JP2007216818A - Freezing cycle device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒を圧縮するための電動送風機を備える車両用冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a vehicular refrigeration cycle apparatus including an electric blower for compressing a refrigerant.
従来、電気自動車やハイブリット自動車などに搭載される冷凍サイクル装置において、冷媒を圧縮する電動コンプレッサと、電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサから排出される冷媒を減圧する膨張弁と、この膨張弁により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却するエバポレータとを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a refrigeration cycle apparatus mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, an electric compressor that compresses the refrigerant, a condenser that cools the high-pressure refrigerant discharged from the electric compressor, and an expansion that depressurizes the refrigerant discharged from the condenser Some include a valve and an evaporator that cools the air by evaporating the refrigerant decompressed by the expansion valve (see, for example, Patent Document 1).
また、この特許文献1には、コンデンサの冷却装置について記載されていないが、一般的な車両用冷凍サイクル装置には、コンデンサを冷却するためにコンデンサに向けて送風する電動送風機が設けられている。
本発明者は、上述の冷凍サイクル装置において電動コンプレッサの起動直後の動作について鋭意検討したところ、次のような問題点がわかった。 When this inventor earnestly examined about the operation | movement immediately after starting of an electric compressor in the above-mentioned refrigeration cycle apparatus, the following problems were found.
電動コンプレッサの起動直後においてエバポレータから短期間で高い冷房能力を得るために、電動コンプレッサを短期間で高回転数まで回転させことが必要となっている。この場合、電動コンプレッサの起動と同時に電動送風機による送風を開始しても、電動送風機の回転数を目標回転数まで上昇させるのに時間がかかり、電動送風機による送風では、コンデンサを十分に冷却することができない。 In order to obtain a high cooling capacity from the evaporator in a short period of time immediately after the start of the electric compressor, it is necessary to rotate the electric compressor to a high rotational speed in a short period of time. In this case, even if the electric blower is started simultaneously with the start of the electric compressor, it takes time to increase the rotational speed of the electric blower to the target rotational speed, and the condenser is sufficiently cooled by the electric blower. I can't.
このため、コンデンサでは高圧冷媒を十分に冷やすことができなく、冷媒圧力がオーバーシュートを起こすことで、電動コンプレッサに対して高い負荷がかかり、余分な電力を消費する。 For this reason, the condenser cannot sufficiently cool the high-pressure refrigerant, and the refrigerant pressure causes an overshoot, which places a high load on the electric compressor and consumes extra power.
本発明は、上記点に鑑み、電動コンプレッサを良好に起動させるようにした冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the refrigerating-cycle apparatus which started the electric compressor favorably in view of the said point.
上記目的を達成するため、本発明では、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ(1)と、電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却する冷却器(2)と、冷却器から排出される冷媒を減圧する減圧器(4)と、減圧器により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却する冷房用熱交換機(5)と、冷却器を冷却するために冷却器に対して送風する電動送風機(8)と、を備え、電動送風機を始動開始後一定期間経過後に電動コンプレッサの稼働を開始させるように電動コンプレッサを制御する制御手段(10)を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, the electric compressor (1) for compressing the refrigerant, the cooler (2) for cooling the high-pressure refrigerant discharged from the electric compressor, and the refrigerant discharged from the cooler are decompressed. A pressure reducer (4), a cooling heat exchanger (5) that evaporates the refrigerant decompressed by the pressure reducer and cools the air, and an electric blower (8) that blows air to the cooler to cool the cooler And a control means (10) for controlling the electric compressor so as to start the operation of the electric compressor after a certain period of time has elapsed since the start of starting the electric blower.
したがって、電動送風機を始動開始後一定期間経過後に電動コンプレッサを起動させるため、冷却器に対する電動送風機の十分な冷却能力を確保した状態で電動コンプレッサを起動させることになる。このため、冷却器を十分に冷やすことができるので、冷媒圧力のオーバーシュートが起こることはない。このため、電動コンプレッサに対して高い負荷がかからず、電動コンプレッサを良好に起動させることができる。 Therefore, since the electric compressor is started after a certain period of time has elapsed since the start of starting the electric blower, the electric compressor is started in a state where sufficient cooling capacity of the electric blower with respect to the cooler is ensured. For this reason, since the cooler can be sufficiently cooled, an overshoot of the refrigerant pressure does not occur. For this reason, a high load is not applied to the electric compressor, and the electric compressor can be started well.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
図1に本発明の車両用冷凍サイクル装置が適用されたハイブリット自動車の車両用冷却システムの一実施形態を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of a vehicular cooling system for a hybrid vehicle to which the vehicular refrigeration cycle apparatus of the present invention is applied.
