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JP7615942B2 - Vehicle air conditioning system - Google Patents
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JP7615942B2 JP2021121368A JP2021121368A JP7615942B2 JP 7615942 B2 JP7615942 B2 JP 7615942B2 JP 2021121368 A JP2021121368 A JP 2021121368A JP 2021121368 A JP2021121368 A JP 2021121368A JP 7615942 B2 JP7615942 B2 JP 7615942B2
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Description

本発明は、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioning system that uses the same refrigerant for air conditioning the front and rear seats in the vehicle cabin to also cool the battery.

特許文献1には、圧縮機で圧縮されて凝縮器で凝縮された冷媒が、前席空調用の蒸発器及び後席空調用の蒸発器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前席空調用の蒸発器及び後席空調用の蒸発器で蒸発した冷媒が圧縮機へ到達して圧縮機で圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a vehicle air conditioning system in which piping is connected so that the refrigerant compressed by the compressor and condensed by the condenser branches off to an evaporator for front seat air conditioning and an evaporator for rear seat air conditioning and flows in parallel, and piping is connected so that the refrigerant evaporated in the evaporator for front seat air conditioning and the evaporator for rear seat air conditioning reaches the compressor and is compressed by the compressor.

特開2000-283576号公報JP 2000-283576 A

走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーでは、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いることがある。このような車両用空調装置では、電動コンプレッサで圧縮されてコンデンサで凝縮された冷媒が、前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ及び電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ又は電池冷却用熱交換器で蒸発した冷媒が電動コンプレッサへ到達して電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続される。 In electric vehicles or hybrid cars equipped with an electric motor as a power source for driving, the refrigerant used for air conditioning the front and rear seats in the passenger compartment may also be used to cool the battery. In such vehicle air conditioning systems, piping is connected so that the refrigerant compressed by the electric compressor and condensed by the condenser branches off to the front seat air conditioning evaporator, rear seat air conditioning evaporator, and battery cooling heat exchanger and flows in parallel, and piping is connected so that the refrigerant evaporated in the front seat air conditioning evaporator, rear seat air conditioning evaporator, or battery cooling heat exchanger reaches the electric compressor and is compressed by the electric compressor.

このように配管が接続された車両用空調装置では、1つの電動コンプレッサから前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ及び電池冷却用熱交換器の3系統に分かれて冷媒が流れるところ、これらの3系統を電動コンプレッサの潤滑油の一部が冷媒と共に循環するため、潤滑油が電池冷却用熱交換器や配管等の内壁に付着して電動コンプレッサまで戻って来なくなるオイル寝込み現象が生じないように電動コンプレッサの回転速度を上げる必要がある。電動コンプレッサへの潤滑油の戻り量が不足すると、電動コンプレッサの潤滑不良が発生し、電動コンプレッサの耐久性に悪影響を与える。しかし、オイル寝込み現象を防ぐために電動コンプレッサの回転速度を過度に上げると、余剰な電力を消費して車両の電費が悪化することになる。 In a vehicle air conditioning system with piping connected in this way, the refrigerant flows from one electric compressor to three separate systems: the front seat air conditioning evaporator, the rear seat air conditioning evaporator, and the battery cooling heat exchanger. Since some of the lubricating oil in the electric compressor circulates through these three systems along with the refrigerant, it is necessary to increase the rotation speed of the electric compressor to prevent the oil settling phenomenon, in which the lubricating oil adheres to the inner walls of the battery cooling heat exchanger and piping and does not return to the electric compressor. If the amount of lubricating oil returning to the electric compressor is insufficient, poor lubrication of the electric compressor occurs, adversely affecting the durability of the electric compressor. However, if the rotation speed of the electric compressor is increased too much to prevent the oil settling phenomenon, excess power will be consumed, worsening the vehicle's electricity consumption.

そこで、本発明は、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することを目的とする。 The present invention aims to improve the vehicle's power consumption by reducing the power consumption of the electric compressor while preventing the occurrence of oil stagnation in a vehicle in which the refrigerant used for air conditioning the front and rear seats in the passenger compartment is also used to cool the battery.

本発明に係る車両用空調装置は、走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーに搭載され、冷媒を圧縮して吐出する1つの電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサから吐出された前記冷媒を冷却し凝縮させる1つのコンデンサと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる前席空調用エバポレータと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる後席空調用エバポレータと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる電池冷却用熱交換器と、を備え、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒が、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ及び前記電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ又は前記電池冷却用熱交換器で蒸発した前記冷媒が前記電動コンプレッサへ到達して前記電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置であって、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのそれぞれの稼働の有無に応じて、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値を調整することを特徴とする。 The vehicle air conditioning system according to the present invention is mounted on an electric vehicle or hybrid car equipped with an electric motor as a driving power source, and includes one electric compressor that compresses and discharges a refrigerant, one condenser that cools and condenses the refrigerant discharged from the electric compressor, a front seat air conditioning evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser, a rear seat air conditioning evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser, and a battery cooling heat exchanger that evaporates the refrigerant condensed in the condenser, and the refrigerant condensed in the condenser is discharged from the front seat air conditioning evaporator. A vehicle air conditioning system in which piping is connected so that the refrigerant branches off and flows in parallel to the front seat air conditioning evaporator, the rear seat air conditioning evaporator, and the battery cooling heat exchanger, and piping is connected so that the refrigerant evaporated in the front seat air conditioning evaporator, the rear seat air conditioning evaporator, or the battery cooling heat exchanger reaches the electric compressor and is compressed by the electric compressor, and is characterized in that the lower limit of the rotation speed when rotating the electric compressor is adjusted depending on whether the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator are operating.

この車両用空調装置によれば、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、前席空調用エバポレータ及び後席空調用エバポレータの稼働の有無によらず常に電動コンプレッサの回転速度の下限値を一定とする車両用空調装置と比較して、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。 This vehicle air conditioning system, in a vehicle that also uses the refrigerant for air conditioning the front and rear seats in the passenger compartment to cool the battery, can prevent the occurrence of oil stagnation, while reducing power consumption in the electric compressor and improving the vehicle's electricity consumption compared to a vehicle air conditioning system that keeps the lower limit of the rotation speed of the electric compressor constant regardless of whether the evaporator for the front and rear air conditioning is operating.

本発明の車両用空調装置は、前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されている条件では、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さく、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働していない状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする The vehicle air conditioning system of the present invention is characterized in that , under conditions in which battery cooling using the battery cooling heat exchanger is required, a lower limit value of the rotational speed when rotating the electric compressor is smaller when only one of the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator are operating than when both are operating, and a lower limit value of the rotational speed when rotating the electric compressor is smaller when both the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator are not operating than when only one of the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator is operating.

