车辆用热量管理系统的制作方法
【专利摘要】车辆用热量管理系统具有：高温侧泵(12)，其吸入并排出热介质；压缩机(23)，其吸入并排出制冷循环(22)的制冷剂；高压侧热交换器(15)，其使制冷循环(22)的高压侧制冷剂与通过高温侧泵(12)进行循环的热介质进行热交换；热介质外气热交换器(13)，其使通过高温侧泵(12)进行循环的热介质与外气进行热交换；以及泵控制部(50a)，其控制高温侧泵(12)的动作，使得即使压缩机(23)停止，高温侧泵(12)也继续动作。能够提高再启动压缩机时的循环效率。
【专利说明】
车辆用热量管理系统
技术领域
[0001 ] 本申请以在2014年3月5日申请的日本专利申请2014-042925为基础，通过参照将该公开内容编入本申请。
技术领域
[0002]
[0003]本发明涉及用于车辆的热管理系统。
【背景技术】
[0004]以往，在专利文献I中记载了包括热栗和二次冷却回路的汽车温度调节装置。在该现有技术中，热栗具备压缩式的主制冷剂回路，所述压缩式的主制冷剂回路从低温源夺取热量，并将该热量的至少一部分传递至高温源。二次冷却回路具有用于使冷却剂液体进行循环的栗。
[0005]低温源及高温源通过压缩机及膨胀阀而相互连接。制冷剂从低温源夺取热量而气化。压缩机吸入气化后的制冷剂并送至高温源。制冷剂在该高温源中冷凝而被冷却。膨胀阀对经高温源冷凝后的制冷剂进行减压。经膨胀阀减压后的制冷剂被送至低温源。
[0006]高温源具有将主制冷剂回路与二次冷却回路热结合的制冷剂/冷却剂热交换器。制冷剂/冷却剂热交换器使主制冷剂回路的制冷剂与二次冷却回路的冷却剂液体进行热交换。
[0007]二次冷却回路能够与外部热交换器连接。外部热交换器使二次冷却回路的冷却剂液体与汽车外部的空气进行热交换。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特表2004-515394号公报
[0011]根据本申请的发明人们的研究，在上述现有技术中，在二次冷却回路与外部热交换器连接的情况下，外部热交换器通过将二次冷却回路的冷却剂液体所具有的热量散热至汽车外部的空气而冷却二次冷却回路的冷却剂液体。
[0012]当在该动作状态下停止压缩机(Compressor)时，若在停止压缩机的同时也停止栗，则由外部热交换器进行的冷却剂液体的冷却会骤然停止，因此制冷剂/冷却剂热交换器会保持在高温状态。此外，在二次冷却回路从发动机等接收热量的情况下，制冷剂/冷却剂热交换器及冷却剂液体的温度会上升。
[0013]若制冷剂/冷却剂热交换器保持在高温状态，则制冷剂/冷却剂热交换器的制冷剂侧的压力也保持在较高的状态，在压缩机启动时，向压力较高的部位排出，因此需要较高的启动扭矩，导致动力消耗增加。
[0014]此外，若在冷却剂液体的温度已上升的状态下再启动压缩机，则在制冷剂/冷却剂热交换器中，制冷剂会与高温的冷却材料液体进行热交换，因此制冷剂的温度及压力难以降低，在该情况下，压缩机的动力消耗也会增加，从而存在循环效率劣化的问题。
【发明内容】
[0015]本发明鉴于上述问题，其目的在于，提供一种抑制再启动压缩机时的循环效率的劣化的车辆用热量管理系统。
[0016]本发明的一方式的车辆用热量管理系统具有:第I栗，该第I栗吸入并排出热介质；压缩机，该压缩机吸入并排出制冷循环的制冷剂;高压侧热交换器，该高压侧热交换器使制冷循环的高压侧制冷剂与通过第I栗进行循环的热介质进行热交换;热介质外气热交换器，该热介质外气热交换器使通过第I栗进行循环的热介质与外气进行热交换；以及栗控制部，该栗控制部控制第I栗的动作，使得即使压缩机停止，第I栗也继续动作。
[0017]由此，由于即使压缩机停止第I栗也继续动作，因此能够利用热介质外气热交换器来冷却热介质。因此，能够抑制在压缩机停止之后热介质的温度保持在高温状态或者上升，所以能够降低高压侧热交换器的压力。其结果，能够抑制在再启动压缩机时制冷剂的温度及压力上升，因此能够抑制循环效率的劣化。
【附图说明】
[0018]图1是第I实施方式中的车辆用热量管理系统的整体结构图。
[0019]图2是表示第I实施方式的车辆用热量管理系统中的电控制部的框图。
[0020]图3是表示在第I实施方式的车辆用热量管理系统中制冷运行时的冷却水流动状态的图。
[0021 ]图4是表示在第I实施方式的车辆用热量管理系统中制热运行时的冷却水流动状态的图。
[0022]图5是表示在第I实施方式的车辆用热量管理系统中在制冷运行时执行的控制处理的流程图。
[0023]图6是表示在第I实施方式的车辆用热量管理系统中在制热运行时执行的控制处理的流程图。
[0024]图7是第2实施方式中的车辆用热量管理系统的整体结构图。
【具体实施方式】
[0025]下面，根据附图，对实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，对于相同或均等的部分，在图中标注同一符号。
[0026](第丨实施方式)
[0027]图1所示的车辆用热量管理系统10用于将车辆所具有的各种设备或者车室内调整为恰当的温度。在本实施方式中，将车辆用热量管理系统10应用于从发动机(内燃机)及行驶用电动马达获得车辆行驶用驱动力的混合动力汽车。
[0028]本实施方式的混合动力汽车构成为能够在车辆停车时将从外部电源(商用电源)供给的电力充电至搭载于车辆的电池(车载电池)的插电式混合动力汽车。作为电池，例如可以使用锂离子电池。