本実施形態の車両用冷却システムは、図1に示すように、電動コンプレッサ1、コンデンサ2、圧力センサ3、膨張弁4、エバポレータ5、ラジエータ7、および冷却ファン8、9を備えている。電動コンプレッサ1は、電動モータにより駆動されて冷媒を圧縮する。コンデンサ2は、冷却ファン8からの送風空気によって電動コンプレッサ1から吐出される高圧冷媒を冷却する。膨張弁4は、コンデンサ2から排出される冷媒を減圧する。
As shown in FIG. 1, the vehicle cooling system of the present embodiment includes an electric compressor 1, a condenser 2, a pressure sensor 3, an expansion valve 4, an
エバポレータ5は、空調装置の室内空調ユニット内に配置される冷房用熱交換機であって、冷媒を蒸発させて空気を冷却する。ラジエータ7は、冷却ファン9からの送風空気によってエンジン冷却水を冷却する。冷却ファン8は、コンデンサ2を冷却するためにコンデンサ2に対して送風する。冷却ファン9は、ラジエータ7を冷却するためにラジエータ7に対して送風する。
The
次に、本実施形態の車両用冷却システムの電気回路構成について図2を参照して説明する。図2は、本実施形態の車両用冷却システムの電気回路構成を示す模式図である。 Next, an electric circuit configuration of the vehicle cooling system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an electric circuit configuration of the vehicle cooling system of the present embodiment.
車両用冷却システムは、インバータ2a、圧力センサ3、温度センサ6、エアコンECU10、エンジンECU11、ファン駆動回路11a、エアコンスイッチ10a、車速センサ13、および水温センサ14を備えている。エアコンECU10は、マイクロコンピュータ、メモリ、タイマ回路などから構成される周知の電子制御装置であって、エンジンECU11との間の通信を介してセンサ13、14、15の検出値を取得し、これら検出値に基づいて電動コンプレッサ1を制御する。インバータ2aは、エアコンECU10からの制御信号に基づいて、電動コンプレッサ1の電動モータを駆動する。温度センサ6は、エバポレータ5から吹き出された空気温度を検出する。
The vehicle cooling system includes an
エンジンECU11は、センサ13、14、15の各検出信号に基づき、ファン駆動回路11aを介して冷却ファン8、9を制御する。ファン駆動回路11aは、エンジンECU11からの制御信号に基づいて冷却ファン8、9を駆動する。圧力センサ15は、コンデンサ2から排出された冷媒の圧力を検出する。車速センサ13は、車両駆動輪の回転数に基づいて車両速度を検出する。水温センサ14は、エンジン冷却水の温度を検出する。エアコンスイッチ10aは、電動コンプレッサ1を始動させるために乗員から操作されるスイッチである。
The engine ECU 11 controls the
次に、本実施形態の車両用冷却システムの作動について図3、図4を参照して説明する。図3はエアコンECU10の制御処理を示すフローチャートであり、図4は、(a)エアコンスイッチ10aの操作状態、(b)エバポレータ5の吹出空気温度(図中エバ後温度と記す)、(c)車速センサ13の検出出力、(d)冷却ファン8の動作状態、および(e)電動コンプレッサ1の動作状態を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the vehicle cooling system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the control process of the
エアコンECU10は、イグニッションスイッチIGがオンされると、図3のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。コンピュータプログラムは、一定期間毎に繰り返し実行される。
When the ignition switch IG is turned on, the
まず、乗員がエアコンスイッチ10aをオンされていると、ステップ100でYESと判定する。次に、ステップ101において、エンジンECU11から取得した温度センサ6の検出温度に基づいて、エバポレータ5から吹き出された空気温度が一定温度よりも高いか否かについて判定する。エバポレータ5から吹き出された空気温度が一定温度よりも高いときにはYESと判定する。
First, if the occupant has turned on the
その後、ステップ102において、エンジンECU11を介して取得した圧力センサ15の検出値に基づいて、電動コンプレッサ1の入口側に冷媒が十分に戻っているか否かについて判定する。
Thereafter, in step 102, it is determined whether or not the refrigerant has sufficiently returned to the inlet side of the electric compressor 1 based on the detected value of the pressure sensor 15 acquired via the
例えば、圧力センサ15の検出値が一定レベル以上のときには、電動コンプレッサ1の入口側に冷媒が十分に戻っていると判定する。これに伴い、ステップ102においてYESと判定して、ステップ103に移行して、エンジンECU11に対して冷却ファン8を始動させる指令信号を出力する。これに伴い、エンジンECU11がインバータ2aを介して冷却ファン8の制御を開始するため、冷却ファン8がコンデンサ2に向けて送風を開始することになる。
For example, when the detection value of the pressure sensor 15 is equal to or higher than a certain level, it is determined that the refrigerant has sufficiently returned to the inlet side of the electric compressor 1. Accordingly, YES is determined in step 102, the process proceeds to step 103, and a command signal for starting the