本発明の車両用空調装置の一態様において、前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されており、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している条件では、前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が大きい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が大きく、前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が小さい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さくてもよい。 In one aspect of the vehicle air conditioning device of the present invention, when battery cooling using the battery cooling heat exchanger is required and only one of the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator is operating, if the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the rear seat air conditioning evaporator is greater than the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator, the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator is greater than the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator, the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the rear ... front seat air conditioning evaporator, the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the rear seat air conditioning evaporator, the pressure loss in the path from the In the case where the lower limit value of the rotation speed when rotating the electric compressor is higher in a state where the evaporator is operating, and the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the evaporator for rear seat air conditioning is smaller than the pressure loss in the path from the condenser to the electric compressor via the evaporator for front seat air conditioning, the lower limit value of the rotation speed when rotating the electric compressor may be smaller in a state where the evaporator for front seat air conditioning is not operating and the evaporator for rear seat air conditioning is operating than in a state where the evaporator for front seat air conditioning is operating and the evaporator for rear seat air conditioning is not operating.

本発明は、車室内の前席側と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。 In a vehicle in which the refrigerant used to air condition the front and rear seats in the passenger compartment is also used to cool the battery, the present invention can reduce the occurrence of oil stagnation while reducing power consumption in the electric compressor and improving the vehicle's power consumption.

本開示の実施形態の車両用空調装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a vehicle air conditioning device according to an embodiment of the present disclosure. 本実施形態の車両用空調装置の制御系統を示す図である。1 is a diagram showing a control system of a vehicle air conditioning device according to an embodiment of the present invention; 前席空調用エバポレータの温度に基づく電動コンプレッサのON/OFFを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing ON/OFF of an electric compressor based on the temperature of a front seat air conditioning evaporator. 本実施形態の車両用空調装置の使用条件A~Dにおける電動コンプレッサの回転速度の下限値を示す表図である。4 is a table showing lower limit values of the rotation speed of the electric compressor under conditions A to D of use of the vehicle air conditioner of the present embodiment. FIG.

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態の車両用空調装置10について説明する。図1は、車両用空調装置10の構成を示す図である。車両用空調装置10は、走行用動力源としてエンジン1及び不図示の電動機を備えるハイブリッドカーに搭載される。このハイブリッドカーの車室内には、前側に前席(運転席及び助手席)が配置され、前席の後方に後席が配置される。そして、ハイブリッドカーの床下にはバッテリが配置される。図1に示すように、車両用空調装置10は、車室内の前席側を空調する前席空調ユニット2と、車室内の後席側を空調する後席空調ユニット3と、床下に配置されたバッテリを冷却する電池冷却ユニット4を備える。 Below, a vehicle air conditioner 10 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the vehicle air conditioner 10. The vehicle air conditioner 10 is mounted on a hybrid car equipped with an engine 1 and an electric motor (not shown) as a driving power source. In the passenger compartment of this hybrid car, the front seats (driver's seat and passenger seat) are arranged at the front, and the rear seats are arranged behind the front seats. A battery is arranged under the floor of the hybrid car. As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioner 10 includes a front seat air conditioning unit 2 that conditions the front seats in the passenger compartment, a rear seat air conditioning unit 3 that conditions the rear seats in the passenger compartment, and a battery cooling unit 4 that cools the battery arranged under the floor.

前席空調ユニット2は、一方の開口端に空気取入口が形成され、他方の開口端に吹出口21が形成された前席空調用ダクト22を備える。前席空調用ダクト22の空気取入口の近傍には切替ドア23が設けられており、前席空調用ダクト22の内部には、ブロワファン24、前席空調用エバポレータ25、エアミックスドア26及びヒータコア27が設けられている。前席空調ユニット2では、ブロワモータ28によりブロワファン24を回転させて、空気取入口から空気を吸引して前席空調用エバポレータ25へ向けて送り出すことができる。空気取入口から前席空調用ダクト22へ吸入した空気は、全量が前席空調用エバポレータ25を通過する。前席空調ユニット2では、切替ドア23を回動させることによって、外気導入モード又は内気循環モードに切り替えることができる。外気導入モードでは車両外部から前席空調用ダクト22内へ空気が吸入され、内気循環モードでは車室内から前席空調用ダクト22内へ空気が吸入される。 The front seat air conditioning unit 2 is provided with a front seat air conditioning duct 22 with an air intake formed at one open end and an air outlet 21 formed at the other open end. A switching door 23 is provided near the air intake of the front seat air conditioning duct 22, and a blower fan 24, a front seat air conditioning evaporator 25, an air mix door 26, and a heater core 27 are provided inside the front seat air conditioning duct 22. In the front seat air conditioning unit 2, the blower fan 24 can be rotated by the blower motor 28 to suck air from the air intake and send it toward the front seat air conditioning evaporator 25. The entire amount of air sucked into the front seat air conditioning duct 22 from the air intake passes through the front seat air conditioning evaporator 25. In the front seat air conditioning unit 2, the switching door 23 can be rotated to switch between an outside air introduction mode and an inside air circulation mode. In the outside air intake mode, air is drawn from outside the vehicle into the front seat air conditioning duct 22, and in the inside air circulation mode, air is drawn from inside the vehicle cabin into the front seat air conditioning duct 22.

ヒータコア27はチューブとフィンで構成され、チューブの中にエンジン1や水加熱ヒータ51で加熱された水を流すことができる。ヒータコア27は、前席空調用ダクト22内で前席空調用エバポレータ25の空気流れ下流側に配置されており、チューブの中に加熱された水を通すことによって、ヒータコア27を通過する空気を加熱することができる。 The heater core 27 is composed of tubes and fins, and water heated by the engine 1 or the water heater 51 can be passed through the tubes. The heater core 27 is disposed downstream of the air flow of the front seat air conditioning evaporator 25 in the front seat air conditioning duct 22, and the air passing through the heater core 27 can be heated by passing heated water through the tubes.

前席空調用エバポレータ25とヒータコア27の間に回動可能に設けられたエアミックスドア26は、ヒータコア27を通過する空気の通路と、ヒータコア27をバイパスする空気の通路を分けている。そして、ヒータコア27によって加熱された空気と、ヒータコア27をバイパスすることにより前席空調用エバポレータ25で冷却されたままの空気が吹出口21の近傍で混合されて吹出口21から吹き出される。そのため、前席空調ユニット2は、エアミックスドア26の開度を制御してヒータコア27を通過する空気とヒータコア27をバイパスする空気の量を調整することにより、吹出口21から吹き出す空調風の温度を制御することができる。 The air mix door 26, which is rotatably provided between the front seat air conditioning evaporator 25 and the heater core 27, separates the air passage that passes through the heater core 27 from the air passage that bypasses the heater core 27. The air heated by the heater core 27 and the air that bypasses the heater core 27 and remains cooled by the front seat air conditioning evaporator 25 are mixed near the air outlet 21 and blown out from the air outlet 21. Therefore, the front seat air conditioning unit 2 can control the temperature of the conditioned air blown out from the air outlet 21 by controlling the opening degree of the air mix door 26 to adjust the amount of air passing through the heater core 27 and the amount of air bypassing the heater core 27.

