperature detection means to a predetermined threshold value. When the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than the predetermined threshold value, the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means is controlled to be reduced. control to maintain the amount of
It's like this.

上記解決手法によれば、冷房用熱交換器を流れる冷媒の温度を調整するという手法によって、冷房用熱交換器に付着した水分の蒸発を防止あるいは抑制して、乗員に異臭を感じさせてしまうことが防止あるいは抑制される。また、冷媒の温度変化は乗員が気づかない程度の範囲であることから、乗員に不安感や違和感を与えてしまうこともない。以上に加えて、冷媒を利用して電池冷却を行いつつ、冷媒の温度調整を行うことができる。さらに、冷房用熱交換器に付着した水分の蒸発が問題になる状況であることから、水分の蒸発防止あるいは抑制と電池冷却とを高い次元で共に満足させる上で好ましいものとなる。 According to the above solution method, by adjusting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger, the evaporation of moisture adhering to the cooling heat exchanger is prevented or suppressed, causing the occupants to notice a strange odor. This will be prevented or suppressed. Further, since the temperature change of the refrigerant is within a range that the occupant does not notice, the occupant does not feel uneasy or uncomfortable. In addition to the above, the temperature of the refrigerant can be adjusted while cooling the battery using the refrigerant. Furthermore, since the evaporation of moisture adhering to a cooling heat exchanger is a problem, this is preferable in order to satisfy both prevention or suppression of moisture evaporation and battery cooling at a high level.

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。 Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 2 and below.

前記電池が、車両駆動用モータへの電力供給用とされている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、電池が大容量になることから充放電による発熱量も大きくなるが、この電池の冷却を空調用の冷房システムを有効に利用して行うことができる。また、冷房用熱交換器と電池冷却手段との間での冷媒の配分割合を大きく変更することが要求されるが、これに応じて冷媒の温度調整範囲が拡大されることになる。 The battery is configured to supply power to a vehicle drive motor (corresponding to claim 2 ). In this case, since the battery has a large capacity, the amount of heat generated by charging and discharging also increases, but the battery can be cooled by effectively utilizing an air conditioning system. Further, although it is required to greatly change the distribution ratio of the refrigerant between the cooling heat exchanger and the battery cooling means, the temperature adjustment range of the refrigerant is correspondingly expanded.

前記電池冷却手段が、
前記外部熱交換器を通過した後の冷媒が流れて、冷媒を膨張させる電池用膨張弁と、前記電池用膨張弁を通過した後の冷媒が流れて、前記電池からの熱を受熱する電池用熱交換器と、
を有している、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、電池冷却のために冷媒との熱交換を行うための具体的も構造が提供される。 The battery cooling means
A battery expansion valve through which refrigerant after passing through the external heat exchanger flows to expand the refrigerant; and a battery expansion valve through which refrigerant after passing through the battery expansion valve flows to receive heat from the battery. a heat exchanger;
have,
(corresponding to claim 3 ). In this case, a specific structure is provided for heat exchange with the coolant for battery cooling.

前記電池用熱交換器が前記電池から直接受熱するようにされて、冷媒が空調用と電池冷却用とで共用されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、冷媒を、空調用と電池冷却用とで共用して、構造の簡素化やコスト抑制の上で好ましいものとなる。 The battery heat exchanger receives heat directly from the battery, and the refrigerant is shared for air conditioning and battery cooling (corresponding to claim 4 ). In this case, the refrigerant is shared for air conditioning and battery cooling, which is preferable in terms of structure simplification and cost reduction.

前記電池用熱交換器が、前記冷房用熱交換器を流れる空調用の冷媒とは別途独立して設けられた電池冷却用の冷媒を介して、電池からの熱を間接受熱するようにされている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、冷媒を、空調用と電池冷却用とで個別に設けることにより、空調制御と電池冷却制御を行う際の自由度を向上させることができる。特に、冷房用熱交換器を流れる冷媒の温度調整の自由度を高める上で好ましいものとなる。 The battery heat exchanger receives heat indirectly from the battery through a battery cooling refrigerant provided separately from the air conditioning refrigerant flowing through the cooling heat exchanger. (corresponding to claim 5 ). In this case, by separately providing refrigerants for air conditioning and battery cooling, the degree of freedom in performing air conditioning control and battery cooling control can be improved. In particular, this is preferable in terms of increasing the degree of freedom in adjusting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger.

前記冷却手段は、
電池冷却用冷媒が流れる電池冷却用の循環経路と、
前記循環経路に接続されたポンプ、受熱用熱交換器および放熱用熱交換器と、
をさらに有し、
前記電池冷却用の冷媒は、前記ポンプによって前記循環経路を循環されることにより、前記受熱用熱交換器で電池からの熱を受熱して、受熱した電池からの熱を前記放熱用熱交換器を介して前記電池用熱交換器へ放熱する、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、電池冷却用の冷媒に関する具体的な構造が提供される。 The cooling means includes:
A circulation path for battery cooling through which a battery cooling refrigerant flows;
a pump, a heat-receiving heat exchanger, and a heat-radiating heat exchanger connected to the circulation path;
It further has
The battery cooling refrigerant is circulated through the circulation path by the pump, receives heat from the battery in the heat receiving heat exchanger, and transfers the received heat from the battery to the heat radiating heat exchanger. radiating heat to the battery heat exchanger via the
(corresponding to claim 6 ). In this case, a specific structure regarding the coolant for battery cooling is provided.

前記電池の温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記冷媒温度検出手段によって検出される冷媒の温度が前記気化温度推定手段によって推定された気化温度以下のときは、前記電池温度検出手段によって検出される電池の温度が所定の閾値未満のときは前記電池冷却手段を流れる冷媒の量を維持させるように制御する一方、前記電池温度検出手段によって検出される電池の温度が該所定の閾値以上のときは前記電池冷却手段を流れる冷媒の量を増加させるように制御する、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、冷房用熱交換器に付着した水分が蒸発する状況でないことから、電池冷却を優先的に行って、電池を十分かつすみかに冷却する上で好ましいものとなる。 further comprising battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery,
The control means is configured to control the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means to a predetermined threshold value when the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection means is equal to or lower than the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means. When the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than the predetermined threshold value , the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means is controlled to be maintained. control to increase the amount of
(corresponding to claim 7 ). In this case, since the moisture adhering to the cooling heat exchanger is not in a situation where it evaporates, battery cooling is preferentially performed, which is preferable in terms of sufficiently and promptly cooling the battery.

本発明によれば、空調の作動状況を大きく変更することなく、冷房用熱交換器からの水分蒸発を防止あるいは抑制することができる。 According to the present invention, evaporation of moisture from a cooling heat exchanger can be prevented or suppressed without significantly changing the operational status of the air conditioner.

本発明が適用された車両の一例を示す簡略平面図。1 is a simplified plan view showing an example of a vehicle to which the present invention is applied. 空調用の冷媒と電池冷却用の冷媒とを共用した場合における冷媒の循環系統例を示すもので、暖房時での冷媒の流れを矢印で示す。This figure shows an example of a refrigerant circulation system when the refrigerant for air conditioning and the refrigerant for battery cooling are shared, and the flow of the refrigerant during heating is indicated by arrows. 図２の循環系統例において、冷房時での冷媒の流れを矢印で示す。In the example circulation system shown in FIG. 2, the flow of refrigerant during cooling is indicated by arrows. 図２の循環系統例において、除霜時での冷媒の流れを矢印で示す。In the example circulation system of FIG. 2, the flow of refrigerant during defrosting is indicated by arrows. 図２の循環系統例において、電池冷却時での冷媒の流れを矢印で示す。In the circulation system example of FIG. 2, arrows indicate the flow of refrigerant during battery cooling. 図２の循環系統例において、冷房と電池冷却とを同時に行うときの冷媒の流れを矢印で示す。In the circulation system example of FIG. 2, arrows indicate the flow of refrigerant when air conditioning and battery cooling are performed simultaneously. 図２の循環系統例において、暖房と電池冷却とを同時に行うときの冷媒の流れを矢印で示す。In the circulation system example of FIG. 2, arrows indicate the flow of refrigerant when heating and battery cooling are performed simultaneously. 本発明の制御系統例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a control system of the present invention. 本発明の制御例を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a control example of the present invention. 空調用の冷媒と電池冷却用の冷媒とを別個独立して設けた場合における冷媒の循環系統例を示すもので、電池冷却時での各冷媒の流れを矢印で示す。This figure shows an example of a refrigerant circulation system where an air conditioning refrigerant and a battery cooling refrigerant are provided separately, and arrows indicate the flow of each refrigerant during battery cooling.