その後、エアコンECU10は、ステップ104において、エンジンECU11を介して取得した車速センサ13の検出出力に基づいて、車速が一定速度未満であるか否かについて判定する。車速が一定速度未満であるときにはYESと判定して、ステップ105に移行してタイマの計時を開始させる。
Thereafter, in step 104, the air conditioner ECU 10 determines whether or not the vehicle speed is less than a certain speed based on the detection output of the
その後、ステップ106において、タイマの計時に基づき一定時間(t)、経過したか否かを判定する。一定時間(t)、経過するまでステップ106でNOとの判定を繰り返し、その後、一定時間(t)、経過するとステップ106でYESと判定し、ステップ107で電動コンプレッサ1を起動させる。これにより、電動コンプレッサ1が冷媒の圧縮を開始し、その冷媒が電動コンプレッサ1→コンデンサ2→膨張弁4→エバポレータ5→電動コンプレッサ1の経路で循環する。
Thereafter, in step 106, it is determined whether or not a predetermined time (t) has elapsed based on the time count of the timer. The determination of NO is repeated at step 106 until the predetermined time (t) elapses. After that, when the predetermined time (t) elapses, YES is determined at step 106 and the electric compressor 1 is started at step 107. As a result, the electric compressor 1 starts to compress the refrigerant, and the refrigerant circulates through the path of the electric compressor 1 → the condenser 2 → the expansion valve 4 → the
また、ステップ104において、エンジンECU11から取得した車速センサ13の検出出力に基づいて、車速が一定速度以上であるときには、ステップ104、105の処理をスキップして電動コンプレッサ1を起動させる(ステップ107)。
Further, when the vehicle speed is equal to or higher than a certain speed based on the detection output of the
なお、ステップ101において、エバポレータ5から吹き出された空気温度が一定温度よりも低いにはNOと判定してステップ100に戻る。また、ステップ102において、圧力センサ15の検出値が一定レベル未満のときには、冷媒が不足しているとしてNOと判定してステップ100に戻る。
In step 101, if the temperature of the air blown from the
以上のようにエアコンECU10による制御処理が行われるため、エアコンスイッチ10aがオン(ON)された状態で(図4中(a)参照)、エバポレータ5の吹出空気温度が一定温度(すなわち、氷点温度)よりも高く(図4中(b)参照)、車速が一定速度未満(具体的には0km/sec、或いは低速)のとき(図4中(c)参照)、冷却ファン8により送風を開始する(図4中(d)参照)。その後、一定期間t経過すると、電動コンプレッサ1を起動させる(図4中(e)参照)。
Since the control process by the
また、エアコンスイッチ10aがオン(ON)された状態で(図中(a)参照)、エバポレータ5の吹出空気温度が一定温度(すなわち、氷点温度)よりも高く(図4中(b)参照)、車速が一定速度以上のときには(図4中(c)参照)、冷却ファン8により送風を開始する(図4中(d)参照)とともに、電動コンプレッサ1を起動させる(図4中(e)参照)。
In addition, when the
以上説明したように本実施形態によれば、車速が一定速度未満のとき、冷却ファン8により送風を開始して一定期間t経過すると、電動コンプレッサ1を起動させる。このため、冷却ファン8の回転数が目標回転数まで到達して、冷却ファン8の冷却能力が一定レベルまで到達してから、電動コンプレッサ1を起動させるため、電動コンプレッサ1を起動させても、コンデンサ8で高圧冷媒を十分に冷やすことができる。
As described above, according to the present embodiment, when the vehicle speed is less than a certain speed, the electric compressor 1 is started when a certain period of time t has elapsed after the cooling
ここで、上述のように、冷却ファン8の起動と同時に、電動コンプレッサ1を起動させると、図5中グラフaに示すように、コンデンサでは高圧冷媒を十分に冷やされないため、冷媒圧力がオーバーシュートを起こす。
Here, as described above, when the electric compressor 1 is started at the same time as the cooling
これに対して、本実施形態によれば、冷却ファン8の冷却能力が一定レベルまで到達してから、電動コンプレッサ1を起動させるため、コンデンサ8で高圧冷媒を十分に冷やした状態で膨張弁4およびエバポレータ5を経て電動コンプレッサ1に戻される。したがって、コンデンサ8で高圧冷媒を十分に冷やすことになり、図5中グラフbに示すように、冷媒圧力を適正な値にすることができるので、電動コンプレッサ1に対して高い負荷がかからず、電動コンプレッサ1を良好に起動させることができる。
On the other hand, according to this embodiment, the expansion valve 4 is in a state where the high-pressure refrigerant is sufficiently cooled by the