後席空調ユニット3は、前席空調ユニット2と同様に、一方の開口端に空気取入口が形成され、他方の開口端に吹出口31が形成された後席空調用ダクト32を備え、空気取入口の近傍には切替ドア33が設けられ、後席空調用ダクト32の内部には、ブロワファン34、後席空調用エバポレータ35、エアミックスドア36、ヒータコア37が設けられている。そして、後席空調ユニット3は、ブロワモータ38によりブロワファン34を回転させて、空気取入口から空気を吸引して後席空調用エバポレータ35へ向けて送り出すことができる。空気取入口から後席空調用ダクト32へ吸入した空気は、全量が後席空調用エバポレータ35を通過する。後席空調ユニット3では、切替ドア33を回動させることによって、外気導入モード又は内気循環モードに切り替えることができる。 The rear seat air conditioning unit 3, like the front seat air conditioning unit 2, has a rear seat air conditioning duct 32 with an air intake formed at one open end and an air outlet 31 formed at the other open end, a switching door 33 is provided near the air intake, and a blower fan 34, a rear seat air conditioning evaporator 35, an air mix door 36, and a heater core 37 are provided inside the rear seat air conditioning duct 32. The rear seat air conditioning unit 3 can rotate the blower fan 34 with the blower motor 38 to suck air from the air intake and send it toward the rear seat air conditioning evaporator 35. The entire amount of air sucked into the rear seat air conditioning duct 32 from the air intake passes through the rear seat air conditioning evaporator 35. The rear seat air conditioning unit 3 can be switched between an outside air introduction mode and an inside air circulation mode by rotating the switching door 33.

ヒータコア37は、ヒータコア27と同様に、チューブとフィンで構成され、チューブの中にエンジン1や水加熱ヒータ51で加熱された水を流すことができる。ヒータコア37は、後席空調用ダクト32内で後席空調用エバポレータ35の空気流れ下流側に配置されており、チューブの中に加熱された水を通すことによって、ヒータコア37を通過する空気を加熱することができる。 The heater core 37, like the heater core 27, is composed of tubes and fins, and water heated by the engine 1 or the water heater 51 can be passed through the tubes. The heater core 37 is disposed downstream of the air flow of the rear seat air conditioning evaporator 35 in the rear seat air conditioning duct 32, and the air passing through the heater core 37 can be heated by passing heated water through the tubes.

後席空調ユニット3では、前席空調ユニット2と同様に、後席空調用エバポレータ35とヒータコア37の間に設けられているエアミックスドア36が、ヒータコア37を通過する空気の通路と、ヒータコア37をバイパスする空気の通路を分けており、エアミックスドア36で分けられた空気は、吹出口31の近傍で混合される。そのため、後席空調ユニット3は、エアミックスドア36の開度を制御してヒータコア37を通過する空気とヒータコア37をバイパスする空気の量を調整することにより、吹出口31から吹き出す空調風の温度を制御することができる。 In the rear seat air conditioning unit 3, as in the front seat air conditioning unit 2, an air mix door 36 provided between the rear seat air conditioning evaporator 35 and the heater core 37 separates the air passage that passes through the heater core 37 from the air passage that bypasses the heater core 37, and the air separated by the air mix door 36 is mixed near the air outlet 31. Therefore, the rear seat air conditioning unit 3 can control the temperature of the conditioned air blown out from the air outlet 31 by controlling the opening degree of the air mix door 36 to adjust the amount of air passing through the heater core 37 and the amount of air bypassing the heater core 37.

ヒータコア27及びヒータコア37とエンジン1との間には、エンジン1で加熱された水が循環する水循環用配管5が設けられている。水循環用配管5には、エンジン1をバイパスするバイパス管52と三方弁53が設けられており、三方弁53を動作させることによって、エンジン1とバイパス管52のどちらに水を流すのか切り替えることができる。水循環用配管5には、三方弁53の下流側に電動ウォータポンプ54が設けられており、電動ウォータポンプ54の下流側に水加熱ヒータ51が設けられており、水加熱ヒータ51の下流側に分岐点55が設けられている。そして、水循環用配管5は、ヒータコア27及びヒータコア37に並行に水が流れるように分岐点55で分岐して、ヒータコア27及びヒータコア37の下流側に設けられた合流点56で合流し、合流点56より下流側でエンジン1及びバイパス管52へ接続する。 Between the heater core 27 and the heater core 37 and the engine 1, a water circulation pipe 5 is provided through which water heated by the engine 1 circulates. The water circulation pipe 5 is provided with a bypass pipe 52 that bypasses the engine 1 and a three-way valve 53, and by operating the three-way valve 53, it is possible to switch whether water flows through the engine 1 or the bypass pipe 52. The water circulation pipe 5 is provided with an electric water pump 54 downstream of the three-way valve 53, a water heating heater 51 downstream of the electric water pump 54, and a branch point 55 downstream of the water heating heater 51. The water circulation pipe 5 branches at the branch point 55 so that water flows in parallel to the heater core 27 and the heater core 37, joins at a joining point 56 provided downstream of the heater core 27 and the heater core 37, and connects to the engine 1 and the bypass pipe 52 downstream of the joining point 56.

エンジン1を冷却するために水をエンジン1に流すように三方弁53を動作させた場合、電動ウォータポンプ54は、エンジン1から水を吸入してヒータコア27及びヒータコア37へ送り込むことができる。そして、ヒータコア27及びヒータコア37のチューブ内を流れた冷却水は、エンジン1へ戻ってエンジン1の冷却に用いられた後、電動ウォータポンプ54に吸入される。このようにエンジン1で加熱された水が循環してヒータコア27及びヒータコア37のチューブ内を流れることにより、ヒータコア27及びヒータコア37を加熱する事ができる。 When the three-way valve 53 is operated to allow water to flow into the engine 1 to cool the engine 1, the electric water pump 54 can draw in water from the engine 1 and send it to the heater core 27 and the heater core 37. The cooling water that flows through the tubes of the heater core 27 and the heater core 37 returns to the engine 1 and is used to cool the engine 1, and is then drawn into the electric water pump 54. In this way, the water heated by the engine 1 circulates and flows through the tubes of the heater core 27 and the heater core 37, thereby heating the heater core 27 and the heater core 37.

また、バイパス管52を水が流れるように三方弁53を動作させた場合、電動ウォータポンプ54は、バイパス管52から水を吸入してヒータコア27及びヒータコア37へ送り込むことができる。そして、ヒータコア27及びヒータコア37のチューブ内を流れた冷却水は、バイパス管52へ戻って、バイパス管52から電動ウォータポンプ54に吸入される。このように水を循環させる場合、電動ウォータポンプ54から送り出す水を水加熱ヒータ51で加熱し、水加熱ヒータ51で加熱された水をヒータコア27及びヒータコア37のチューブ内に流すことにより、ヒータコア27及びヒータコア37を加熱する事ができる。 When the three-way valve 53 is operated to allow water to flow through the bypass pipe 52, the electric water pump 54 can draw in water from the bypass pipe 52 and send it to the heater core 27 and the heater core 37. The cooling water that flows through the tubes of the heater core 27 and the heater core 37 returns to the bypass pipe 52 and is drawn from the bypass pipe 52 into the electric water pump 54. When circulating water in this way, the water sent out from the electric water pump 54 is heated by the water heater 51, and the water heated by the water heater 51 is caused to flow through the tubes of the heater core 27 and the heater core 37, thereby heating the heater core 27 and the heater core 37.