[0029]从发动机输出的驱动力不仅用作车辆行驶用，还用于使发电机动作。并且，可以将由发电机发出的电力以及从外部电源供给的电力储存在电池中，电池中所储存的电力不仅供给至行驶用电动马达，还供给至构成车辆用热量管理系统10的电气设备。
[0030]如图1所示，车辆用热量管理系统10包括低温侧栗11、高温侧栗12、辐射器13、冷却水冷却器14、冷却水加热器15、温度调整对象设备16、冷却器芯17、加热器芯18、第I切换阀19及第2切换阀20。
[0031]低温侧栗11及高温侧栗12是吸入并排出冷却水(热介质)的电动栗。冷却水是作为热介质的流体。在本实施方式中，作为冷却水，使用至少含有乙二醇、二甲基聚硅氧烷或纳米流体的液体或者防冻液。
[0032]辐射器13、冷却水冷却器14、冷却水加热器15及温度调整对象设备16是供冷却水流通的冷却水流通设备(热介质流通设备)。
[0033]福射器13是使冷却水与外气(车室外空气)进行热交换的热交换器(热介质外气热交换器)。在冷却水的温度高于外气的温度的情况下，辐射器13作为使冷却水的热量散热至外气的辐射器而发挥功能，在冷却水的温度低于外气的温度的情况下，辐射器13作为将外气的热量吸收至冷却水的吸热器而发挥功能。
[0034]通过室外送风机21向辐射器13吹送外气。室外送风机21是向辐射器13吹送外气的外气吹送装置，由电动送风机构成。辐射器13及室外送风机21配置在车辆的最前部。因此，在车辆行驶时，能够向辐射器13吹拂行驶风。
[0035]冷却水冷却器14是对冷却水进行冷却的冷却装置。具体而言，冷却水冷却器14是通过使制冷循环22的低压侧制冷剂与冷却水进行热交换而对冷却水进行冷却的低压侧热交换器。冷却水冷却器14的冷却水入口侧(热介质入口侧)与低温侧栗11的冷却水排出侧(热介质排出侧)连接。
[0036]冷却水加热器15是加热冷却水的加热装置。具体而言，冷却水加热器15是通过使制冷循环22的高压侧制冷剂与冷却水进行热交换而加热冷却水的高压侧热交换器。冷却水加热器15的冷却水入口侧(热介质入口侧)与高温侧栗12的冷却水排出侧(热介质排出侧)连接。
[0037]制冷循环22是具有压缩机23、冷却水加热器15、膨胀阀24及冷却水冷却器14的蒸气压缩式制冷机。在本实施方式的制冷循环22中，作为制冷剂使用氟利昂系制冷剂，构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。
[0038]压缩机23是由从内燃机(发动机)经由带轮、传送带等传递的旋转驱动力进行驱动的发动机驱动式压缩机。压缩机23是通过电磁离合器的接通断开来改变压缩机的运转率从而调整制冷剂排出能力的固定容量型压缩机。压缩机23也可以是能够根据排出容量的变化来调整制冷剂排出能力的可变容量型压缩机。
[0039]冷却水加热器15是通过使从压缩机23排出的高压侧制冷剂与冷却水进行热交换而使高压侧制冷剂冷凝的冷凝器。膨胀阀24是使从冷却水加热器15流出的液相制冷剂减压膨胀的减压装置。
[0040]冷却水冷却器14是通过使经膨胀阀24减压膨胀后的低压制冷剂与冷却水进行热交换而使低压制冷剂蒸发的蒸发器。在冷却水冷却器14中蒸发出的气相制冷剂被吸入至压缩机23进行压缩。
[0041 ] 在辐射器13中通过外气对冷却水进行冷却，与此相对，在冷却水冷却器14中通过制冷循环22的低压制冷剂对冷却水进行冷却。因此，在辐射器13中无法将冷却水冷却至比外气的温度低的温度，与此相对，在冷却水冷却器14中能够将冷却水冷却至比外气的温度低的温度。即，通过使经冷却水冷却器14冷却后的冷却水通往辐射器13而能够在辐射器13中从外气吸热。
[0042]温度调整对象设备16具有供冷却水流通的流路，是与冷却水之间进行热传递的热传递设备。作为温度调整对象设备16的例子，可列举逆变器、电池、电池调温用热交换器、行驶用电动马达、发动机设备、蓄冷蓄热体、换气热量回收热交换器、冷却水冷却水热交换器等。
[0043]逆变器是将从电池供给的直流电力转换为交流电压并输出至行驶用电动马达的电力转换装置。
[0044]电池调温用热交换器配置在向电池吹送的送风路径上，是使送风空气与冷却水进行热交换的热交换器(空气热介质热交换器)。
[0045]作为发动机设备，可列举涡轮增压器、中间冷却器、EGR冷却器、CVT加热器、CVT冷却器、废气热量回收器等。
[0046]涡轮增压器是对发动机的吸入空气(进气)进行增压的增压器。中间冷却器是使经涡轮增压器压缩而变为高温的增压进气与冷却水进行热交换来冷却增压进气的进气冷却器(进气热介质热交换器)。
[0047]EGR冷却器是使返回到发动机的进气侧的发动机排气(废气)与冷却水进行热交换来冷却废气的废气冷却水热交换器(废气热介质热交换器)。
[0048]CVT加热器是使润滑CVT(无级变速器)的润滑油(CVT油)与冷却水进行热交换来加热CVT油的润滑油冷却水热交换器(润滑油热介质热交换器)。
[0049]CVT冷却器是使CVT油与冷却水进行热交换来冷却CVT油的润滑油冷却水热交换器(润滑油热介质热交换器)。
[0050]废气热量回收器是使废气与冷却水进行热交换而使冷却水吸收废气的热量的废气冷却水热交换器(废气热介质热交换器)。
[0051]蓄冷蓄热体储存冷却水所具有的热能或冷能。作为蓄冷蓄热体的例子，可列举化学蓄热材料、保温罐、潜热型蓄热体(石蜡或水合物系的物质)等。