図１は、本発明が適用された車両Ｖの一例を示すものである。車両Ｖは、後述するように電気自動車とされている。図中、１は左右の前輪、２は左右の後輪である。なお、図１中、左方が車両前方を示す。 FIG. 1 shows an example of a vehicle V to which the present invention is applied. Vehicle V is an electric vehicle as described later. In the figure, 1 is the left and right front wheels, and 2 is the left and right rear wheels. In addition, in FIG. 1, the left side shows the front of the vehicle.

車両Ｖは、前輪１の直後方において、左右方向に延びるダッシュパネル３を有する。このダッシュパネル３によって、前側のモータ収納室（エンジンルームに相当）４と、後側の車室５とが区画されている。車室５内には、運転席６、助手席７、後席８が配設されている。９は、ステアリングハンドルである。 The vehicle V has a dash panel 3 extending in the left-right direction immediately behind the front wheels 1. This dash panel 3 separates a motor storage chamber (corresponding to an engine room) 4 on the front side from a vehicle compartment 5 on the rear side. A driver's seat 6, a passenger's seat 7, and a rear seat 8 are arranged in the vehicle interior 5. 9 is a steering handle.

車室５内には、ダッシュパネル３の直後方に位置させて、左右方向に延びるインストルメントパネル１０が配設されている。このインストルメントパネル１０内には、後述する空調ユニット２０が配設されている。また、車室５の床面下方には、大容量の電池（バッテリ）２１が配設されている。実施形態では、電池２１は、フロアパネルの車幅方向中央部に形成されたトンネル部内に収納されているが、電池２１の配設位置は特に問わないものである。 Inside the vehicle compartment 5, an instrument panel 10 is disposed immediately behind the dash panel 3 and extends in the left-right direction. An air conditioning unit 20, which will be described later, is disposed within the instrument panel 10. Further, a large-capacity battery 21 is disposed below the floor surface of the vehicle compartment 5. In the embodiment, the battery 21 is housed in a tunnel formed in the center of the floor panel in the vehicle width direction, but the location of the battery 21 is not particularly limited.

モータ収納室４内には、モータ２２が配設されている。モータ２２の駆動力は、トランスアクスル２３、左右一対のドライブシャフト２４を介して、左右の前輪１に伝達される。車両Ｖは、実施形態では、前輪１が駆動輪とされ、後輪２が従動輪とされたＦＦ車とされている。 A motor 22 is disposed within the motor storage chamber 4. The driving force of the motor 22 is transmitted to the left and right front wheels 1 via a transaxle 23 and a pair of left and right drive shafts 24 . In the embodiment, the vehicle V is an FF vehicle in which the front wheels 1 are the driving wheels and the rear wheels 2 are the driven wheels.

モータ２２には、インバータ２５が取付けられている。このインバータ２５を介して、電池２１とモータ２２との間での電力の授受が行われる。すなわち、電池２１からモータ２２へ給電することにより、走行駆動される。また、減速時には、モータ２２が発電機として機能されて、電池２１の充電が行われる（回生）。なお、車両Ｖは、後輪駆動車あるいは４輪駆動車であってもよく、また駆動用モータの数は２以上であってもよく、さらにインホイール式のモータを用いたものであってもよい。 An inverter 25 is attached to the motor 22. Via this inverter 25, power is exchanged between the battery 21 and the motor 22. That is, by supplying power from the battery 21 to the motor 22, the vehicle is driven to run. Furthermore, during deceleration, the motor 22 functions as a generator to charge the battery 21 (regeneration). Note that the vehicle V may be a rear-wheel drive vehicle or a four-wheel drive vehicle, and the number of drive motors may be two or more, and furthermore, the vehicle V may be a vehicle using an in-wheel type motor. good.

モータ収納室２前部には、外部熱交換器３０が配設されている。この外部熱交換器３０は、後述するように、その内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換を行うものである。外部熱交換器３０は、走行風を受けて、外気と冷媒との間での熱交換が効率よく行うことが可能となっている。また、外部熱交換器３０の直後方には、クーリングファン３１が配設されている。このクーリングファン３１を作動させることにより、車両Ｖの停止時にあっても、外気を外部熱交換器３０へ導入することが可能となっている。 An external heat exchanger 30 is disposed at the front of the motor storage chamber 2 . As will be described later, this external heat exchanger 30 performs heat exchange between the refrigerant flowing therein and the outside air. The external heat exchanger 30 receives the traveling wind and can efficiently exchange heat between the outside air and the refrigerant. Further, a cooling fan 31 is disposed immediately behind the external heat exchanger 30. By operating the cooling fan 31, it is possible to introduce outside air into the external heat exchanger 30 even when the vehicle V is stopped.

外部熱交換器３０の直前方には、開閉可能なグリルシャッター３２が配設されている。このグリルシャッター３２が開作動されたときには、走行風が外部熱交換器３０に導入可能とされる。また、グリルシャッター３２が閉作動されたときは、走行風の外部熱交換器３０への導入が規制される。 Immediately in front of the external heat exchanger 30, a grille shutter 32 that can be opened and closed is provided. When the grille shutter 32 is opened, the wind from the vehicle can be introduced into the external heat exchanger 30. Further, when the grille shutter 32 is closed, the introduction of the traveling air into the external heat exchanger 30 is restricted.

グリルシャッター３２は、基本的には、車両Ｖの空力特性を改善するものである。すなわち、グリルシャッター３２を閉じたときに、車両Ｖの空気抵抗が低減される。実施形態では、基本的に、車速が所定車速（例えば６０ｋｍ／ｈ）以上のときにグリルシャッター３２が閉とされ、車速が上記所定車速未満のときはグリルシャッター３２が開とされる（車両Ｖの停止時も開状態とされる）。 The grille shutter 32 basically improves the aerodynamic characteristics of the vehicle V. That is, when the grille shutter 32 is closed, the air resistance of the vehicle V is reduced. In the embodiment, basically, the grille shutter 32 is closed when the vehicle speed is a predetermined vehicle speed (for example, 60 km/h) or more, and is opened when the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed (vehicle V (It is also considered open when the motor is stopped).

車両Ｖは、発熱源としてのエンジン（内燃機関）を有しないものである。このため、空調ユニット２０は、電池２１の電力を利用して空調を行うものとなっている。空調ユニット２０による空調は、後述するようにヒートポンプ式とされている。 Vehicle V does not have an engine (internal combustion engine) as a heat source. Therefore, the air conditioning unit 20 performs air conditioning using electric power from the battery 21. The air conditioning by the air conditioning unit 20 is of a heat pump type, as will be described later.

電池２１は、充放電によって熱を発生するものである、電池２１の保護のために、電池２１の温度が最高許容温度（例えば６０℃）を超えないように適宜冷却する必要がある。電池２１の冷却は、後述するように、空調ユニット２０に使用される冷媒（熱媒体）を利用して行うようになっている（冷媒が、空調用と電池２１の冷却用とで兼用）。 The battery 21 generates heat during charging and discharging, and in order to protect the battery 21, it is necessary to cool it appropriately so that the temperature of the battery 21 does not exceed the maximum allowable temperature (for example, 60° C.). As will be described later, the battery 21 is cooled using a refrigerant (thermal medium) used in the air conditioning unit 20 (the refrigerant is used both for air conditioning and for cooling the battery 21).