車両用空調装置10は、車室内の前席側の空調及び後席側の空調とバッテリの冷却に用いる冷媒を循環させる冷媒循環用配管6を備える。そして、冷媒循環用配管6には、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する1つの電動コンプレッサ61と、電動コンプレッサ61から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる1つのコンデンサ62と、レシーバ63が設けられている。コンデンサ62は、外気と熱交換することにより、冷媒を冷却して液化することができる。コンデンサ62を通過した冷媒は、レシーバ63で液相冷媒と気相冷媒に分離される。 The vehicle air conditioner 10 is equipped with a refrigerant circulation pipe 6 that circulates the refrigerant used for air conditioning the front and rear seats in the passenger compartment and for cooling the battery. The refrigerant circulation pipe 6 is provided with an electric compressor 61 that compresses the refrigerant to a high temperature and high pressure and discharges it, a condenser 62 that cools and condenses the refrigerant discharged from the electric compressor 61, and a receiver 63. The condenser 62 can cool and liquefy the refrigerant by exchanging heat with outside air. The refrigerant that passes through the condenser 62 is separated into liquid phase refrigerant and gas phase refrigerant in the receiver 63.

冷媒循環用配管6は、レシーバ63の下流側の分岐点6aで、電池冷却ユニット4へ冷媒を供給する電池冷却用配管6bと、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35へ冷媒を供給する空調用配管6cに分岐する。空調用配管6cは、分岐点6aより下流側の分岐点6dで、前席空調用エバポレータ25へ冷媒を供給する前席空調用配管6eと、後席空調用エバポレータ35へ冷媒を供給する後席空調用配管6fに分岐して、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35より下流側の合流点6gで合流して1本の空調用配管6cとなる。そして、電池冷却用配管6bと空調用配管6cは、電池冷却ユニット4及び合流点6gより下流側の合流点6hで合流して1本の冷媒循環用配管6となって、合流点6hの下流側で電動コンプレッサ61に接続する。 At a branch point 6a downstream of the receiver 63, the refrigerant circulation pipe 6 branches into a battery cooling pipe 6b that supplies refrigerant to the battery cooling unit 4, and an air conditioning pipe 6c that supplies refrigerant to the front air conditioning evaporator 25 and the rear air conditioning evaporator 35. At a branch point 6d downstream of the branch point 6a, the air conditioning pipe 6c branches into a front air conditioning pipe 6e that supplies refrigerant to the front air conditioning evaporator 25, and a rear air conditioning pipe 6f that supplies refrigerant to the rear air conditioning evaporator 35, and then merges at a junction point 6g downstream of the front air conditioning evaporator 25 and the rear air conditioning evaporator 35 to form a single air conditioning pipe 6c. The battery cooling pipe 6b and the air conditioning pipe 6c merge at a junction 6h downstream of the battery cooling unit 4 and the junction 6g to form a single refrigerant circulation pipe 6, which is connected to the electric compressor 61 downstream of the junction 6h.

前席空調用配管6eには、前席空調用エバポレータ25より上流側に電磁弁64及び膨張弁65が設けられている。電磁弁64が開いた状態では、コンデンサ62で凝縮された液相冷媒が電磁弁64を通った後に膨張弁65で減圧されて、減圧後の冷媒を前席空調用エバポレータ25において空調空気から吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を前席空調用エバポレータ25で蒸発させることにより、前席空調用エバポレータ25を通過する空気を冷却することができる。前席空調用エバポレータ25で蒸発した冷媒は、前席空調用配管6e及び空調用配管6cを経由して電動コンプレッサ61に到達して、電動コンプレッサ61で圧縮される。 The front air conditioning pipe 6e is provided with an electromagnetic valve 64 and an expansion valve 65 upstream of the front air conditioning evaporator 25. When the electromagnetic valve 64 is open, the liquid phase refrigerant condensed in the condenser 62 passes through the electromagnetic valve 64 and is then depressurized by the expansion valve 65, and the depressurized refrigerant is evaporated by absorbing heat from the conditioned air in the front air conditioning evaporator 25. By evaporating the liquid phase refrigerant in this way in the front air conditioning evaporator 25, the air passing through the front air conditioning evaporator 25 can be cooled. The refrigerant evaporated in the front air conditioning evaporator 25 reaches the electric compressor 61 via the front air conditioning pipe 6e and the air conditioning pipe 6c, and is compressed by the electric compressor 61.

後席空調用配管6fにも、後席空調用エバポレータ35より上流側に電磁弁66及び膨張弁67が設けられている。電磁弁66が開いた状態では、コンデンサ62で凝縮された液相冷媒が電磁弁66を通った後に膨張弁67で減圧されて、減圧後の冷媒を後席空調用エバポレータ35において空調空気から吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を後席空調用エバポレータ35で蒸発させることにより、後席空調用エバポレータ35を通過する空気を冷却することができる。後席空調用エバポレータ35で蒸発した冷媒は、後席空調用配管6f及び空調用配管6cを経由して電動コンプレッサ61に到達して、電動コンプレッサ61で圧縮される。 The rear air conditioning pipe 6f is also provided with an electromagnetic valve 66 and an expansion valve 67 upstream of the rear air conditioning evaporator 35. When the electromagnetic valve 66 is open, the liquid phase refrigerant condensed in the condenser 62 passes through the electromagnetic valve 66 and is then depressurized by the expansion valve 67, and the depressurized refrigerant is evaporated in the rear air conditioning evaporator 35 by absorbing heat from the conditioned air. By evaporating the liquid phase refrigerant in this way in the rear air conditioning evaporator 35, the air passing through the rear air conditioning evaporator 35 can be cooled. The refrigerant evaporated in the rear air conditioning evaporator 35 reaches the electric compressor 61 via the rear air conditioning pipe 6f and the air conditioning pipe 6c, and is compressed by the electric compressor 61.

電池冷却ユニット4は、1つの電磁弁41と、2つの膨張弁42と、2つの電池冷却用熱交換器43を備える。電磁弁41は電池冷却用配管6bに設けられており、電池冷却用配管6bは電磁弁41より下流側の分岐点44で、第1配管45aと第2配管45bに分岐している。第1配管45aには、膨張弁42及び電池冷却用熱交換器43が設けられており、膨張弁42は電池冷却用熱交換器43より上流側に配置されている。第2配管45bにも、第1配管45aと同様に、膨張弁42及び電池冷却用熱交換器43が設けられており、膨張弁42は電池冷却用熱交換器43より上流側に配置されている。第1配管45aと第2配管45bは、電池冷却用熱交換器43より下流側の合流点46で合流して1本の電池冷却用配管6bとなる。 The battery cooling unit 4 includes one solenoid valve 41, two expansion valves 42, and two battery cooling heat exchangers 43. The solenoid valve 41 is provided in the battery cooling pipe 6b, and the battery cooling pipe 6b branches into a first pipe 45a and a second pipe 45b at a branch point 44 downstream of the solenoid valve 41. The first pipe 45a is provided with an expansion valve 42 and a battery cooling heat exchanger 43, and the expansion valve 42 is arranged upstream of the battery cooling heat exchanger 43. The second pipe 45b is also provided with an expansion valve 42 and a battery cooling heat exchanger 43, similar to the first pipe 45a, and the expansion valve 42 is arranged upstream of the battery cooling heat exchanger 43. The first pipe 45a and the second pipe 45b merge at a junction point 46 downstream of the battery cooling heat exchanger 43 to form a single battery cooling pipe 6b.