[0052]换气热量回收热交换器是对因换气而废弃至外部的热量(冷能或热能)进行回收的热交换器。例如，通过由换气热量回收热交换器回收因换气而废弃至外部的热量(冷能或热能)而能够减少制冷制热所需的动力。
[0053]冷却水冷却水热交换器是使冷却水与冷却水进行热交换的热交换器。例如，通过由冷却水冷却水热交换器使车辆用热量管理系统10的冷却水(通过低温侧栗11或高温侧栗12进行循环的冷却水)与发动机冷却回路(供发动机冷却用的冷却水循环的回路)的冷却水进行热交换，而能够在车辆用热量管理系统10与发动机冷却回路之间交换热量。
[0054]冷却器芯17是使冷却水与向车室内吹送的送风空气进行热交换而冷却向车室内吹送的送风空气的空气冷却用热交换器(空气冷却器)。因而，在冷却器芯17中流通经冷却水冷却器14或者产生冷能的设备等冷却后的冷却水。
[0055]加热器芯18是使向车室内吹送的送风空气与冷却水进行热交换而加热向车室内吹送的送风空气的空气加热用热交换器(空气加热器)。因而，在加热器芯18中流通经冷却水加热器15或者产生热能的设备等加热后的冷却水。
[0056]通过室内送风机26向冷却器芯17及加热器芯18吹送内气(车室内空气)、外气、或者内气与外气的混合空气。室内送风机26是向冷却器芯17及加热器芯18吹送空气的送风装置，由电动送风机构成。
[0057]冷却器芯17、加热器芯18及室内送风机26容纳在车辆用空调装置的室内空调单元27的罩壳28内。室内空调单元27配置在车室内最前部的仪表盘(仪表板)的内侧。罩壳28形成室内空调单元27的外壳。
[0058]罩壳28形成有吹送至车室内的送风空气的空气通道，是由具有一定程度的弹性且强度上也优越的树脂(例如聚丙烯)成形而得。
[0059]在罩壳28内的车室内送风空气流动最上游侧配置有内外气切换装置(未图示)。内外气切换装置是将内气与外气切换导入至罩壳28内的内外气导入部。
[0060]在罩壳28的空气流动最下游部形成有将经冷却器芯17及加热器芯18调温后的空调风吹出至作为空调对象空间的车室内的开口部。
[0061]低温侧栗11配置在低温侧栗用流路31上。在低温侧栗用流路31上，在低温侧栗11的冷却水排出侧配置有冷却水冷却器14。
[0062]高温侧栗12配置在高温侧栗用流路32上。在高温侧栗用流路32上，在高温侧栗12的冷却水排出侧配置有冷却水加热器15。
[0063]辐射器13配置在辐射器用流路33上。温度调整对象设备16配置在设备用流路36上。冷却器芯17配置在冷却器芯用流路37上。加热器芯18配置在加热器芯用流路38上。
[0064]低温侧栗用流路31、高温侧栗用流路32、辐射器用流路33、设备用流路36、冷却器芯用流路37及加热器芯用流路38与第I切换阀19及第2切换阀20连接。
[0065]第I切换阀19及第2切换阀20是切换冷却水的流动的切换装置(热介质流动切换装置)。
[0066]第I切换阀19是具有构成冷却水的入口或出口的多个口(第I切换阀口)的多向阀。具体而言，第I切换阀19具有第I入口 19a及第2入口 19b作为冷却水的入口，具有第I?第3出口 19c?19e作为冷却水的出口。
[0067]第2切换阀20是具有构成冷却水的入口或出口的多个口(第2切换阀口)的多向阀。具体而言，第2切换阀20具有第I出口 20a及第2出口 20b作为冷却水的出口，具有第I?第3入口 20c?20e作为冷却水的入口。
[0068]低温侧栗用流路31的一端与第I切换阀19的第I入口19a连接。换言之，冷却水冷却器14的冷却水出口侧与第I切换阀19的第I入口 19a连接。
[0069]低温侧栗用流路31中的冷却水冷却器14与第I切换阀19之间的部位与冷却器芯用流路37的一端连接。换言之，冷却器芯17的冷却水入口侧与冷却水冷却器14的冷却水出口侧连接。
[0070]高温侧栗用流路32的一端与第I切换阀19的第2入口19b连接。换言之，冷却水加热器15的冷却水出口侧与第I切换阀19的第2入口 19b连接。
[0071 ]辐射器用流路33的一端与第I切换阀19的第I出口 19c连接。换言之，辐射器13的冷却水入口侧与第I切换阀19的第I出口 19c连接。
[0072]设备用流路36的一端与第I切换阀19的第2出口 19d连接。换言之，温度调整对象设备16的冷却水入口侧与第I切换阀19的第2出口 19d连接。
[0073]加热器芯用流路38的一端与第I切换阀19的第3出口19e连接。换言之，加热器芯18的冷却水入口侧与第I切换阀19的第3出口 19e连接。
[0074]低温侧栗用流路31的另一端与第2切换阀20的第I出口 20a连接。换言之，低温侧栗11的冷却水吸入侧与第2切换阀20的第I出口 20a连接。
[0075]高温侧栗用流路32的另一端与第2切换阀20的第2出口 20b连接。换言之，高温侧栗12的冷却水吸入侧与第2切换阀20的第2出口 20b连接。
[0076]高温侧栗用流路32中的第2切换阀20与高温侧栗12之间的部位与加热器芯用流路38的另一端连接。换言之，加热器芯18的冷却水出口侧与高温侧栗12的冷却水吸入侧连接。
[0077]辐射器用流路33的另一端与第2切换阀20的第I入口20c连接。换言之，辐射器13的冷却水出口侧与第2切换阀20的第I入口 20c连接。
[0078]设备用流路36的另一端与第2切换阀20的第2入口20d连接。换言之，温度调整对象设备16的冷却水出口侧与第2切换阀20的第2入口 20d连接。