電池冷却は、例えば、次のように行うことができる。まず、基本的に、電池２１の温度が、上記最高許容温度よりも十分に低い温度に設定された低温側閾値（例えば４０℃）以上になると、電池２１の冷却を開始するようにしてある。また、電池２１の温度が最高許容温度に近づいた高温側閾値（例えば５０℃）以上になると、電池冷却能力をより増大させるようにしてある。電池冷却能力の調整は、電池冷却用に用いる冷媒の量の変更することにより行うことができる。なお、後述するように、冷房用熱交換器４５に付着した水分の蒸発防止制御（抑制制御）のために、電池２１の温度が高温側閾値以上になっても、電池冷却能力を現状の冷却状態に維持することも行われる。 Battery cooling can be performed, for example, as follows. First, basically, when the temperature of the battery 21 reaches or exceeds a low-temperature threshold (for example, 40° C.) that is set to a temperature sufficiently lower than the maximum allowable temperature, cooling of the battery 21 is started. Further, when the temperature of the battery 21 becomes equal to or higher than a high-temperature threshold (for example, 50° C.) that approaches the maximum allowable temperature, the battery cooling capacity is further increased. The battery cooling capacity can be adjusted by changing the amount of refrigerant used for battery cooling. As will be described later, even if the temperature of the battery 21 exceeds the high temperature threshold, the battery cooling capacity is reduced to the current cooling capacity in order to prevent evaporation (suppression control) of moisture adhering to the cooling heat exchanger 45. It is also done to maintain the condition.

次に、空調と電池２１の冷却を行うために設定される冷媒の循環系統例について、図２を参照しつつ説明する。なお、冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａ等のＨＦＣ系冷媒や、Ｒ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ系冷媒、さらには二酸化炭素等を用いることができる。 Next, an example of a refrigerant circulation system set for air conditioning and cooling the battery 21 will be described with reference to FIG. 2. Note that, as the refrigerant, for example, an HFC refrigerant such as R134a, an HFO refrigerant such as R1234yf, carbon dioxide, etc. can be used.

まず、空調ユニット２０について説明する。空調ユニット２０は、空調通路４１を有する。空調通路４１の入口には、切替ダンパ４２が設けられて、外気導入と内気循環とが切替可能とされている。空調通路４１内には、切替ダンパ４２の近くにおいて、ブロア４３が配設されている。ブロア４３は、モータ４４によって駆動される。なお、後述する各種電気機器類は、全て電池２１からの給電を受けて作動（駆動）される。 First, the air conditioning unit 20 will be explained. The air conditioning unit 20 has an air conditioning passage 41. A switching damper 42 is provided at the entrance of the air conditioning passage 41 to enable switching between outside air introduction and inside air circulation. A blower 43 is disposed in the air conditioning passage 41 near the switching damper 42 . Blower 43 is driven by motor 44 . Note that all of the various electrical devices described below are operated (driven) by receiving power from the battery 21.

空調通路４１内は、ブロア４３の下流側において、冷房用の熱交換器４５が配設されている。空調通路４１のうち熱交換器４５の下流側部分が、分岐板４６によって２つの分岐通路４３Ａと４３Ｂとに分岐されている。一方の分岐通路４３Ａには、上流側において暖房用の熱交換器４７が配設されると共に、下流側において電気式のヒータ（例えばＰＴＣヒータ）４８が配設されている。ヒータ４７は、通電されることによって加熱される。 Inside the air conditioning passage 41, a cooling heat exchanger 45 is disposed downstream of the blower 43. A downstream portion of the heat exchanger 45 in the air conditioning passage 41 is branched by a branch plate 46 into two branch passages 43A and 43B. In one branch passage 43A, a heat exchanger 47 for heating is disposed on the upstream side, and an electric heater (for example, a PTC heater) 48 is disposed on the downstream side. The heater 47 is heated by being energized.

各分岐通路４３Ａと４３Ｂの上流側端には、エアミックスダンパ４９が配設されている。このエアミックスダンパ４９によって、分岐通路４３Ａを流れるエア量と分岐通路４３Ｂを流れるエア量との割合が変更される（割合は０～１００％の範囲で変更）。 An air mix damper 49 is provided at the upstream end of each branch passage 43A and 43B. This air mix damper 49 changes the ratio between the amount of air flowing through the branch passage 43A and the amount of air flowing through the branch passage 43B (the ratio is changed within a range of 0 to 100%).

各分岐通路４３Ａと４３Ｂの下流側は、エアミックス室５０に連なっている。このエアミックス室内の空調エアが、インストルメントパネル１０等に設けた吹き出し口から車室内へと供給される。 The downstream side of each branch passage 43A and 43B is connected to the air mix chamber 50. This air mix air-conditioned air in the room is supplied into the vehicle interior from an outlet provided in the instrument panel 10 or the like.

図２中、６０は圧縮機、６１はアキュムレータ（気液分離器）である。圧縮機６０は、アキュムレータ６１内の冷媒を吸引して圧縮するもので、電池２１からの給電によって駆動される電気式とされている。 In FIG. 2, 60 is a compressor, and 61 is an accumulator (gas-liquid separator). The compressor 60 sucks and compresses the refrigerant in the accumulator 61, and is an electric type driven by power supplied from the battery 21.

圧縮機６０で圧縮されて高温、高圧となった冷媒は、配管６２を介して、暖房用の熱交換器４７へ供給される。熱交換器４７を通過した冷媒は、配管６３を介して、前述した外部熱交換器３０へ供給される。配管６３の途中には、膨張弁として機能されるオリフィス６４が配設されている。また、配管６３には、オリフィス６４をバイパスするバイパス配管６５が設けられて、このバイパス配管６５に電磁式の開閉弁６６が接続されている。オリフィス６４とバイパス配管６５と開閉弁６６とが、全開をとり得るようにされた開度可変式の膨張弁を構成している。このオリフィス６４とバイパス配管６５と開閉弁６６との機能を、１つの弁装置として構成することもできる。 The refrigerant that has been compressed by the compressor 60 to a high temperature and high pressure is supplied to a heating heat exchanger 47 via a pipe 62. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 47 is supplied to the external heat exchanger 30 described above via the piping 63. An orifice 64 that functions as an expansion valve is disposed in the middle of the pipe 63. Further, the piping 63 is provided with a bypass piping 65 that bypasses the orifice 64, and an electromagnetic on-off valve 66 is connected to the bypass piping 65. The orifice 64, the bypass pipe 65, and the on-off valve 66 constitute a variable-opening expansion valve that can be fully opened. The functions of the orifice 64, the bypass pipe 65, and the on-off valve 66 can also be configured as one valve device.

外部熱交換器３０を通過した冷媒は、配管６７を介して、電磁式の切換弁６８へと流れる。切換弁６８には、２つの配管６９、７０が接続されている。切換弁６８は、配管６７を、配管６９と７０のいずれか一方に選択的に接続するものである。 The refrigerant that has passed through the external heat exchanger 30 flows through a pipe 67 to an electromagnetic switching valve 68 . Two pipes 69 and 70 are connected to the switching valve 68. The switching valve 68 selectively connects the pipe 67 to either one of the pipes 69 and 70.

一方の配管６９を流れる冷媒は、戻り用配管となる配管７１を介して、アキュムレータ６１へと流れる。他方の配管７０を流れる冷媒は、冷房用の熱交換器４５に供給される。この熱交換器４５を通過した冷媒は、配管７２および前述の配管７１を介して、アキュムレータ６１へと流れる。 The refrigerant flowing through one pipe 69 flows to the accumulator 61 via a pipe 71 that serves as a return pipe. The refrigerant flowing through the other pipe 70 is supplied to the cooling heat exchanger 45. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 45 flows to the accumulator 61 via the piping 72 and the aforementioned piping 71.