このような構成を電池冷却ユニット4が有するため、電磁弁41を開いた状態では、コンデンサ62で凝縮された液相冷媒が電磁弁41を通った後に膨張弁42で減圧されて、減圧後の冷媒を電池冷却用熱交換器43においてバッテリから吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を電池冷却用熱交換器43で蒸発させることにより、気化熱でバッテリを冷却することができる。電池冷却用熱交換器43で蒸発した冷媒は、第1配管45a又は第2配管45bを通った後に、電池冷却用配管6bを経由して電動コンプレッサ61に到達して、電動コンプレッサ61で圧縮される。 Because the battery cooling unit 4 has such a configuration, when the solenoid valve 41 is open, the liquid-phase refrigerant condensed in the condenser 62 passes through the solenoid valve 41 and is then depressurized by the expansion valve 42, and the depressurized refrigerant absorbs heat from the battery in the battery cooling heat exchanger 43 and evaporates. By evaporating the liquid-phase refrigerant in the battery cooling heat exchanger 43 in this way, the battery can be cooled by the heat of vaporization. The refrigerant evaporated in the battery cooling heat exchanger 43 passes through the first pipe 45a or the second pipe 45b, then reaches the electric compressor 61 via the battery cooling pipe 6b, and is compressed by the electric compressor 61.

車両用空調装置10は、前席空調ユニット2、後席空調ユニット3及び電池冷却ユニット4を制御するECU(電子制御装置)20を備える。ECU20は、演算処理部であるCPUと、RAM、ROM等の記憶部を有し、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前席空調ユニット2、後席空調ユニット3及び電池冷却ユニット4の制御を実行する。図2に示すように、ECU20は、切替ドア23、エアミックスドア26、ブロワモータ28、切替ドア33、エアミックスドア36、ブロワモータ38、水加熱ヒータ51、三方弁53、電動ウォータポンプ54、電動コンプレッサ61、電磁弁64、電磁弁66及び電磁弁41等を制御する。 The vehicle air conditioning system 10 includes an ECU (electronic control unit) 20 that controls the front air conditioning unit 2, rear air conditioning unit 3, and battery cooling unit 4. The ECU 20 has a CPU, which is an arithmetic processing unit, and storage units such as RAM and ROM, and controls the front air conditioning unit 2, rear air conditioning unit 3, and battery cooling unit 4 by performing signal processing according to a program pre-stored in the ROM while utilizing the temporary storage function of the RAM. As shown in FIG. 2, the ECU 20 controls the switching door 23, air mix door 26, blower motor 28, switching door 33, air mix door 36, blower motor 38, water heater 51, three-way valve 53, electric water pump 54, electric compressor 61, solenoid valve 64, solenoid valve 66, solenoid valve 41, etc.

車両用空調装置10は、エンジン1に設けられた水温センサ57、水加熱ヒータ51に設けられた水温センサ58、前席空調用エバポレータ25のフィンに設けられた温度センサ29、後席空調用ダクト32内の後席空調用エバポレータ35とヒータコア37の間に設けられた気温センサ39、前席付近の室温を検出する室温センサ71、後席付近の室温を検出する室温センサ72、車外の空気の温度を検出する外気温度センサ73、日射量を検出する日射量センサ74及びバッテリの温度を検出する電池温度センサ75を備える。これらのセンサの出力は全てECU20に入力される。 The vehicle air conditioning system 10 includes a water temperature sensor 57 provided on the engine 1, a water temperature sensor 58 provided on the water heater 51, a temperature sensor 29 provided on the fins of the front seat air conditioning evaporator 25, an air temperature sensor 39 provided between the rear seat air conditioning evaporator 35 and the heater core 37 in the rear seat air conditioning duct 32, a room temperature sensor 71 that detects the room temperature near the front seats, a room temperature sensor 72 that detects the room temperature near the rear seats, an outside air temperature sensor 73 that detects the temperature of the air outside the vehicle, a solar radiation sensor 74 that detects the amount of solar radiation, and a battery temperature sensor 75 that detects the temperature of the battery. The outputs of these sensors are all input to the ECU 20.

車両の乗員は、車室内に設けられた操作部30を操作することによって、前席空調ユニット2の設定温度や後席空調ユニット3の設定温度などを設定することができる。例えば、乗員が前席空調ユニット2の設定温度を操作部30に入力した場合、ECU20は、設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量から、前席空調ユニット2の吹出口21から吹き出す空気の目標吹出温度を算出し、目標吹出温度及び水温からブロワファン24の風量及びエアミックスドア26の開度を決定して、ブロワモータ28及びエアミックスドア26を制御する。ECU20は、水加熱ヒータ51に設けられた水温センサ58から水温を検出する。 A vehicle occupant can set the set temperature of the front air conditioning unit 2 and the rear air conditioning unit 3 by operating the operation unit 30 provided in the vehicle cabin. For example, when the occupant inputs the set temperature of the front air conditioning unit 2 into the operation unit 30, the ECU 20 calculates the target outlet temperature of the air blown out from the air outlet 21 of the front air conditioning unit 2 from the set temperature, the room temperature near the front seats, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and determines the air volume of the blower fan 24 and the opening degree of the air mix door 26 from the target outlet temperature and the water temperature to control the blower motor 28 and the air mix door 26. The ECU 20 detects the water temperature from a water temperature sensor 58 provided in the water heater 51.

そして、ECU20は、前席空調ユニット2の設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量から、前席空調用エバポレータ25の目標エバポレータ温度Tgを決定し、前席空調用エバポレータ25の温度Tが目標エバポレータ温度Tgとなるように、電動コンプレッサ61のON/OFFを制御する。ECU20には、前席空調ユニット2の設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量に基づく目標エバポレータ温度Tgのマップが記憶されており、このマップに基づいてECU20は目標エバポレータ温度Tgを決定する。ECU20は、前席空調用エバポレータ25のフィンに設けられた温度センサ29により、前席空調用エバポレータ25の温度Tを検出する。図3に示すように、ECU20は、前席空調用エバポレータ25の温度Tが目標エバポレータ温度Tgより低くなると、電動コンプレッサ61を停止し、前席空調用エバポレータ25の温度Tが目標エバポレータ温度Tgより1℃高くなると、電動コンプレッサ61を回転させる。そのため、ECU20は、前席空調用エバポレータ25の温度の変化に応じて電動コンプレッサ61を間欠運転させることになる。 The ECU 20 then determines the target evaporator temperature Tg of the front seat air conditioning evaporator 25 from the set temperature of the front seat air conditioning unit 2, the room temperature near the front seats, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and controls the ON/OFF of the electric compressor 61 so that the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 becomes the target evaporator temperature Tg. The ECU 20 stores a map of the target evaporator temperature Tg based on the set temperature of the front seat air conditioning unit 2, the room temperature near the front seats, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and the ECU 20 determines the target evaporator temperature Tg based on this map. The ECU 20 detects the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 using a temperature sensor 29 provided on the fin of the front seat air conditioning evaporator 25. As shown in FIG. 3, the ECU 20 stops the electric compressor 61 when the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 becomes lower than the target evaporator temperature Tg, and rotates the electric compressor 61 when the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 becomes 1° C. higher than the target evaporator temperature Tg. Therefore, the ECU 20 operates the electric compressor 61 intermittently according to the change in the temperature of the front seat air conditioning evaporator 25.