ここで、電動コンプレッサ1から発生する高音域の騒音は、一般的に、聞き慣れいない。また、ハイブリット自動車の走行用エンジンの停止状態時(或いは低速状態)では、走行用エンジンの騒音が低い状態になる。このため、走行用エンジンの停止状態時で冷却ファン8の起動と同時に、電動コンプレッサ1を起動させると、図6中グラフcに示すように、冷却ファン8から発生する騒音(図6中グラフd参照)の立ち上がりが遅いため、乗員にとっては、電動コンプレッサ1から発生する高音域の騒音(金属音)が極まって聞こえることになる。
Here, the high-frequency noise generated from the electric compressor 1 is generally unfamiliar. Further, when the traveling engine of the hybrid vehicle is stopped (or at a low speed), the traveling engine noise is low. For this reason, when the electric compressor 1 is started simultaneously with the start of the cooling
すなわち、ハイブリット自動車の走行用エンジンの停止状態時で冷却ファン8の起動と同時に、電動コンプレッサ1を起動させると電動コンプレッサ1から発生する高音域の騒音が、走行用エンジンの騒音によって、誤魔化(マスキング)されることもない。
That is, when the electric compressor 1 is activated simultaneously with the activation of the cooling
これに対して、本実施形態によれば、冷却ファン8により送風を開始して一定期間t経過してから、電動コンプレッサ1を起動させるため、電動コンプレッサ1から発生する騒音(図7中グラフf参照)は冷却ファン8から発生する騒音(図7中グラフe参照)によって、誤魔化(マスキング)される。このため、乗員に与える騒音による違和感を減らすことができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the noise generated from the electric compressor 1 (graph f in FIG. 7) is started to start the electric compressor 1 after a certain period t has elapsed after the cooling
2a…インバータ、3…圧力センサ、10…エアコンECU、
11…エンジンECU、11a…ファン駆動回路、
10a…エアコンスイッチ、6…温度センサ、
13…車速センサ、14…水温センサ。
2a ... inverter, 3 ... pressure sensor, 10 ... air conditioner ECU,
11 ... Engine ECU, 11a ... Fan drive circuit,
10a ... air conditioner switch, 6 ... temperature sensor,
13 ... Vehicle speed sensor, 14 ... Water temperature sensor.
Claims (1)
前記電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却する冷却器(2)と、
前記冷却器から排出される冷媒を減圧する減圧器(4)と、
前記減圧器により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却する冷房用熱交換機(5)と、
前記冷却器を冷却するために前記冷却器に対して送風する電動送風機(8)と、を備える車両用冷凍サイクル装置であって、
前記電動送風機を始動開始後一定期間経過後に前記電動コンプレッサの稼働を開始させるように前記電動コンプレッサを制御する制御手段(10)を備えることを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。 An electric compressor (1) for compressing the refrigerant;
A cooler (2) for cooling the high-pressure refrigerant discharged from the electric compressor;
A decompressor (4) for decompressing the refrigerant discharged from the cooler;
A cooling heat exchanger (5) for cooling the air by evaporating the refrigerant decompressed by the decompressor; and
An electric blower (8) for blowing air to the cooler to cool the cooler, and a vehicle refrigeration cycle apparatus comprising:
A refrigeration cycle apparatus for vehicles, comprising control means (10) for controlling the electric compressor so as to start operation of the electric compressor after a certain period of time has elapsed after starting the electric blower.
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WO2009072384A1 (en) | 2007-12-03 | 2009-06-11 | Sanden Corporation | Method for controlling electric compressor |
US9242560B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
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- 2006-02-16 JP JP2006039054A patent/JP2007216818A/en active Pending
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