[0079]冷却器芯用流路37的另一端与第2切换阀20的第3入口20e连接。换言之，冷却器芯17的冷却水出口侧与第2切换阀20的第3入口 20e连接。
[0080]第I切换阀19是能够任意或选择性地切换各入口 19a、19b与各出口 19c?19e的连通状态的结构。第2切换阀20也是能够任意或选择性地切换各出口 20a、20b与各入口 20c?20e的连通状态的结构。
[0081]具体而言，第I切换阀19对于辐射器13、温度调整对象设备16及加热器芯18中的各方切换如下状态:流入从低温侧栗11排出的冷却水的状态、流入从高温侧栗12排出的冷却水的状态、不流入从低温侧栗11排出的冷却水和从高温侧栗12排出的冷却水的状态。
[0082]第2切换阀20对于辐射器13、温度调整对象设备16及冷却器芯17中的各方切换如下状态:冷却水向低温侧栗11流出的状态、冷却水向高温侧栗12流出的状态、冷却水不向低温侧栗11及高温侧栗12流出的状态。
[0083]对第I切换阀19及第2切换阀20的结构例进行简单说明，第I切换阀19及第2切换阀20具有构成外壳的阀壳和容纳在阀壳内的阀体，在阀壳的规定位置形成有冷却水的入口及出口，通过对阀体进行转动操作，冷却水的入口与出口的连通状态会发生变化。
[0084]第I切换阀19的阀体以及第2切换阀20的阀体由不同的电动马达独立地旋转驱动。第I切换阀19的阀体以及第2切换阀20的阀体也可以由共用的电动马达连动地旋转驱动。
[0085]第I切换阀19也可以由多个阀体构成。第2切换阀20也可以由多个阀体构成。第I切换阀19的阀体与第2切换阀20的阀体也可以机械性连结。第I切换阀19的阀体与第2切换阀20的阀体也可以一体形成。
[0086]低温侧栗11、高温侧栗12、冷却水冷却器14、冷却水加热器15、第I切换阀19、第2切换阀20、压缩机23、膨胀阀24及溢流阀25构成制冷循环单元40。
[0087]制冷循环单元40具有容纳低温侧栗11、高温侧栗12、冷却水冷却器14、冷却水加热器15、第I切换阀19、第2切换阀20、压缩机23、膨胀阀24及溢流阀25的壳体(未图示)。
[0088]制冷循环单元40、辐射器13及室外送风机21配置在车辆的发动机室内。容纳冷却器芯17及加热器芯18的室内空调单元27配置在车室内的最前部所设置的仪表盘(仪表板)的内侦U。
[0089]接着，根据图2，对车辆用热量管理系统10的电控制部进行说明。控制装置50是由包括CPU、R0M及RAM等在内的公知的微型计算机及其周边电路构成的、根据存储在该ROM内的空调控制程序来进行各种运算、处理的、控制与输出侧连接的低温侧栗11、高温侧栗12、室外送风机21、压缩机23、室内送风机26、切换阀用电动马达51等的动作的控制装置。
[0090]切换阀用电动马达51是驱动第I切换阀19的阀体和第2切换阀20的阀体的切换阀驱动装置。在本实施方式中，作为切换阀用电动马达51分别设置有第I切换阀19的阀体驱动用电动马达和第2切换阀20的阀体驱动用电动马达。
[0091]控制装置5O是由控制与其输出侧连接的各种控制对象设备的控制部(硬件及软件)一体构成的。
[0092]控制装置50的栗控制部50a是控制低温侧栗11及高温侧栗12的动作的栗控制装置。控制装置50的外气吹送控制部50b是通过控制室外送风机21的动作来控制外气的吹送的外气吹送控制装置。
[0093]控制装置50的压缩机控制部50c是控制压缩机23的动作的压缩机控制装置。控制装置50的室内送风机控制部50d是控制室内送风机26的动作的室内送风机控制装置。
[0094]控制装置50的切换阀控制部50e控制切换阀用电动马达51的动作。也可以相对于控制装置50而言单独构成各控制部50a、50b、50c、50d、50e。
[0095]内气传感器52、外气传感器53、第I水温传感器54、第2水温传感器55、制冷剂温度传感器56等传感器组的检测信号被输入至控制装置50的输入侧。
[0096]内气传感器52是检测内气温度(车室内温度)的检测器(内气温度检测器)。外气传感器53是检测外气温度(车室外温度)的检测器(外气温度检测器)。
[0097]第I水温传感器54是检测在低温侧栗用流路31中流动的冷却水的温度(例如从冷却水冷却器14流出的冷却水的温度)的检测器(第I热介质温度检测器)。
[0098]第2水温传感器55是检测在高温侧栗用流路32中流动的冷却水的温度(例如从冷却水加热器15流出的冷却水的温度)的检测器(第2热介质温度检测器)。
[0099]制冷剂温度传感器56是检测制冷循环22的制冷剂温度(例如从压缩机23排出的制冷剂的温度、从冷却水冷却器14流出的冷却水的温度)的检测器(制冷剂温度检测器)。制冷剂温度传感器56也可以根据需要配置于制冷循环22内所配置的热交换器。
[0100]例如，也可以根据各种物理量的检测值来推断内气温度、外气温度、冷却水温度及制冷剂温度。
[0101]也可以取代制冷剂温度传感器56，而配置检测制冷循环22的制冷剂压力(例如从压缩机23排出的制冷剂的压力、从冷却水冷却器14流出的冷却水的压力)的制冷剂压力传感器。
[0102]来自空调开关57的操作信号被输入至控制装置50的输入侧。空调开关57是切换空调的接通/断开(换言之为制冷的接通/断开)的开关，配置在车室内的仪表盘附近。