また、乗員が後席空調ユニット3の設定温度を操作部30に入力した場合、ECU20は、設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量から、後席空調ユニット3の吹出口31から吹き出す空気の目標吹出温度を算出し、目標吹出温度及び水温からブロワファン34の風量及びエアミックスドア36の開度を決定して、ブロワモータ38及びエアミックスドア36を制御する。ECU20は、水加熱ヒータ51に設けられた水温センサ58から水温を検出する。 When the passenger inputs the set temperature of the rear seat air conditioning unit 3 into the operation unit 30, the ECU 20 calculates the target temperature of the air blown out from the air outlet 31 of the rear seat air conditioning unit 3 from the set temperature, the room temperature near the rear seat, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and determines the air volume of the blower fan 34 and the opening degree of the air mix door 36 from the target blow temperature and the water temperature, and controls the blower motor 38 and the air mix door 36. The ECU 20 detects the water temperature from the water temperature sensor 58 provided in the water heater 51.

そして、ECU20は、後席空調ユニット3の設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量から、目標エバポレータ後温度を決定し、後席空調用ダクト32内の後席空調用エバポレータ35とヒータコア37の間に設けられた気温センサ39により検出するエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度となるように、電動コンプレッサ61のON/OFFを制御する。ECU20には、前席空調ユニット2の設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量に基づく目標エバポレータ後温度のマップが記憶されており、このマップに基づいてECU20は目標エバポレータ後温度を決定する。ECU20は、エバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より低くなると、電動コンプレッサ61を停止し、エバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より1℃高くなると、電動コンプレッサ61を回転させる。そのため、ECU20は、エバポレータ後温度の変化に応じて電動コンプレッサ61を間欠運転させることになる。 The ECU 20 then determines the target post-evaporator temperature from the set temperature of the rear seat air conditioning unit 3, the room temperature near the rear seat, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and controls the ON/OFF of the electric compressor 61 so that the post-evaporator temperature detected by the air temperature sensor 39 installed between the rear seat air conditioning evaporator 35 and the heater core 37 in the rear seat air conditioning duct 32 becomes the target post-evaporator temperature. The ECU 20 stores a map of the target post-evaporator temperature based on the set temperature of the front seat air conditioning unit 2, the room temperature near the rear seat, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, and the ECU 20 determines the target post-evaporator temperature based on this map. The ECU 20 stops the electric compressor 61 when the post-evaporator temperature becomes lower than the target post-evaporator temperature, and rotates the electric compressor 61 when the post-evaporator temperature becomes 1°C higher than the target post-evaporator temperature. Therefore, the ECU 20 will operate the electric compressor 61 intermittently depending on changes in the post-evaporator temperature.

ECU20は、前席空調ユニット2と後席空調ユニット3を同時に稼働させることもできる。その場合、前席空調用エバポレータ25の温度Tが目標エバポレータ温度Tgより低くなるか、又は、後席空調用エバポレータ35のエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より低くなれば、ECU20は電動コンプレッサ61を停止させる。そして、前席空調用エバポレータ25の温度Tが目標エバポレータ温度Tgより1℃高くなるか、又は、後席空調用エバポレータ35のエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より1℃高くなれば、ECU20は電動コンプレッサ61を回転させる。 The ECU 20 can also operate the front seat air conditioning unit 2 and the rear seat air conditioning unit 3 simultaneously. In this case, if the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 becomes lower than the target evaporator temperature Tg, or if the post-evaporator temperature of the rear seat air conditioning evaporator 35 becomes lower than the target post-evaporator temperature, the ECU 20 stops the electric compressor 61. Then, if the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 becomes 1°C higher than the target evaporator temperature Tg, or if the post-evaporator temperature of the rear seat air conditioning evaporator 35 becomes 1°C higher than the target post-evaporator temperature, the ECU 20 rotates the electric compressor 61.

更に、ECU20は、電池冷却ユニット4に冷媒を循環させて、床下に配置されたバッテリを冷却することができる。ECU20は、電池温度センサ75により検出したバッテリの温度に基づき、電池冷却要求の有無を判断する。ECU20は、バッテリの温度が所定値より高くなると、電池冷却要求があると判断し、バッテリの温度が所定値より以下となると、電池冷却要求がないと判断する。 Furthermore, the ECU 20 can circulate the refrigerant through the battery cooling unit 4 to cool the battery arranged under the floor. The ECU 20 determines whether or not there is a request for battery cooling based on the battery temperature detected by the battery temperature sensor 75. The ECU 20 determines that there is a request for battery cooling when the battery temperature is higher than a predetermined value, and determines that there is no request for battery cooling when the battery temperature is below the predetermined value.

ECU20が電磁弁64及び電磁弁66を閉めて、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35を稼働させていない場合、ECU20は、バッテリの温度が所定値より高くなると電池冷却要求があると判断し、電動コンプレッサ61を回転させ、バッテリの温度が所定値より低くなると電池冷却要求がないと判断し、電動コンプレッサ61を停止させる。また、バッテリの温度が所定値よりも高く、電池冷却要求があるとECU20が判断している状態で、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35のいずれか片方又は両方を稼働させる場合は、ECU20は、前席空調用エバポレータ25の温度T及び後席空調用エバポレータ35のエバポレータ後温度に基づいて電動コンプレッサ61を回転又は停止させる。 When the ECU 20 closes the solenoid valves 64 and 66 and does not operate the front seat air conditioning evaporator 25 and the rear seat air conditioning evaporator 35, the ECU 20 determines that there is a battery cooling request when the battery temperature is higher than a predetermined value and rotates the electric compressor 61, and determines that there is no battery cooling request when the battery temperature is lower than the predetermined value and stops the electric compressor 61. In addition, when the ECU 20 determines that there is a battery cooling request when the battery temperature is higher than the predetermined value and either or both of the front seat air conditioning evaporator 25 and the rear seat air conditioning evaporator 35 are to be operated, the ECU 20 rotates or stops the electric compressor 61 based on the temperature T of the front seat air conditioning evaporator 25 and the post-evaporator temperature of the rear seat air conditioning evaporator 35.

車両用空調装置10では、電池冷却要求があるとECU20が判断した状況で、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35を両方とも稼働させる使用条件Aでは、前席空調ユニット2、後席空調ユニット3及び電池冷却ユニット4を冷媒が循環する。この使用条件Aでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図4に示すように、電動コンプレッサ61の回転速度の下限値を4000rpmとする必要がある。 In the vehicle air conditioner 10, when the ECU 20 determines that there is a battery cooling request, under usage condition A in which both the front seat air conditioning evaporator 25 and the rear seat air conditioning evaporator 35 are operated, the refrigerant circulates through the front seat air conditioning unit 2, the rear seat air conditioning unit 3, and the battery cooling unit 4. Under this usage condition A, in order to prevent the occurrence of the oil stagnation phenomenon, as shown in FIG. 4, the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 must be set to 4000 rpm.