上記他方の配管７０には、熱交換器４５の近傍において、電磁式とされた開度可変式の膨張弁７３が接続されている。膨張弁７３は、完全に閉じた閉状態と、冷媒を膨張させるためにわずかに開かれる開状態との間で切換可能とされている。また、膨張弁７３は、冷媒の膨張作用が得られる範囲で開度を変更可能とされている。 An electromagnetic variable-opening expansion valve 73 is connected to the other pipe 70 in the vicinity of the heat exchanger 45 . The expansion valve 73 is switchable between a completely closed state and an open state in which it is slightly opened to expand the refrigerant. Furthermore, the opening degree of the expansion valve 73 can be changed within a range where the expansion action of the refrigerant can be obtained.

上記他方の配管７０には、切換弁６８と膨張弁７３との間の位置から、バイパス用の配管８０が導出されている。この配管８０を流れる冷媒は、電池２１を冷却するための熱交換器８１に供給される。この熱交換器８１を通過した冷媒は、配管８２および前述の配管７１を介して、アキュムレータ６１へと流れる。なお、熱交換器８１は、電池２１と一体化された電池パックとして車体に配設されている。 A bypass pipe 80 is led out from the other pipe 70 from a position between the switching valve 68 and the expansion valve 73. The refrigerant flowing through this pipe 80 is supplied to a heat exchanger 81 for cooling the battery 21. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 81 flows to the accumulator 61 via the piping 82 and the aforementioned piping 71. Note that the heat exchanger 81 is arranged in the vehicle body as a battery pack integrated with the battery 21.

上記配管８０には、電磁式とされた開度可変式の膨張弁８３が接続されている。膨張弁８３は、完全に閉じた閉状態と、冷媒を膨張させるためにわずかに開かれる開状態との間で切換可能とされている。また、膨張弁８３は、冷媒の膨張作用が得られる範囲で開度を変更可能とされている。 An electromagnetic expansion valve 83 of variable opening type is connected to the piping 80 . The expansion valve 83 is switchable between a completely closed state and an open state in which it is slightly opened to expand the refrigerant. Furthermore, the opening degree of the expansion valve 83 can be changed within a range where the expansion action of the refrigerant can be obtained.

前述した開閉弁６６、切換弁６８、膨張弁７３、８３の作動状態を適宜切換えることにより、冷媒の循環経路が切換えられる。以下に、暖房時、冷房時、除霜時、電池冷却時、冷房＋電池冷却時、暖房＋電池冷却時に場合分けして、冷媒の循環経路について説明する。 By appropriately switching the operating states of the above-mentioned on-off valve 66, switching valve 68, and expansion valves 73 and 83, the refrigerant circulation path can be switched. Below, the circulation path of the refrigerant will be explained separately for heating, cooling, defrosting, battery cooling, cooling + battery cooling, and heating + battery cooling.

（１）暖房時には、開閉弁６６が閉、切換弁６８が配管６９を選択した状態とされる。また、エアミックスダンパ４９は、空調エアが暖房用の熱交換器４７を多く流れる位置に設定される。なお、各膨張弁７３、８３は閉とされるが、配管７０、８０に冷媒が流れないため、各膨張弁７３、８３の開閉状態は特に問わないものである。 (1) During heating, the on-off valve 66 is closed and the switching valve 68 selects the pipe 69. Moreover, the air mix damper 49 is set at a position where a large amount of the conditioned air flows through the heating heat exchanger 47. Although each expansion valve 73, 83 is closed, since the refrigerant does not flow into the pipes 70, 80, the open/closed state of each expansion valve 73, 83 is not particularly important.

暖房時では、冷媒は、図２中矢印で示すように流れる。すなわち、圧縮機６０によって圧縮されることにより高温、高圧になった冷媒が、熱交換器４７を通過することにより、空調エアが加温される。暖房不足になるときは、電気式のヒーター４８を作動させればよい。 During heating, the refrigerant flows as shown by arrows in FIG. That is, the refrigerant, which has become high temperature and high pressure by being compressed by the compressor 60, passes through the heat exchanger 47, thereby warming the conditioned air. When heating is insufficient, the electric heater 48 can be activated.

熱交換器４７を通過した冷媒は、オリフィス６４を通過することにより減圧されると共に温度低下される。減圧かつ低温化された冷媒は、外部熱交換器３０を通過する際に外気と熱交換されて、加温される（冷媒の吸熱）。加温された冷媒は、配管６７、６９、７１を経て、アキュムレータ６１へ戻される。この暖房時には、外部熱交換器３０が相当に冷たくなるので、霜が発生されやすいものである。 The refrigerant that has passed through the heat exchanger 47 is reduced in pressure and temperature by passing through the orifice 64. The refrigerant, which has been reduced in pressure and temperature, exchanges heat with the outside air when passing through the external heat exchanger 30 and is heated (endothermic absorption of the refrigerant). The heated refrigerant is returned to the accumulator 61 via pipes 67, 69, and 71. During this heating, the external heat exchanger 30 becomes considerably cold, so frost is likely to occur.

（２）冷房時には、開閉弁６６が開、切換弁６８が配管７０を選択、膨張弁７３が開、膨張弁８３が閉とされる。また、エアミックスダンパ４９は、空調エアが暖房用の熱交換器４７を少なく流れる位置に設定される。 (2) During cooling, the on-off valve 66 is opened, the switching valve 68 selects the pipe 70, the expansion valve 73 is opened, and the expansion valve 83 is closed. Furthermore, the air mix damper 49 is set at a position where a small amount of the conditioned air flows through the heating heat exchanger 47.

冷房時では、冷媒は、図３中矢印で示すように流れる。すなわち、圧縮機６０によって圧縮された冷媒が、熱交換器４７を通過するが、熱交換器４７を流れる空調エアが少量（流量０の場合もあり）であって、空調エアの加温は殆ど行われない。熱交換器４７を通過した冷媒は、オリフィス６４をバイパスして、外部熱交換器３０へと流れる。この外部熱交換器３０によって、冷媒が外気によって冷却される（冷媒からの熱放出）。 During cooling, the refrigerant flows as shown by arrows in FIG. That is, the refrigerant compressed by the compressor 60 passes through the heat exchanger 47, but the amount of air conditioned air flowing through the heat exchanger 47 is small (sometimes the flow rate is 0), and the air conditioned air is hardly heated. Not done. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 47 bypasses the orifice 64 and flows to the external heat exchanger 30. By this external heat exchanger 30, the refrigerant is cooled by the outside air (heat released from the refrigerant).

外部熱交換器３０を通過した冷媒は、切換弁６８から配管７０を経て膨張弁７３を通過する。この膨張弁７３によって、冷媒が減圧かつ低温化される。低温になった冷媒が、冷房用の熱交換器４５を流れることにより、空調エアが冷却される。熱交換器４５を通過した冷媒は、配管７２、７１を経て、アキュムレータ６１へ戻される。 The refrigerant that has passed through the external heat exchanger 30 passes through the switching valve 68, the pipe 70, and the expansion valve 73. This expansion valve 73 reduces the pressure and temperature of the refrigerant. The cooled refrigerant flows through the cooling heat exchanger 45, thereby cooling the conditioned air. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 45 is returned to the accumulator 61 via pipes 72 and 71.

（３）除霜時は、外部熱交換器３０に付着した霜を除去するときである。除霜時での冷媒の流れは図４に示されるが、開状態とされた開閉弁６６を冷媒が通過する点を除いて、図２に示す暖房時と同じである。冷媒は、オリフィス６４をバイパスすることから、外部熱交換器３０に導入される冷媒の温度が、暖房時に比して相当に高温となり、これにより外部熱交換器３０の除霜が行われる。 (3) Defrosting is when frost adhering to the external heat exchanger 30 is removed. The flow of the refrigerant during defrosting is shown in FIG. 4, and is the same as during heating shown in FIG. 2, except that the refrigerant passes through the on-off valve 66 which is in the open state. Since the refrigerant bypasses the orifice 64, the temperature of the refrigerant introduced into the external heat exchanger 30 becomes considerably higher than that during heating, thereby defrosting the external heat exchanger 30.