[0103]接着，对上述结构中的动作进行说明。通过由控制装置50控制低温侧栗11、高温侧栗12、压缩机23、切换阀用电动马达51等的动作而切换至各种动作模式。
[0104]例如，利用低温侧栗用流路31和辐射器用流路33、设备用流路36、冷却器芯用流路37及加热器芯用流路38中的至少I个流路来形成低温侧冷却水回路(低温侧热介质回路)，利用高温侧栗用流路32和辐射器用流路33、设备用流路36、冷却器芯用流路37及加热器芯用流路38中的至少另I个流路来形成高温侧冷却水回路(高温侧热介质回路)。
[0105]对于辐射器用流路33、设备用流路36、冷却器芯用流路37及加热器芯用流路38中的每一个，根据状况而切换成连接于低温侧冷却水回路的情况与连接于高温侧冷却水回路的情况，由此能够根据状况将辐射器13、温度调整对象设备16、冷却器芯17及加热器芯18调整为恰当的温度。
[0106]S卩，在冷却水冷却器14和温度调整对象设备16相互与相同的冷却水回路连接的情况下，能够通过经冷却水冷却器14冷却后的冷却水来冷却温度调整对象设备16。在冷却水加热器15与温度调整对象设备16相互与相同的冷却水回路连接的情况下，能够通过经冷却水加热器15加热后的冷却水来加热温度调整对象设备16。
[0107]在冷却水冷却器14和冷却器芯17相互与相同的冷却水回路连接的情况下，能够通过冷却器芯17来冷却向车室内吹送的送风空气而对车室内进行制冷。
[0108]在冷却水加热器15和加热器芯18相互与相同的冷却水回路连接的情况下，能够通过加热器芯18来加热向车室内吹送的送风空气而对车室内进行制热。
[0109]在冷却水冷却器14和辐射器13相互与相同的冷却水回路连接的情况下，能够进行制冷循环22的热栗运行。即，在低温侧冷却水回路中，经冷却水冷却器14冷却后的冷却水在辐射器13中流动，因此冷却水在辐射器13中从外气吸热。继而，在辐射器13中从外气吸热后的冷却水在冷却水冷却器14中与制冷循环22的制冷剂进行热交换而散热。因而，在冷却水冷却器14中，制冷循环22的制冷剂经由冷却水而从外气吸热。
[0110]在冷却水冷却器14中从外气吸热后的制冷剂在冷却水加热器15中与高温侧冷却水回路的冷却水进行热交换而散热。因而，能够实现汲取外气的热量的热栗运行。
[0111]在图3中示出制冷运行时的冷却水回路的结构例。在制冷运行时，如图3的粗点划线所示，冷却水冷却器14和冷却器芯17连接于低温侧冷却水回路Cl，如图3的粗实线所示，冷却水加热器15和辐射器13连接于高温侧冷却水回路C2。
[0112]在低温侧冷却水回路Cl中，经冷却水冷却器14冷却后的冷却水在冷却器芯17中流动，因此冷却水在冷却器芯17中从向车室内吹送的送风空气吸热。在冷却器芯17中从向车室内吹送的送风空气吸热后的冷却水在冷却水冷却器14中与制冷循环2 2的制冷剂进行热交换而散热。因而，在冷却水冷却器14中，制冷循环22的制冷剂经由冷却水而从向车室内吹送的送风空气吸热。
[0113]在冷却水冷却器14中吸热后的制冷剂在冷却水加热器15中与高温侧冷却水回路C2的冷却水进行热交换而散热。在冷却水加热器15中从制冷剂吸热后的冷却水在辐射器13中与外气进行热交换而散热。因而，以下，将图3所示的冷却水流动的模式称为辐射器散热模式。
[0114]在图4中示出制热运行时的冷却水回路的结构例。在制热运行时，如图4的粗实线所示，冷却水冷却器14和辐射器13连接于低温侧冷却水回路Cl，如图4的粗点划线所示，7令却水加热器15和加热器芯18连接于高温侧冷却水回路C2。
[0115]在低温侧冷却水回路Cl中，经冷却水冷却器14冷却后的冷却水在辐射器13中流动，因此冷却水在辐射器13中从外气吸热。因而，以下，将图4所示的冷却水流动的模式称为福射器吸热模式。
[0116]在辐射器13中从外气吸热后的冷却水在冷却水冷却器14中与制冷循环22的制冷剂进行热交换而散热。因而，在冷却水冷却器14中，制冷循环22的制冷剂经由冷却水从外气吸热。
[0117]在冷却水冷却器14中吸热后的制冷剂在冷却水加热器15中与高温侧冷却水回路C2的冷却水进行热交换而散热。在冷却水加热器15中从制冷剂吸热后的冷却水在加热器芯18中与向车室内吹送的送风空气进行热交换而散热。
[0118]在处于图3所示的辐射器散热模式的情况下，控制装置50实施图5的流程图所示的控制处理。即使在车辆的点火开关是断开的状态下，也实施该控制处理。
[0119]在步骤SlOO中，判定压缩机23是否处于停止状态(关)。在本实施方式中，由于压缩机23为发动机驱动式压缩机，因此当发动机停止时，压缩机23也会停止。
[0120]当在步骤SlOO中判定为压缩机23不处于停止状态(关)的情况下，进入步骤S150，使高温侧栗12处于动作状态(开)。由此，冷却水循环至辐射器13，因此冷却水在辐射器13中向外气散热。
[0121]另一方面，在判定为压缩机23处于停止状态(关)的情况下，进入步骤S120，判定高温侧冷却水回路C2的冷却水温度(高温侧水温)是否在外气温度Taout以下。
[0122]在判定为高温侧冷却水回路C2的冷却水温度(高温侧水温)在外气温度Taout以下的情况下，进入步骤S130，使高温侧栗12处于停止状态(关)。由此，冷却水不再循环至辐射器13。在接下来的步骤S140中，使室外送风机21处于停止状态(关)。