また、電池冷却要求があるとECU20が判断した状況で、前席空調用エバポレータ25を稼働させて後席空調用エバポレータ35を稼働させない使用条件Bでは、前席空調ユニット2及び電池冷却ユニット4を冷媒が循環する。この使用条件Bでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図4に示すように、電動コンプレッサ61の回転速度の下限値を3500rpmとする必要がある。使用条件Bは、使用条件Aとは異なり、後席空調ユニット3に冷媒を循環させないため、使用条件Aよりも電動コンプレッサ61の回転速度の下限値が小さくなる。 In addition, under usage condition B, in which the ECU 20 determines that there is a battery cooling request and the front seat air conditioning evaporator 25 is operated but the rear seat air conditioning evaporator 35 is not operated, the refrigerant circulates through the front seat air conditioning unit 2 and the battery cooling unit 4. Under this usage condition B, in order to prevent the occurrence of the oil stagnation phenomenon, the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 must be set to 3500 rpm, as shown in FIG. 4. Unlike usage condition A, usage condition B does not circulate refrigerant through the rear seat air conditioning unit 3, so the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 is smaller than that under usage condition A.

また、電池冷却要求があるとECU20が判断した状況で、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35を両方とも稼働させない使用条件Cでは、電池冷却ユニット4のみを冷媒が循環する。この使用条件Cでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図4に示すように、電動コンプレッサ61の回転速度の下限値を3000rpmとする必要がある。使用条件Cは、使用条件Bとは異なり、前席空調ユニット2に冷媒を循環させないため、使用条件Bよりも電動コンプレッサ61の回転速度の下限値が小さくなる。 In addition, under usage condition C, in which neither the front seat air conditioning evaporator 25 nor the rear seat air conditioning evaporator 35 is operated when the ECU 20 determines that there is a battery cooling request, the refrigerant circulates only through the battery cooling unit 4. Under usage condition C, in order to prevent the occurrence of the oil stagnation phenomenon, the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 must be set to 3000 rpm, as shown in FIG. 4. Unlike usage condition B, usage condition C does not circulate the refrigerant through the front seat air conditioning unit 2, so the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 is smaller than that under usage condition B.

また、電池冷却要求があるとECU20が判断した状況で、前席空調用エバポレータ25を稼働させず後席空調用エバポレータ35を稼働させる使用条件Dでは、後席空調ユニット3及び電池冷却ユニット4を冷媒が循環する。この使用条件Dでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図4に示すように、電動コンプレッサ61の回転速度の下限値を3750rpmとする必要がある。 In addition, under operating condition D, in which the ECU 20 determines that there is a battery cooling request and the front seat air conditioning evaporator 25 is not operated but the rear seat air conditioning evaporator 35 is operated, the refrigerant circulates through the rear seat air conditioning unit 3 and the battery cooling unit 4. Under operating condition D, in order to prevent the oil stagnation phenomenon from occurring, as shown in FIG. 4, the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 must be set to 3750 rpm.

使用条件Dは、使用条件Aとは異なり、前席空調ユニット2に冷媒を循環させないため、使用条件Aよりも電動コンプレッサ61の回転速度の下限値が小さくなる。そして、使用条件Dは、使用条件Cとは異なり、後席空調ユニット3に冷媒を循環させるため、使用条件Cよりも電動コンプレッサ61の回転速度の下限値が大きくなる。そして、使用条件Dは、使用条件Bとは異なり、前席空調ユニット2の代わりに後席空調ユニット3に冷媒を循環させるが、コンデンサ62から後席空調用エバポレータ35を経由して電動コンプレッサ61に到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサ62から前席空調用エバポレータ25を経由して電動コンプレッサ61に到達するまでの圧力損失よりも大きいため、使用条件Bよりも電動コンプレッサ61の回転速度の下限値が大きくなる。 Unlike use condition A, use condition D does not circulate the refrigerant to the front seat air conditioning unit 2, so the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 is smaller than that of use condition A.Unlike use condition C, use condition D circulates the refrigerant to the rear seat air conditioning unit 3, so the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 is larger than that of use condition C.Unlike use condition B, use condition D circulates the refrigerant to the rear seat air conditioning unit 3 instead of the front seat air conditioning unit 2, but the pressure loss from the condenser 62 to the electric compressor 61 via the rear seat air conditioning evaporator 35 is larger than the pressure loss from the condenser 62 to the electric compressor 61 via the front seat air conditioning evaporator 25, so the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 is larger than that of use condition B.

車両用空調装置10では、電動コンプレッサ61及びコンデンサ62が車両前方に配置されているため、電動コンプレッサ61及びコンデンサ62から後席空調用エバポレータ35までの配管長が、電動コンプレッサ61及びコンデンサ62から前席空調用エバポレータ25までの配管長よりも長くなる。そのため、コンデンサ62から後席空調用エバポレータ35を経由して電動コンプレッサ61に到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサ62から前席空調用エバポレータ25を経由して電動コンプレッサ61に到達するまでの圧力損失よりも大きくなる。 In the vehicle air conditioning system 10, the electric compressor 61 and the condenser 62 are disposed at the front of the vehicle, so the piping length from the electric compressor 61 and the condenser 62 to the rear seat air conditioning evaporator 35 is longer than the piping length from the electric compressor 61 and the condenser 62 to the front seat air conditioning evaporator 25. Therefore, the pressure loss from the condenser 62 to the rear seat air conditioning evaporator 35 to the electric compressor 61 is greater than the pressure loss from the condenser 62 to the front seat air conditioning evaporator 25 to the electric compressor 61.

車両用空調装置10は、このように前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35の稼働の有無に応じて、使用条件A~Dで電動コンプレッサ61を回転させる際の回転速度の下限値を変更するため、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、前席空調用エバポレータ25及び後席空調用エバポレータ35の稼働の有無によらず常に電動コンプレッサ61の回転速度の下限値を一定とする車両用空調装置と比較して、電動コンプレッサ61に用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。 The vehicle air conditioner 10 thus changes the lower limit of the rotation speed when rotating the electric compressor 61 under operating conditions A to D depending on whether the front seat air conditioning evaporator 25 and the rear seat air conditioning evaporator 35 are operating. This prevents the oil from stagnation, while reducing the power consumption of the electric compressor 61 and improving the vehicle's electricity consumption compared to a vehicle air conditioner that keeps the lower limit of the rotation speed of the electric compressor 61 constant regardless of whether the front seat air conditioning evaporator 25 and the rear seat air conditioning evaporator 35 are operating.

なお、本実施形態で使用条件A~Dにおける電動コンプレッサ61の回転速度の下限値として図4に記載した数値は、一例として記載した数値である。電動コンプレッサ61の性能や配管長などが異なれば、使用条件A~Dにおける電動コンプレッサ61の回転速度の下限値は、図4に記載された数値とは異なる数値となる。 Note that in this embodiment, the numerical values shown in FIG. 4 as the lower limit values of the rotation speed of the electric compressor 61 under the usage conditions A to D are numerical values shown as examples. If the performance of the electric compressor 61 or the piping length is different, the lower limit values of the rotation speed of the electric compressor 61 under the usage conditions A to D will be numerical values different from the numerical values shown in FIG. 4.