除霜の開始は、外部熱交換器３０に霜が発生したことを検出したときに開始される。この霜の検出を行うセンサとしては、例えば、霜を直接的に検出するセンサを用いることもできるが、冷媒の温度を検出するセンサによって行うこともできる。すなわち、例えば、暖房サイクルでの運転が継続されていることにより、外部熱交換器３０に導入される直前の冷媒の温度が例えば－２０℃以下となったときに、外部熱交換器３０に霜が発生していると判定することができる。このように、霜発生の検出センサとしては、直接的に霜を検出する他、推定によって検出するものであってもよい。 Defrosting is started when it is detected that frost has formed on the external heat exchanger 30. As a sensor for detecting frost, for example, a sensor that directly detects frost can be used, but a sensor that detects the temperature of the refrigerant can also be used. That is, for example, when the temperature of the refrigerant immediately before being introduced into the external heat exchanger 30 becomes −20° C. or lower due to continued operation in the heating cycle, frost is generated in the external heat exchanger 30. It can be determined that this is occurring. In this way, the frost occurrence detection sensor may be one that directly detects frost or one that detects frost by estimation.

（４）電池冷却時には、開閉弁６６が開、切換弁６８が配管７０を選択、膨張弁７３が閉、膨張弁８３が開とされる。 (4) During battery cooling, the on-off valve 66 is opened, the switching valve 68 selects the pipe 70, the expansion valve 73 is closed, and the expansion valve 83 is opened.

電池冷却時では、冷媒は図５中矢印で示すように流れる。すなわち、圧縮機６０からの冷媒は、熱交換器４７、開閉弁６６、外部熱交換器３０、切換弁６８、配管７０、８０、膨張弁８３を通過する。この膨張弁８３によって、冷媒が減圧かつ低温化される。低温になった冷媒が、電池冷却用の熱交換器８１を流れることにより、電池２１が冷却される。熱交換器８１を通過した冷媒は、配管８２、７１を経て、アキュムレータ６１へ戻される。 During battery cooling, the refrigerant flows as shown by the arrows in FIG. That is, the refrigerant from the compressor 60 passes through the heat exchanger 47 , the on-off valve 66 , the external heat exchanger 30 , the switching valve 68 , the pipes 70 and 80 , and the expansion valve 83 . This expansion valve 83 reduces the pressure and temperature of the refrigerant. The battery 21 is cooled by the cooled refrigerant flowing through the heat exchanger 81 for cooling the battery. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 81 is returned to the accumulator 61 via pipes 82 and 71.

（５）冷房かつ電池冷却時では、開閉弁６６が開、切換弁６８が配管７０を選択、膨張弁７３および８３がそれぞれ開とされる。 (5) During cooling and battery cooling, the on-off valve 66 is opened, the switching valve 68 selects the pipe 70, and the expansion valves 73 and 83 are each opened.

冷房でかつ電池冷却時では、冷媒は図６中矢印で示すように流れる。すなわち、圧縮機６０からの冷媒は、熱交換器４７、開閉弁６６、外部熱交換器３０、切換弁６８、配管７０へと流れる。配管７０を流れた冷媒は、膨張弁７３を通過すると共に、配管８０を経て膨張弁８３をも通過する。膨張弁７３によって、冷媒が減圧かつ低温化される。低温になった冷媒が、冷房用の熱交換器４５を流れることにより、空調エアが冷却される。また同時に、膨張弁８３によって、冷媒が減圧かつ低温化される。低温になった冷媒が、電池冷却用の熱交換器８１を流れることにより、電池２１が冷却される。なお、膨張弁７３、８３の開度を調整することにより、熱交換器４５を流れる冷媒の流量と熱交換器８１を流れる冷媒の流量との割合を変更することができる。また、膨張弁７３を流れる冷媒量と膨張弁８３を流れる冷媒量との割合を変更する弁装置を別途設けることもできる。 When the battery is being cooled in the air conditioner, the refrigerant flows as indicated by the arrows in FIG. That is, the refrigerant from the compressor 60 flows to the heat exchanger 47 , the on-off valve 66 , the external heat exchanger 30 , the switching valve 68 , and the piping 70 . The refrigerant flowing through the pipe 70 passes through the expansion valve 73 and also passes through the expansion valve 83 via the pipe 80. The expansion valve 73 reduces the pressure and temperature of the refrigerant. The cooled refrigerant flows through the cooling heat exchanger 45, thereby cooling the conditioned air. At the same time, the expansion valve 83 reduces the pressure and temperature of the refrigerant. The battery 21 is cooled by the cooled refrigerant flowing through the heat exchanger 81 for cooling the battery. Note that by adjusting the opening degrees of the expansion valves 73 and 83, the ratio between the flow rate of the refrigerant flowing through the heat exchanger 45 and the flow rate of the refrigerant flowing through the heat exchanger 81 can be changed. Further, a valve device that changes the ratio between the amount of refrigerant flowing through the expansion valve 73 and the amount of refrigerant flowing through the expansion valve 83 may be separately provided.

（６）暖房かつ電池冷却時では、図２の暖房状態から、切換弁６８を配管７０を選択する状態に変更される。また、膨張弁８３が開とされる一方、膨張弁７３は閉とされる。これにより、膨張弁８３を通過することにより低温化された冷媒が熱交換器８１を通過して、電池２１が冷却される。 (6) During heating and battery cooling, the heating state shown in FIG. 2 is changed to a state in which the switching valve 68 selects the pipe 70. Further, while the expansion valve 83 is opened, the expansion valve 73 is closed. Thereby, the refrigerant whose temperature has been lowered by passing through the expansion valve 83 passes through the heat exchanger 81, and the battery 21 is cooled.

暖房かつ電池冷却時では、冷媒の流れは図７矢印で示すようになる。すなわち、図２に示す暖房時に比して、外部熱交換器３０を通過した後の冷媒が、膨張弁８３から電池冷却用の熱交換器８１を流れる態様とされる。 During heating and battery cooling, the flow of the refrigerant is as shown by the arrows in FIG. That is, compared to the heating mode shown in FIG. 2, the refrigerant after passing through the external heat exchanger 30 flows from the expansion valve 83 to the battery cooling heat exchanger 81.

前述した冷媒循環経路について、各種センサＳ１～Ｓ１４が設けられている。センサＳ１は、配管６２に設けられて、圧縮機６０から吐出された冷媒の温度を検出する温度センサである。センサＳ２は、配管６３に設けられて、冷媒の圧力を検出する圧力センサである（高圧センサ）。センサＳ３は、グリルシャッター３２付近に設けられて、外気の温度を検出する温度センサである。センサＳ４は、配管６７に設けられて、外部熱交換器３０を通過した直後の冷媒の温度を検出する温度センサである。センサＳ５は、配管６７に設けられて、外部熱交換器３０を通過した直後の冷媒の圧力を検出する圧力センサである（低圧センサ）。 Various sensors S1 to S14 are provided for the refrigerant circulation path described above. The sensor S1 is a temperature sensor that is provided in the pipe 62 and detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 60. The sensor S2 is a pressure sensor (high pressure sensor) that is provided in the pipe 63 and detects the pressure of the refrigerant. The sensor S3 is a temperature sensor that is provided near the grill shutter 32 and detects the temperature of the outside air. The sensor S4 is a temperature sensor that is provided in the pipe 67 and detects the temperature of the refrigerant immediately after passing through the external heat exchanger 30. The sensor S5 is a pressure sensor (low pressure sensor) that is provided in the pipe 67 and detects the pressure of the refrigerant immediately after passing through the external heat exchanger 30.