[0123]另一方面，在步骤S120中，在判定为高温侧冷却水回路C2的冷却水温度(高温侧水温)不在外气温度Taout以下的情况下，进入步骤S150，使高温侧栗12处于动作状态(开)。由此，冷却水循环至辐射器13，因此冷却水在辐射器13中向外气散热。
[0124]因而，即使压缩机23停止，冷却水的冷却也会继续，因此能够抑制在压缩机23停止之后冷却水的温度保持在高温状态或者上升。因此，能够降低冷却水加热器15的压力，所以在再启动压缩机23时能够降低压缩机的启动扭矩，从而能够抑制循环效率的劣化。
[0125]在接下来的步骤S160中，判定车速是否在规定速度Vc以上。规定速度Vc是吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上的车速的下限值。即，在车速为规定速度Vc以上的情况下，吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上，因此无须利用室外送风机21向辐射器13吹送外气。
[0126]在判定为车速不在规定速度Vc以上的情况下，进入步骤S170，使室外送风机21处于动作状态(开)。由此，向福射器13吹送外气。
[0127]另一方面，在判定为车速在规定速度Vc以上的情况下，进入步骤S140，使室外送风机21处于停止状态(关)。由此，在吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上的情况下，能够停止室外送风机21而减少室外送风机21的电力消耗。
[0128]在处于图4所示的辐射器吸热模式的情况下，控制装置50实施图6的流程图所示的控制处理。即使在车辆的点火开关是断开的状态下，也实施该控制处理。
[0129]在步骤S200中，判定压缩机23是否处于停止状态(关)。在判定为压缩机23不处于停止状态(关)的情况下，进入步骤S250，使低温侧栗11处于动作状态(开)。由此，冷却水循环至辐射器13，因此冷却水在辐射器13中从外气吸热。
[0130]另一方面，在判定为压缩机23处于停止状态(关)的情况下，进入步骤S220，判定低温侧冷却水回路Cl的冷却水温度(低温侧水温)是否在外气温度Taout以上。
[0131]在判定为低温侧冷却水回路Cl的冷却水温度(低温侧水温)在外气温度Taout以上的情况下，进入步骤S230，使低温侧栗11处于停止状态(关)。由此，冷却水不再循环至辐射器13。在接下来的步骤S240中，使室外送风机21处于停止状态(关)。
[0132]另一方面，在步骤S220中，在判定为低温侧冷却水回路Cl的冷却水温度(低温侧水温)不在外气温度Taout以上的情况下，进入步骤S250，使低温侧栗11处于动作状态(开)。由此，冷却水循环至辐射器13，因此冷却水在辐射器13中从外气吸热。
[0133]因而，由于即使压缩机23停止，冷却水的吸热也会继续，因此能够在压缩机23停止之后使冷却水的温度升温而不会维持在低温状态。因此，能够抑制在再启动压缩机23时低压侧热交换器14中的制冷剂与冷却水的温度差变小而导致制冷剂的吸热量变少，进而能够抑制循环效率的劣化。
[0134]在接下来的步骤S260中，判定车速是否在规定速度Vc以上。规定速度Vc是吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上的车速的下限值。即，当车速在规定速度Vc以上的情况下，吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上，因此无须利用室外送风机21向辐射器13吹送外气。
[0135]在判定为车速不在规定速度Vc以上的情况下，进入步骤S270，使室外送风机21处于动作状态(开)。由此，向福射器13吹送外气。
[0136]另一方面，在判定为车速在规定速度Vc以上的情况下，进入步骤S240，使室外送风机21处于停止状态(关)。由此，在吹拂至辐射器13的行驶风达到辐射器13中的散热所需的风量以上的情况下，能够停止室外送风机21而减少室外送风机21的电力消耗。
[0137]在本实施方式中，在第I切换阀19及第2切换阀20切换成辐射器散热模式(第I循环状态)的情况下，即使压缩机23停止，栗控制部50a也使高温侧栗12(第I栗)继续动作(步骤S150)。
[0138]由此，即使压缩机23停止，由高温侧栗12进行的冷却水向辐射器13的循环也会继续，因此能够利用辐射器13对冷却水进行冷却。因此，能够抑制在压缩机23停止之后冷却水的温度保持在高温状态或者上升，所以能够降低冷却水加热器15的压力。其结果，能够在再启动压缩机23时降低压缩机的启动扭矩，因此能够抑制循环效率的劣化。
[0139]在压缩机23停止而高温侧栗12继续动作的情况下，在判定为从冷却水的温度减去外气的温度所得的差在第I规定值(本实施方式中为0°C)以下时，栗控制部50a停止高温侧栗12(步骤S130)。
[0140]由此，能够将压缩机23停止后的高温侧栗12的动力消耗抑制得小。第I规定值可以适当设定。
[0141]在第I切换阀19及第2切换阀20切换成辐射器散热模式(第I循环状态)的情况下，即使压缩机23停止，外气吹送控制部50b也使室外送风机21继续动作(步骤S170)。
[0142]由此，即使压缩机23停止，由室外送风机21进行的外气向辐射器13的吹送也会继续，因此能够向辐射器13吹送外气而促进辐射器13中的热交换。