<実施形態の補足>
本開示の車両用空調装置は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、コンデンサから後席空調用エバポレータを経由して電動コンプレッサに到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサから前席空調用エバポレータを経由して電動コンプレッサに到達するまでの圧力損失よりも小さい形態であってもよい。また、エンジンがない電気自動車に搭載されてもよい。その場合、ヒータコアのチューブを通る水はエンジンで加熱することはできず、水加熱ヒータで加熱される。
<Supplementary description of embodiment>
The vehicle air conditioner of the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the gist of the present disclosure. For example, the pressure loss from the condenser to the electric compressor via the rear seat air conditioning evaporator may be smaller than the pressure loss from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator. The vehicle air conditioner may also be installed in an engine-less electric vehicle. In this case, the water passing through the tubes of the heater core cannot be heated by the engine, but is heated by the water heater.

1 エンジン、2 前席空調ユニット、3 後席空調ユニット、4 電池冷却ユニット、5 水循環用配管、6 冷媒循環用配管、6a 分岐点、6b 電池冷却用配管、6c 空調用配管、6d 分岐点、6e 前席空調用配管、6f 後席空調用配管、6g,6h 合流点、10 車両用空調装置、20 ECU、21 吹出口、22 前席空調用ダクト、23 切替ドア、24 ブロワファン、25 前席空調用エバポレータ、26 エアミックスドア、27 ヒータコア、28 ブロワモータ、29 温度センサ、30 操作部、31 吹出口、32 後席空調用ダクト、33 切替ドア、34 ブロワファン、35 後席空調用エバポレータ、36 エアミックスドア、37 ヒータコア、38 ブロワモータ、39 気温センサ、41 電磁弁、42 膨張弁、43 電池冷却用熱交換器、44 分岐点、45a 第1配管、45b 第2配管、46 合流点、51 水加熱ヒータ、52 バイパス管、53 三方弁、54 電動ウォータポンプ、55 分岐点、56 合流点、57,58 水温センサ、61 電動コンプレッサ、62コンデンサ、63 レシーバ、64,66 電磁弁、65,67 膨張弁、71,72 室温センサ、73 外気温度センサ、74 日射量センサ、75 電池温度センサ。
LIST OF SYMBOLS 1 Engine, 2 Front seat air conditioning unit, 3 Rear seat air conditioning unit, 4 Battery cooling unit, 5 Water circulation pipe, 6 Refrigerant circulation pipe, 6a Branch point, 6b Battery cooling pipe, 6c Air conditioning pipe, 6d Branch point, 6e Front seat air conditioning pipe, 6f Rear seat air conditioning pipe, 6g, 6h Junction point, 10 Vehicle air conditioning device, 20 ECU, 21 Air outlet, 22 Front seat air conditioning duct, 23 Switching door, 24 Blower fan, 25 Front seat air conditioning evaporator, 26 Air mix door, 27 Heater core, 28 Blower motor, 29 Temperature sensor, 30 Operation unit, 31 Air outlet, 32 Rear seat air conditioning duct, 33 Switching door, 34 Blower fan, 35 Rear seat air conditioning evaporator, 36 Air mix door, 37 Heater core, 38 Blower motor, 39 air temperature sensor, 41 solenoid valve, 42 expansion valve, 43 battery cooling heat exchanger, 44 branch point, 45a first pipe, 45b second pipe, 46 junction point, 51 water heater, 52 bypass pipe, 53 three-way valve, 54 electric water pump, 55 branch point, 56 junction point, 57, 58 water temperature sensor, 61 electric compressor, 62 condenser, 63 receiver, 64, 66 solenoid valve, 65, 67 expansion valve, 71, 72 room temperature sensor, 73 outside air temperature sensor, 74 solar radiation sensor, 75 battery temperature sensor.

Claims (2)

走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーに搭載され、
冷媒を圧縮して吐出する1つの電動コンプレッサと、
前記電動コンプレッサから吐出された前記冷媒を冷却し凝縮させる1つのコンデンサと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる前席空調用エバポレータと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる後席空調用エバポレータと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる電池冷却用熱交換器と、を備え、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒が、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ及び前記電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、
前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ又は前記電池冷却用熱交換器で蒸発した前記冷媒が前記電動コンプレッサへ到達して前記電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置であって、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのそれぞれの稼働の有無に応じて、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値を調整して、
前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されている条件では、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さく、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働していない状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする車両用空調装置。
The vehicle is mounted on an electric vehicle or hybrid vehicle equipped with an electric motor as a power source for driving the vehicle.
One electric compressor that compresses and discharges a refrigerant;
a condenser for cooling and condensing the refrigerant discharged from the electric compressor;
a front seat air conditioning evaporator that evaporates the refrigerant condensed by the condenser;
a rear seat air conditioning evaporator that evaporates the refrigerant condensed by the condenser;
a battery cooling heat exchanger that evaporates the refrigerant condensed in the condenser,
Pipes are connected so that the refrigerant condensed in the condenser branches off and flows in parallel to the front seat air conditioning evaporator, the rear seat air conditioning evaporator, and the battery cooling heat exchanger,
a piping is connected so that the refrigerant evaporated in the front seat air conditioning evaporator, the rear seat air conditioning evaporator, or the battery cooling heat exchanger reaches the electric compressor and is compressed by the electric compressor,
adjusting a lower limit value of a rotation speed when rotating the electric compressor depending on whether the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator are operating ,
Under conditions where battery cooling using the battery cooling heat exchanger is required,
a lower limit value of a rotation speed when rotating the electric compressor is smaller in a state where only one of the evaporator for the front seat air conditioning and the evaporator for the rear seat air conditioning is operating than in a state where both the evaporator for the front seat air conditioning and the evaporator for the rear seat air conditioning are operating;
a lower limit value of the rotational speed at which the electric compressor is rotated is smaller in a state in which neither the front seat air conditioning evaporator nor the rear seat air conditioning evaporator is operating than in a state in which only one of the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator is operating .
請求項1に記載された車両用空調装置であって、
前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されており、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している条件では、
前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が大きい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が大きく、
前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が小さい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする車両用空調装置。
2. The vehicle air conditioning system according to claim 1 ,
When battery cooling using the battery cooling heat exchanger is required and only one of the front seat air conditioning evaporator and the rear seat air conditioning evaporator is operating,
If the pressure loss in the path from the condenser via the rear seat air conditioning evaporator to the electric compressor is greater than the pressure loss in the path from the condenser via the front seat air conditioning evaporator to the electric compressor, the lower limit value of the rotation speed when rotating the electric compressor is greater in a state where the front seat air conditioning evaporator is not operating and the rear seat air conditioning evaporator is operating than in a state where the front seat air conditioning evaporator is operating and the rear seat air conditioning evaporator is not operating;
a lower limit value of the rotational speed of the electric compressor is smaller in a state where the front seat air conditioning evaporator is not operating and the rear seat air conditioning evaporator is operating than in a state where the front seat air conditioning evaporator is operating and the rear seat air conditioning evaporator is not operating, when a pressure loss in a path from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator is smaller than a pressure loss in a path from the condenser to the electric compressor via the front seat air conditioning evaporator.
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