センサＳ６は、電池２１に設けられて、電池２１の温度を検出する温度センサである。センサＳ７は、配管８２に設けられて、熱交換器８１を通過した直後の冷媒の温度を検出する温度センサである。センサＳ８は、配管８２に設けられて、電池冷却用の熱交換器８１を通過した直後の冷媒の圧力を検出する圧力センサである。 The sensor S6 is a temperature sensor that is provided on the battery 21 and detects the temperature of the battery 21. The sensor S7 is a temperature sensor that is provided in the pipe 82 and detects the temperature of the refrigerant immediately after passing through the heat exchanger 81. The sensor S8 is a pressure sensor that is provided in the pipe 82 and detects the pressure of the refrigerant immediately after passing through the battery cooling heat exchanger 81.

センサＳ９は、冷房用の熱交換器４５に設けられて、熱交換器４５の温度を検出する温度センサである。センサＳ１０は、配管７２に設けられて、熱交換器４５を通過した直後の冷媒の温度を検出する温度センサである。センサＳ１１は、電気式のヒータ４８の直下流側に設けられて、ヒータ４８を通過した直後の空調エアの温度を検出する温度センサである。 The sensor S9 is a temperature sensor that is provided in the cooling heat exchanger 45 and detects the temperature of the heat exchanger 45. The sensor S10 is a temperature sensor that is provided in the pipe 72 and detects the temperature of the refrigerant immediately after passing through the heat exchanger 45. The sensor S11 is a temperature sensor that is provided immediately downstream of the electric heater 48 and detects the temperature of the conditioned air immediately after passing through the heater 48.

図８は、電池冷却を含む空調制御を行うための制御系統例を示す。図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成された制御ユニットである。制御ユニットＵは、制御手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭやインターフェイスを備えている。 FIG. 8 shows an example of a control system for performing air conditioning control including battery cooling. In the figure, U is a control unit configured using a microcomputer. The control unit U includes a CPU as a control means, a ROM and a RAM as storage means, and an interface.

上記制御ユニットＵには、前述した各種センサＳ１～Ｓ１１の他、センサＳ１２～Ｓ１５からの信号が入力される。センサＳ１２は、車室内の温度を検出する温度センサである。センサＳ１３は、車室内の湿度を検出する湿度センサである。センサＳ１４は、車室内に設けられて日射量を検出する日射量センサである。Ｓ１５は、車速を検出する車速センサである。 In addition to the various sensors S1 to S11 described above, signals from sensors S12 to S15 are input to the control unit U. Sensor S12 is a temperature sensor that detects the temperature inside the vehicle interior. Sensor S13 is a humidity sensor that detects the humidity inside the vehicle interior. The sensor S14 is a solar radiation sensor that is provided in the vehicle interior and detects the solar radiation amount. S15 is a vehicle speed sensor that detects vehicle speed.

制御ユニットＵには、さらに、乗員によって操作される空調操作器Ｓ１６からの信号が入力される。空調操作器Ｓ１６は、従来と同様に構成されているが、例えば、空調のＯＮ、ＯＦＦスイッチ、温度設定スイッチ、風量変更スイッチ、吹き出し口変更スイッチ、自動モードと手動モードとのいずれかを選択するスイッチ等々を有している。 The control unit U also receives a signal from an air conditioning operator S16 operated by a passenger. The air conditioning operator S16 has the same configuration as the conventional one, but for example, it selects an air conditioning ON/OFF switch, a temperature setting switch, an air volume change switch, an air outlet change switch, and automatic mode or manual mode. It has switches etc.

制御ユニットＵは、電池冷却と空調制御のために、図８に示す前述した各種機器類を制御する他、吹き出し口を選択するための吹き出し口切換ダンパ５０を制御する。 The control unit U controls the various devices shown in FIG. 8 described above for battery cooling and air conditioning control, and also controls the air outlet switching damper 50 for selecting an air outlet.

制御ユニットＵは、上記空調操作器Ｓ１６での操作に応じて、暖房、冷房等の空調制御を適宜行う。なお、空調制御そのものは、一般的な空調制御の場合と変わりがないので、これ以上の説明は省略する。 The control unit U appropriately performs air conditioning control such as heating and cooling in accordance with the operation of the air conditioning operator S16. Note that the air conditioning control itself is the same as general air conditioning control, so further explanation will be omitted.

次に、冷房用熱交換器４５からの水分蒸発に起因する異臭発生の防止あるいは抑制について説明する。まず、冷房用熱交換器４５に供給される冷媒の量が十分にあれば、冷房用熱交換器４５を常時水分の気化温度（露点温度）以下に維持して、付着した水分の蒸発を確実に防止することができる（水分蒸発に伴う異臭発生の確実な防止）。 Next, prevention or suppression of the occurrence of strange odor due to moisture evaporation from the cooling heat exchanger 45 will be explained. First, if there is a sufficient amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45, the cooling heat exchanger 45 is always maintained below the moisture vaporization temperature (dew point temperature) to ensure the evaporation of attached moisture. (reliably prevents the occurrence of unpleasant odors due to moisture evaporation).

一方、冷房時に電池冷却が要求されたときは、電池冷却のために冷媒が用いられことから、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒の量が不足がちになる場合を生じる。この場合、電池冷却と冷房用熱交換器からの水分蒸発の防止とを高い次元で満足させる必要がある。 On the other hand, when battery cooling is requested during cooling, since refrigerant is used for battery cooling, the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 tends to be insufficient. In this case, it is necessary to achieve high levels of battery cooling and prevention of moisture evaporation from the cooling heat exchanger.

制御ユニットＵは、冷房用熱交換器４５からの水分蒸発防止（あるいは抑制）と、電池冷却とを高い次元で満足できるように、冷房用の冷媒量と電池冷却用の冷媒量との配分割合を変更制御する。制御ユニットＵによる制御例について、図９に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。また、図９のフローチャートは、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒量が不足がちとなる冷房時かつ電池冷却を行うときを前提としている。 The control unit U controls the distribution ratio between the amount of refrigerant for cooling and the amount of refrigerant for cooling the battery so that moisture evaporation prevention (or suppression) from the cooling heat exchanger 45 and battery cooling can be achieved at a high level. Change control. An example of control by the control unit U will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that in the following explanation, Q indicates a step. Further, the flowchart in FIG. 9 is based on the assumption that the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 tends to be insufficient during cooling and when performing battery cooling.

まず、図９のＱ１において、温度センサＳ１２で検出される車室内温度と、湿度センサＳ１３で検出される車室内の湿度と、温度センサＳ９で検出される冷房用熱交換器４５の温度（その付近の温度であってもよい）と、温度センサＳ６で検出された電池２１の温度とが読み込まれる。 First, in Q1 of FIG. 9, the vehicle interior temperature detected by the temperature sensor S12, the vehicle interior humidity detected by the humidity sensor S13, and the temperature of the cooling heat exchanger 45 detected by the temperature sensor S9 (the (which may be the nearby temperature) and the temperature of the battery 21 detected by the temperature sensor S6 are read.

Ｑ２では、車室内温度と車室内湿度と冷房用熱交換器４５の温度とに基づいて、あらかじめ設定された計算式あるいはマップに基づいて、冷房用熱交換器４５での水の露点温度（気化温度）ＴＲが算出される（推定）。 In Q2, the dew point temperature (vaporization temperature) of the water in the cooling heat exchanger 45 is determined based on the vehicle interior temperature, vehicle interior humidity, and temperature of the cooling heat exchanger 45 based on a preset calculation formula or map. temperature) TR is calculated (estimated).