[0143]在压缩机23停止而室外送风机21继续动作的情况下，在判定为从冷却水的温度减去外气的温度所得的差在第I规定值(本实施方式中为0°C)以下时，外气吹送控制部50b停止室外送风机21(步骤S140)。
[0144]由此，能够将压缩机23停止后的室外送风机21的动力消耗抑制得小。
[0145]在本实施方式中，在第I切换阀19及第2切换阀20切换成辐射器吸热模式(第2循环状态)的情况下，即使压缩机23停止，栗控制部50a也使低温侧栗11(第2栗)继续动作(步骤S250)o
[0146]由此，由于即使压缩机23停止由低温侧栗11进行的冷却水向辐射器13的循环也会继续，因此冷却水能够在辐射器13中从外气吸热。因此，能够在压缩机23停止之后使冷却水的温度升温而不会维持在低温状态，所以能够抑制在再启动压缩机23时低压侧热交换器14中的制冷剂与冷却水的温度差变小而导致制冷剂的吸热量变少，进而能够抑制循环效率的劣化。
[0147]在压缩机23停止而低温侧栗11继续动作的情况下，在判定为从外气的温度减去冷却水的温度所得的差在第2规定值(本实施方式中为(TC )以下时，栗控制部50a停止低温侧栗11(步骤S230)。
[0148]由此，能够将压缩机23停止后的低温侧栗11的动力消耗抑制得小。第2规定值可以适当设定。
[0149]在第I切换阀19及第2切换阀20切换成辐射器吸热模式(第2循环状态)的情况下，即使压缩机23停止，外气吹送控制部50b也使室外送风机21继续动作(步骤S270)。
[0150]由此，由于即使压缩机23停止由室外送风机21进行的外气向辐射器13的吹送也会继续，因此能够向辐射器13吹送外气而促进辐射器13中的热交换。
[0151]在压缩机23停止而室外送风机21继续动作的情况下，在判定为从外气的温度减去冷却水的温度所得的差在第2规定值(本实施方式中为(TC)以下时，外气吹送控制部50b停止室外送风机21(步骤S240)。
[0152]由此，能够将压缩机23停止后的室外送风机21的动力消耗抑制得小。
[0153]在本实施方式中，压缩机23由发动机所产生的驱动力驱动。在这种压缩机23中，通过在压缩机23停止后抑制制冷剂的压力上升，而能够显著抑制再启动压缩机23时的启动扭矩。
[0154](第2实施方式)
[0155]在本实施方式中，如图7所示，取代上述第I实施方式的冷却水冷却器14及冷却器芯17，而具有蒸发器60。
[0156]蒸发器60是通过使制冷循环22的低压侧制冷剂与向车室内吹送的送风空气进行热交换而冷却向车室内吹送的送风空气的空气冷却用热交换器(空气制冷剂热交换器)。
[0157]蒸发器60通过使经膨胀阀24减压膨胀后的低压制冷剂与向车室内吹送的送风空气进行热交换而使低压制冷剂蒸发。在蒸发器60中蒸发出的气相制冷剂被吸入至压缩机23进行压缩。
[0158]在本实施方式中，也可以与上述第I实施方式同样地进行制冷运行(辐射器散热模式)。
[0159]在处于辐射器散热模式的情况下，控制装置50实施图5的流程图所示的控制处理。由此，与上述第I实施方式同样，能够抑制再启动压缩机23时的循环效率的劣化。
[0160](其他实施方式)
[0161]可以适当组合上述实施方式。例如，能够以如下方式对上述实施方式进行各种变形。
[0162](I)在上述实施方式中，作为热介质使用冷却水，但也可以将油等各种介质用作热介质。
[0163]作为热介质也可以使用纳米流体。纳米流体是指混入了粒径为纳米级的纳米粒子的流体。通过使纳米粒子混入热介质，而能够除了获得像使用了乙二醇的冷却水(所谓的防冻液)那样降低凝固点的作用效果以外，还能够获得如下作用效果。
[0164]S卩，能够获得提高特定温度带下的导热率的作用效果、增加热介质的热容量的作用效果、金属管道的防蚀效果或者防止橡胶管道的劣化的作用效果、以及提高极低温下的热介质的流动性的作用效果。
[0165]这种作用效果会因纳米粒子的粒子构成、粒子形状、配合比率、附加物质而发生各种变化。
[0166]由此，由于能够提高导热率，因此即使是与使用乙二醇的冷却水相比为少量的热介质，也能够获得同等的冷却效率。
[0167]此外，由于能够增加热介质的热容量，因此能够增加热介质本身的蓄冷蓄热量(基于显热的蓄冷蓄热)。
[0168]通过增加蓄冷蓄热量，即使在使压缩机23处于不动作的状态下，也可以在一定程度的时间之内实施利用蓄冷蓄热的设备的冷却、加热的调温，因此能够实现车辆用热量管理系统10的省动力化。
[0169]纳米粒子的纵横比优选为50以上。这是因为能够获得充分的导热率。另外，纵横比是表示纳米粒子的纵X横的比率的形状指标。
[0170]作为纳米粒子，可以使用含有Au、Ag、Cu及C中的任意元素的粒子。具体而言，作为纳米粒子的结构原子，可以使用Au纳米粒子、Ag纳米线、CNT (碳纳米管)、石墨稀、石墨核壳型纳米粒子(以包围上述原子的方式具有碳纳米管等的结构体这样的粒子体)、以及含Au纳米粒子的CNT等。
[0171 ] (2)在上述实施方式的制冷循环22中，使用氟利昂系制冷剂作为制冷剂，但制冷剂的种类并不限于此，也可以使用二氧化碳等自然制冷剂或者烃系制冷剂等。
[0172]此外，上述实施方式的制冷循环22构成高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环，但也可以构成高压侧制冷剂压力超过制冷剂的临界压力的超临界制冷循环。
[0173](3)在上述实施方式中，压缩机23为发动机驱动式压缩机，但压缩机23也可以为由电动马达驱动的电动压缩机。
[0174](4)在上述实施方式中，示出了将车辆用热量管理系统10应用于混合动力汽车的例子，但也可以将车辆用热量管理系统10应用于未配备发动机而从行驶用电动马达获得车辆行驶用驱动力的电动汽车、或者通过氢与氧的反应来获得电力而行驶的燃料电池汽车等。
【主权项】
1.一种车辆用热量管理系统，其特征在于，具有: 第I栗(12)，该第I栗吸入并排出热介质； 压缩机(23)，该压缩机吸入并排出制冷循环(22)的制冷剂； 高压侧热交换器(15)，该高压侧热交换器使所述制冷循环(22)的高压侧制冷剂与通过所述第I栗(12)进行循环的所述热介质进行热交换； 热介质外气热交换器(13)，该热介质外气热交换器使通过所述第I栗(12)进行循环的所述热介质与外气进行热交换；以及 栗控制部(50a)，该栗控制部控制所述第I栗(12)的动作，使得即使所述压缩机(23)停止，所述第I栗(12)也继续动作。2.根据权利要求1所述的车辆用热量管理系统，其特征在于， 在所述压缩机(23)停止而所述第I栗(12)继续动作的情况下，所述栗控制部(50a)在判定为从所述热介质的温度减去外气的温度所得的差在第I规定值以下时，停止所述第I栗(⑵。3.根据权利要求1或2所述的车辆用热量管理系统，其特征在于，具有: 第2栗(11)，该第2栗吸入并排出所述热介质； 低压侧热交换器(14)，该低压侧热交换器使所述制冷循环(22)的低压侧制冷剂与通过所述第2栗(11)进行循环的所述热介质进行热交换；以及 切换机构(19、20)，该切换机构切换第I循环状态与第2循环状态，在所述第I循环状态下，所述热介质在所述热介质外气热交换器(13)与所述第I栗(12)之间循环，在所述第2循环状态下，所述热介质在所述热介质外气热交换器(13)与所述第2栗(11)之间循环， 在所述切换机构(19、20)切换成所述第2循环状态的情况下，所述栗控制部(50a)控制所述第2栗(11)的动作，使得即使所述压缩机(23)停止，所述第2栗(11)也继续动作。4.根据权利要求3所述的车辆用热量管理系统，其特征在于， 在所述压缩机(23)停止而所述第2栗(11)继续动作的情况下，所述栗控制部(50a)在判定为从外气的温度减去所述热介质的温度所得的差在第2规定值以下时，停止所述第2栗(Il)05.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用热量管理系统，其特征在于，具有: 外气吹送单元(21)，该外气吹送单元向所述热介质外气热交换器(13)吹送外气；以及 外气吹送控制部(50b)，该外气吹送控制部控制所述外气吹送单元(21)的动作，使得即使所述压缩机(23)停止，所述外气吹送单元(21)也继续动作。6.根据权利要求2所述的车辆用热量管理系统，其特征在于，具有: 外气吹送单元(21)，该外气吹送单元向所述热介质外气热交换器(13)吹送外气；以及外气吹送控制部(50b)，该外气吹送控制部控制所述外气吹送单元(21)的动作，使得即使所述压缩机(23)停止，所述外气吹送单元(21)也继续动作， 在所述压缩机(23)停止而所述外气吹送单元(21)继续动作的情况下，所述外气吹送控制部(50b)在判定为从所述热介质的温度减去外气的温度所得的差在所述第I规定值以下时，停止所述外气吹送单元(21)。7.根据权利要求4所述的车辆用热量管理系统，其特征在于，具有: 外气吹送单元(21)，该外气吹送单元向所述热介质外气热交换器(13)吹送外气；以及 外气吹送控制部(50b)，该外气吹送控制部控制所述外气吹送单元(21)的动作，使得即使所述压缩机(23)停止，所述外气吹送单元(21)也继续动作， 在所述压缩机(23)停止而所述外气吹送单元(21)继续动作的情况下，所述外气吹送控制部(50b)在判定为从外气的温度减去所述热介质的温度所得的差在所述第2规定值以下时，停止所述外气吹送单元(21)。8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的车辆用热量管理系统，其特征在于， 所述压缩机(23)由发动机所产生的驱动力驱动。
【文档编号】B60K11/02GK106061775SQ201580011685
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月23日 公开号201580011685.2, CN 106061775 A, CN 106061775A, CN 201580011685, CN-A-106061775, CN106061775 A, CN106061775A, CN201580011685, CN201580011685.2, PCT/2015/860, PCT/JP/15/000860, PCT/JP/15/00860, PCT/JP/2015/000860, PCT/JP/2015/00860, PCT/JP15/000860, PCT/JP15/00860, PCT/JP15000860, PCT/JP1500860, PCT/JP2015/000860, PCT/JP2015/00860, PCT/JP2015000860, PCT/JP201500860
【发明人】牧原正径, 山中隆, 大见康光, 三浦功嗣, 榎本宪彦, 梯伸治
【申请人】株式会社电装