Ｑ２の後、Ｑ３において、冷房用熱交換器４５の温度が、上記露点温度以下であるか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、冷房用熱交換器４５に付着する水分が蒸発する可能性がない場合であり、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒量が比較的少量（比較的高温でも）でも問題を生じないときである。このときは、Ｑ４において、電池２１の温度が高温側閾値（例えば５０℃）以上であるか否かが判別される。 After Q2, in Q3, it is determined whether the temperature of the cooling heat exchanger 45 is equal to or lower than the dew point temperature. When the determination in Q3 is YES, it means that there is no possibility that the water adhering to the cooling heat exchanger 45 will evaporate, and the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 is relatively small (relatively This is when even high temperatures do not cause problems. At this time, in Q4, it is determined whether the temperature of the battery 21 is equal to or higher than a high temperature threshold (for example, 50° C.).

上記Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、電池２１の温度が最高許容温度に近づいていることから、Ｑ５において、電池用熱交換器８１を流れる冷媒の量が増加するように制御される。これにより、電池２１の温度がすみやかに低下される。電池冷却用の冷媒量が増加される分、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒の量が減少される。なお、冷媒量の変更は、膨張弁７３、８３の開度を変更制御することにより行うことができる。 When the determination in Q4 is YES, the temperature of the battery 21 is approaching the maximum allowable temperature, so in Q5 the amount of refrigerant flowing through the battery heat exchanger 81 is controlled to increase. As a result, the temperature of the battery 21 is quickly lowered. As the amount of refrigerant for cooling the battery increases, the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 is reduced. Note that the amount of refrigerant can be changed by controlling the opening degrees of the expansion valves 73 and 83 to change.

上記Ｑ５の後は、Ｑ６において、電池２１の温度が低温側閾値（例えば４０℃）以下になったか否かが判別される。当初は、Ｑ６の判別でＮＯとなって、Ｑ１に戻る。Ｑ６の判別でＹＥＳになったときに、制御が終了される。 After Q5, in Q6, it is determined whether the temperature of the battery 21 has fallen below a low temperature threshold (for example, 40° C.). Initially, the determination in Q6 was NO and the process returned to Q1. When the determination in Q6 becomes YES, the control is ended.

上記Ｑ４の判別でＮＯのときは、Ｑ７において、電池冷却の状況は現状のままで十分であるとして、電池用熱交換器８１を流れる冷媒の量が現状の量に維持される。Ｑ７の後は、Ｑ６に移行される。 When the determination in Q4 is NO, the current amount of refrigerant flowing through the battery heat exchanger 81 is maintained at the current amount in Q7, assuming that the current battery cooling situation is sufficient. After Q7, the process moves to Q6.

前記Ｑ３の判別でＮＯのときは、冷房用熱交換器４５に付着した水分が蒸発しやすい状況であり、冷房用熱交換器４５の温度上昇を防止あるいは抑制する必要性の高いときである。このときは、Ｑ８において、電池２１の温度が高温側閾値（例えば５０℃）以上であるか否が判別される。 When the determination in Q3 is NO, the water attached to the cooling heat exchanger 45 is likely to evaporate, and it is highly necessary to prevent or suppress the temperature rise of the cooling heat exchanger 45. At this time, in Q8, it is determined whether the temperature of the battery 21 is equal to or higher than a high temperature threshold (for example, 50° C.).

上記Ｑ８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ９において、電池冷却のための冷媒量を減少させることは好ましくないことから、電池冷却用の冷媒の量が、現状の量に維持される。Ｑ９の後は、Ｑ６に移行される。 When the determination in Q8 is YES, the amount of refrigerant for cooling the battery is maintained at the current amount since it is not preferable to reduce the amount of refrigerant for cooling the battery in Q9. After Q9, the process moves to Q6.

上記Ｑ８の判別でＮＯのときは、電池冷却には余裕がある状況である。このときは、Ｑ１０において、電池用熱交換器８１を流れる冷媒の量が減少される。電池冷却用の冷媒量が減少される分、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒の量が増大されて（冷媒の温度が低下されて）、冷房用熱交換器４５をより冷たくすることができる（露点温度以下にする制御）。Ｑ１０の後は、Ｑ６に移行される。 If the determination in Q8 above is NO, there is sufficient room for battery cooling. At this time, in Q10, the amount of refrigerant flowing through the battery heat exchanger 81 is reduced. As the amount of refrigerant for cooling the battery is reduced, the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 is increased (the temperature of the refrigerant is lowered), thereby making the cooling heat exchanger 45 cooler. (control to keep the temperature below the dew point). After Q10, the game moves to Q6.

ここで、冷房用熱交換器４５へ供給される冷媒の量の変更や、電池用熱交換器８１へ供給される冷媒の量が変更されても、乗員は、空調の作動状況が変更されたとは気づきにくいものである。つまり、乗員に対して違和感や不安感を与えてしまう事態は、実質的に生じないものである。 Here, even if the amount of refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 or the amount of refrigerant supplied to the battery heat exchanger 81 is changed, the occupant will not be able to understand that the operating status of the air conditioner has changed. is difficult to notice. In other words, a situation that gives the occupants a sense of discomfort or anxiety does not substantially occur.

図１０は、空調用の冷媒と電池冷却用の冷媒とを別個独立して設けた場合の循環系統例を示す。以下、図１０について説明するが、矢印で示す冷媒の流れは、電池冷却時のときを示す。 FIG. 10 shows an example of a circulation system in which an air conditioning refrigerant and a battery cooling refrigerant are provided separately and independently. FIG. 10 will be described below, and the flow of the refrigerant indicated by the arrow indicates the time when the battery is being cooled.

まず、電池冷却用の循環回路９１が別途設けられる。この循環経路９１には、電動式のポンプ９２、放熱器として機能される熱交換器９３、受熱器として機能される熱交換器９４が接続されている。ポンプ９２で圧送される冷媒は、順次、熱交換器９３、熱交換器９４へと流れて、ポンプ９２へ戻る。 First, a circulation circuit 91 for battery cooling is separately provided. Connected to this circulation path 91 are an electric pump 92, a heat exchanger 93 that functions as a radiator, and a heat exchanger 94 that functions as a heat receiver. The refrigerant pumped by the pump 92 sequentially flows to the heat exchanger 93 and the heat exchanger 94, and then returns to the pump 92.

受熱器としての熱交換器は、電池２１と一体化されて、電池２１からの受熱用とされている。放熱器としての熱交換器９３は、空調用の循環経路に設けられた受熱器としての熱交換器８１を介して、空調用の冷媒へ放熱する。このように、電池２１で発生された熱は、熱交換器９４から電池冷却用の冷媒を介して、熱交換器８１によって空調用の冷媒に対して放熱されることになる。ポンプ９２の回転数を増大させるほど、電池２１の熱を空調用の冷媒へとすみやかに排熱させることができる。 The heat exchanger as a heat receiver is integrated with the battery 21 and is used to receive heat from the battery 21. The heat exchanger 93 as a heat radiator radiates heat to the air conditioning refrigerant via the heat exchanger 81 as a heat receiver provided in the air conditioning circulation path. In this way, the heat generated by the battery 21 is radiated from the heat exchanger 94 to the air conditioning refrigerant by the heat exchanger 81 via the battery cooling refrigerant. The higher the rotational speed of the pump 92, the more quickly the heat of the battery 21 can be discharged to the refrigerant for air conditioning.

空調用冷媒と電池冷却用冷媒とを別系統として独立して設けた場合は、例えば電池用熱交換器８１を流れる冷媒の量が少ないときでも、ポンプ９２の回転数を増大させて電池用冷媒の循環回数を増大させることにより、電池２１をより効果的に冷却することが可能となる。したがって、例えば、図９のＱ９および／またはＱ１０の処理において、電池用冷媒の循環回数を増大させる制御を実行しつつ、冷房用熱交換器４５へ供給する空調用の冷媒量を増大させることが可能となる。 If the refrigerant for air conditioning and the refrigerant for battery cooling are provided independently as separate systems, for example, even when the amount of refrigerant flowing through the battery heat exchanger 81 is small, the number of revolutions of the pump 92 is increased to supply the refrigerant for the battery. By increasing the number of cycles, it becomes possible to cool the battery 21 more effectively. Therefore, for example, in the process Q9 and/or Q10 of FIG. 9, it is possible to increase the amount of air conditioning refrigerant supplied to the cooling heat exchanger 45 while executing control to increase the number of cycles of battery refrigerant. It becomes possible.

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。冷房用の熱交換器４５と電池用熱交換器８１との間での冷媒量の配分割合を変更する場合に、膨張弁７３、８３の両方を開度可変式とする場合に限らず、冷房用熱交換器４５からの水分蒸発を優先するために冷房用膨張弁７３の開度を一定とすると共に（十分な冷媒量を確保できる一定開度）、膨張弁８３のみを開度可変式とすることもできる。冷房用熱交換器４５と電池用熱交換器８１との間での冷媒量の配分割合を変更するための流量調整手段としては、適宜のものを採択することができ、例えば、配管７０と８０との合流部に配分割合変更用の弁装置を別途設けて、この弁装置によって冷房用熱交換器４５と電池用熱交換器８１との間での冷媒量の配分割合を変更することもできる。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and can be modified as appropriate within the scope of the claims. When changing the distribution ratio of the amount of refrigerant between the cooling heat exchanger 45 and the battery heat exchanger 81, the cooling In order to give priority to moisture evaporation from the heat exchanger 45, the opening degree of the cooling expansion valve 73 is kept constant (a constant opening degree that can ensure a sufficient amount of refrigerant), and only the expansion valve 83 is made variable in opening degree. You can also. As the flow rate adjustment means for changing the distribution ratio of the amount of refrigerant between the cooling heat exchanger 45 and the battery heat exchanger 81, an appropriate flow rate adjustment means can be adopted, for example, the pipes 70 and 80. It is also possible to separately provide a valve device for changing the distribution ratio at the junction with the refrigerant, and use this valve device to change the distribution ratio of the amount of refrigerant between the cooling heat exchanger 45 and the battery heat exchanger 81. .

冷房用熱交換器４５を流れる冷媒の温度を調整する調整手段としては、冷媒の量を変更するものに限らず、冷媒の温度そのものを調整するものであってもよい。例えば、グリルシャッター３２を基本の開閉条件に優先して開状態としたり、クーリングファン３１を作動させる等のことにより、外部熱交換器３０において冷媒をより十分に冷却することができる。 The adjusting means for adjusting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger 45 is not limited to changing the amount of refrigerant, but may be one that adjusts the temperature of the refrigerant itself. For example, the refrigerant in the external heat exchanger 30 can be cooled more sufficiently by setting the grille shutter 32 to an open state with priority over the basic opening/closing conditions, or by operating the cooling fan 31.

曇り止めを行う場合は、冷媒の流れは基本的には暖房の場合と同じであり、湿度が高い場合は、冷媒がさらに冷房用熱交換器４５を通過するようにすればよい（除湿）。圧縮機６０、９２は、電池２１からの給電を受ける電動モータによって駆動される場合に限らず走行用の駆動源の動力の一部を用いて駆動されるものであってもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。 When anti-fogging is performed, the flow of the refrigerant is basically the same as that for heating, and if the humidity is high, the refrigerant may further pass through the cooling heat exchanger 45 (dehumidification). The compressors 60 and 92 are not limited to being driven by an electric motor that receives power from the battery 21, but may be driven using part of the power of a drive source for traveling. Of course, the object of the invention is not limited to what is expressly stated, but is also implicitly included to provide any expressed substantial preference or advantage.

本発明は、エンジンを有しない電気自動車用の空調装置として好適である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is suitable as an air conditioner for electric vehicles which do not have an engine.

Ｖ：車両
２０：空調ユニット
２１：電池
２２：モータ
３０：外部熱交換器
３１：クーリングファン
３２：グリルシャッター
４０空調ユニット
４３：ブロア
４５：熱交換器（冷房用）
４７：熱交換器（暖房用）
６０：圧縮機
６４：オリフィス（膨張弁）
６５：バイパス配管
６６：開閉弁
６８：切換弁
７３：膨張弁（冷房用）
８１：熱交換器（電池冷却用）
８３：膨張弁（電池冷却用）

V: Vehicle 20: Air conditioning unit 21: Battery 22: Motor 30: External heat exchanger 31: Cooling fan 32: Grill shutter 40 Air conditioning unit 43: Blower 45: Heat exchanger (for cooling)
47: Heat exchanger (for heating)
60: Compressor 64: Orifice (expansion valve)
65: Bypass piping 66: On-off valve 68: Switching valve 73: Expansion valve (for cooling)
81: Heat exchanger (for battery cooling)
83: Expansion valve (for battery cooling)

Claims

a compressor that compresses refrigerant;
an external heat exchanger through which refrigerant from the compressor flows and exchanges heat between the refrigerant and outside air;
a cooling expansion valve through which the refrigerant after passing through the external heat exchanger flows and expands the refrigerant;
a cooling heat exchanger through which the refrigerant after passing through the cooling expansion valve flows and exchanges heat with the conditioned air;
refrigerant temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger;
vaporization temperature estimating means for estimating vaporization temperature near the cooling heat exchanger;
temperature adjustment means for adjusting the temperature of the refrigerant flowing through the cooling heat exchanger;
control means for controlling the adjustment means so that the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection means does not exceed the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means;
battery and
a battery cooling means that cools the battery by exchanging heat with the refrigerant;
battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery;
Equipped with
The adjustment means changes the distribution ratio between the amount of refrigerant flowing through the cooling heat exchanger and the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means,
When the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection means exceeds the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means, the control means controls the battery temperature detected by the battery temperature detection means to a predetermined threshold value. When the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than the predetermined threshold value, the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means is controlled to be reduced. control to maintain the amount of
A vehicle air conditioner characterized by:

In claim 1 ,
The battery is used to supply power to a vehicle drive motor.
A vehicle air conditioner characterized by:

In claim 1 or claim 2 ,
The battery cooling means
A battery expansion valve through which refrigerant after passing through the external heat exchanger flows to expand the refrigerant; and a battery expansion valve through which refrigerant after passing through the battery expansion valve flows to receive heat from the battery. a heat exchanger;
have,
A vehicle air conditioner characterized by:

In claim 3 ,
A vehicle air conditioner characterized in that the battery heat exchanger receives heat directly from the battery, and a refrigerant is shared for air conditioning and battery cooling.

In claim 3 ,
The battery heat exchanger receives heat indirectly from the battery through a battery cooling refrigerant provided separately from the air conditioning refrigerant flowing through the cooling heat exchanger. A vehicle air conditioner characterized by:

In claim 5 ,
The cooling means includes:
A circulation path for battery cooling through which a battery cooling refrigerant flows;
a pump, a heat-receiving heat exchanger, and a heat-radiating heat exchanger connected to the circulation path;
It further has
The battery cooling refrigerant is circulated through the circulation path by the pump, receives heat from the battery in the heat receiving heat exchanger, and transfers the received heat from the battery to the heat radiating heat exchanger. radiating heat to the battery heat exchanger via the
A vehicle air conditioner characterized by:

In any one of claims 1 to 6 ,
further comprising battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery,
The control means is configured such that when the temperature of the refrigerant detected by the refrigerant temperature detection means is equal to or lower than the vaporization temperature estimated by the vaporization temperature estimation means, the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is adjusted to the predetermined value. The amount of refrigerant flowing through the battery cooling means is controlled to be maintained when the temperature is less than a threshold value , while the amount of refrigerant flowing through the battery cooling means is controlled when the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than the predetermined threshold value. control to increase the amount of refrigerant;
A vehicle air conditioner characterized by: