JP2001121953A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気圧縮式冷凍サ
イクルまたは／および蒸気圧縮式ヒートポンプサイクル
を用い、可変容量圧縮機を有する車両用空調装置に関
し、とくに空調用のエネルギー源を車両の推進エネルギ
ー（エンジン、電気モータ等によるエネルギー）と共有
する車両用空調装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner for a vehicle having a variable capacity compressor using a vapor compression refrigeration cycle and / or a vapor compression heat pump cycle. The present invention relates to a vehicle air conditioner shared with (energy by an engine, an electric motor, and the like).
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両用空調装置においては、その動力源
を、車両推進用の原動機（内燃機関のエンジン、電気自
動車にあってはモータ）からとることが多い。このよう
な空調装置のエネルギー源を車両の推進エネルギーと共
有する車両用空調装置においては、空調装置に消費され
るエネルギーの増大が、車両の運転（走行）状態に悪影
響を及ぼさないように、たとえば、エンジン回転数が所
定値以上の時、または、スロットル開度が所定値以上の
時、空調装置の冷媒回路に設けられている圧縮機の容量
をゼロとする制御を行っていた（たとえば、圧縮機用ク
ラッチオフ）。この制御は、現在発生している圧縮機の
動力を把握することなく、つまり、圧縮機の消費動力に
かかわらず行われている。2. Description of the Related Art In a vehicle air conditioner, a motive power source (an engine of an internal combustion engine or a motor in an electric vehicle) is often used as a power source for driving the vehicle. In such a vehicle air conditioner that shares the energy source of the air conditioner with the propulsion energy of the vehicle, an increase in energy consumed by the air conditioner does not adversely affect the driving (running) state of the vehicle. When the engine speed is equal to or higher than a predetermined value or when the throttle opening is equal to or higher than a predetermined value, control is performed such that the capacity of the compressor provided in the refrigerant circuit of the air conditioner is zero (for example, compression). Machine clutch off). This control is performed without grasping the current power of the compressor, that is, regardless of the power consumption of the compressor.
【０００３】また、この制御においては、圧縮機の稼働
／非稼働の情報だけを原動機制御側に提供するようにし
ている。たとえば冷房運転中には、クーラー稼働／非稼
働の情報だけを、エンジンＥＣＵに提供するようにして
おり、エンジンＥＣＵは、アイドルアップ補正、スロッ
トル開度補正をクーラー稼働／非稼働の情報だけで実施
している。In this control, only information on the operation / non-operation of the compressor is provided to the prime mover control side. For example, during the cooling operation, only the information on the cooler operation / non-operation is provided to the engine ECU, and the engine ECU performs the idle-up correction and the throttle opening correction only with the information on the cooler operation / non-operation. are doing.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような制御では、特に低冷房熱負荷時（低動力時）、必
要以上に圧縮機容量をゼロ（クラッチオフ）とする機会
が増え、不安定な制御となり、たとえば吐気温度変動の
原因となる。However, in the above-described control, especially when the cooling load is low (low power), the number of opportunities to reduce the compressor capacity more than necessary (clutch off) is increased, and the control becomes unstable. Control, for example, causing a change in the discharge temperature.
【０００５】また、特に低冷房熱負荷時（低動力時）、
燃料噴射量補正、またはスロットル開度補正が過度にな
り、必要以上にエンジン回転数や車速が上昇するおそれ
がある。[0005] In particular, at the time of low cooling heat load (low power),
The correction of the fuel injection amount or the correction of the throttle opening becomes excessive, and the engine speed and the vehicle speed may increase more than necessary.
【０００６】本発明の課題は、そのときの状態に応じて
圧縮機の動力を適切に推定し、圧縮機に必要な動力が車
両推進用エネルギーに影響を与えると判断された場合に
は、圧縮機の稼働を停止するのではなくその消費動力を
適切に制限できるようにし、車両の推進に悪影響を及ぼ
すことなく、安定した空調制御を行うことができるよう
にした車両用空調装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to appropriately estimate the power of a compressor in accordance with the state at that time, and to determine that the power required for the compressor affects the vehicle propulsion energy. To provide a vehicle air conditioner capable of appropriately controlling power consumption without stopping operation of the machine, and performing stable air conditioning control without adversely affecting the propulsion of the vehicle. It is in.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の車両用空調装置は、車室内に開口するダク
ト内に、空気を送風する送風機と、送風される空気を冷
却または加熱する室内熱交換器を有し、該室内熱交換器
と冷媒配管により接続され、室内熱交換器との間で循環
される冷媒を圧縮し、圧縮する冷媒の吐出量を変化させ
ることのできる可変容量圧縮機と、該可変容量の吐出量
を操作する容量制御手段を有する蒸気圧縮式冷凍サイク
ルまたは／および蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルを備
えた車両用空調装置において、前記圧縮機の運転中に発
生する圧縮機動力を推定する動力推定手段を備えたこと
を特徴とするものからなる。室内熱交換器は、蒸気圧縮
式冷凍サイクルの場合は蒸発器として機能し、蒸気圧縮
式ヒートポンプサイクルの場合は凝縮器として機能す
る。In order to solve the above-mentioned problems, an air conditioner for a vehicle according to the present invention includes a blower for blowing air into a duct opened in a vehicle cabin, and cooling or heating the blown air. The indoor heat exchanger is connected to the indoor heat exchanger by a refrigerant pipe, and the refrigerant circulated between the indoor heat exchanger and the indoor heat exchanger can be compressed and the discharge amount of the compressed refrigerant can be changed. In a vehicle air conditioner equipped with a vapor compression refrigeration cycle and / or a vapor compression heat pump cycle having a displacement compressor and a displacement control means for controlling the discharge amount of the variable displacement, this occurs during the operation of the compressor. A power estimating means for estimating compressor power is provided. The indoor heat exchanger functions as an evaporator in the case of a vapor compression refrigeration cycle, and functions as a condenser in the case of a vapor compression heat pump cycle.
【０００８】この車両用空調装置における圧縮機動力の
推定においては、前記送風機の送風量に相関をもつ物理
量を検知または推定する送風量認識手段と、前記室内熱
交換器通過空気温度を検知または推定する室内熱交換器
通過空気温度認識手段と、前記可変容量圧縮機の吸入冷
媒圧力を検知または推定する吸入圧力認識手段と、前記
可変容量圧縮機の吐出冷媒圧力を検知または推定する吐
出圧力認識手段を有し、前記動力推定手段は、該送風量
認識手段と室内熱交換器通過空気温度認識手段と吸入圧
力認識手段と吐出圧力認識手段から得られる各認識値を
参照して前記圧縮機消費動力を推定するようにすること
ができる。In estimating the power of the compressor in the air conditioner for a vehicle, an air volume recognition means for detecting or estimating a physical quantity having a correlation with the air volume of the blower, and detecting or estimating an air temperature passing through the indoor heat exchanger. An indoor heat exchanger passing air temperature recognizing means, a suction pressure recognizing means for detecting or estimating a suction refrigerant pressure of the variable capacity compressor, and a discharge pressure recognizing means for detecting or estimating a discharge refrigerant pressure of the variable capacity compressor. Wherein the power estimating means refers to each of the recognition values obtained from the air blowing amount recognizing means, the indoor heat exchanger passing air temperature recognizing means, the suction pressure recognizing means, and the discharge pressure recognizing means. Can be estimated.
【０００９】また、前記圧縮機の吐出容量に相関のある
物理量を検知または推定する吐出容量認識手段と、前記
可変容量圧縮機の吸入冷媒圧力を検知または推定する吸
入圧力認識手段と、前記可変容量圧縮機の吐出冷媒圧力
を検知または推定する吐出圧力認識手段を有し、前記動
力推定手段は、該吐出容量認識手段と吸入圧力認識手段
と吐出圧力認識手段から得られる各認識値を参照して前
記圧縮機消費動力を推定するようにすることができる。A discharge capacity recognizing means for detecting or estimating a physical quantity correlated with the discharge capacity of the compressor; a suction pressure recognizing means for detecting or estimating a suction refrigerant pressure of the variable capacity compressor; It has a discharge pressure recognition means for detecting or estimating the discharge refrigerant pressure of the compressor, and the power estimation means refers to each recognition value obtained from the discharge capacity recognition means, the suction pressure recognition means, and the discharge pressure recognition means. The compressor power consumption may be estimated.
【００１０】上記圧縮機の動力推定に基づいて車両推進
エネルギーを適切に制御するために、前記動力推定手段
により推定される圧縮機の動力推定値を電気信号に変換
し、外部情報機器に出力する動力推定値出力手段を有
し、該動力推定値は車両推進用原動機の制御装置に送信
されることを特徴とする構成とできる。車両推進用原動
機は、内燃機関の他、電気自動車における電動モータも
含む。In order to appropriately control the vehicle propulsion energy based on the power estimation of the compressor, the power estimation value of the compressor estimated by the power estimation means is converted into an electric signal and output to an external information device. A power estimation value output means is provided, and the power estimation value is transmitted to a control device of the vehicle propulsion prime mover. The vehicle propulsion motor includes an electric motor in an electric vehicle in addition to an internal combustion engine.
【００１１】また、室内熱交換器能力設定手段および情
報記憶手段を有し、該情報記憶手段は、前記圧縮機が発
生する動力の最大許容値としての動力制限値を記憶し、
前記容量制御手段は、該動力制限値と前記圧縮機の動力
推定値を比較し、該動力推定値が該動力制限値より低い
場合は、前記室内熱交換器能力設定手段により得られる
室内熱交換器能力目標値を参考に、可変容量圧縮機の吐
出容量操作による室内熱交換器能力制御を行い、該動力
推定値が該動力制限値と同等または高い場合は、可変容
量圧縮機の吐出容量操作により、該動力推定値が該動力
制限値を越えない様に動力制御を行うことを特徴とする
構成とすることができる。[0011] Further, there is provided an indoor heat exchanger capacity setting means and an information storage means, wherein the information storage means stores a power limit value as a maximum allowable value of the power generated by the compressor,
The capacity control unit compares the power limit value with the estimated power value of the compressor. If the estimated power value is lower than the power limit value, the indoor heat exchange capacity obtained by the indoor heat exchanger capacity setting unit is determined. The capacity of the indoor heat exchanger is controlled by controlling the discharge capacity of the variable capacity compressor with reference to the target capacity of the variable capacity compressor. If the estimated power is equal to or higher than the power limit value, the capacity of the variable capacity compressor is controlled. Thus, the power control is performed so that the estimated power value does not exceed the limited power value.
【００１２】上記車両用空調装置においては、車両推進
用原動機の出力調節量を検出する調節量検出手段を備
え、該出力調節量に応じて、前記動力制限値を変化させ
ることができる。また、車両推進用原動機の回転数を検
出する回転数検出手段を備え、該回転数に応じて、前記
動力制限値を変化させることができる。さらに、前記容
量制御手段が、偏差演算可能な演算装置を備え、前記動
力推定値が前記動力制限値と同等または高い場合は、該
容量制御手段は、演算装置による該動力推定値と該動力
制限値の差分演算値を参照して、前記可変容量圧縮機の
容量制御を行うことができる。The vehicle air conditioner includes an adjustment amount detecting means for detecting an output adjustment amount of the vehicle propulsion prime mover, and the power limit value can be changed according to the output adjustment amount. In addition, the vehicle includes a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the vehicle propulsion motor, and the power limit value can be changed according to the rotation speed. Further, the capacity control means includes an arithmetic device capable of calculating a deviation, and when the estimated power value is equal to or higher than the power limit value, the capacity control means sets the estimated power value and the power limit value by the arithmetic device. The capacity control of the variable capacity compressor can be performed with reference to the value difference calculation value.
【００１３】このような本発明に係る車両用空調装置に
おいては、現在の状態に応じて圧縮機に必要な動力が適
切に推定される。一方、車両の原動機側では、その時の
運転状態に応じて、車両推進用に必要な動力を演算可能
であり、それによって、車両用空調装置の圧縮機にどの
程度の動力を割り振ることが可能かが演算される。この
車両推進側からの制限動力に応じて、圧縮機の最適な使
用可能動力が決められ、それに基づいて圧縮機を運転す
ることが可能になる。したがって、圧縮機を、稼働／非
稼働というような極端なオン／オフ制御ではなく、制限
された動力範囲内で最適な制御を行うことが可能にな
り、吐気温度変動を抑制した安定な空調制御が可能にな
る。In the vehicle air conditioner according to the present invention, the power required for the compressor is appropriately estimated according to the current state. On the other hand, on the prime mover side of the vehicle, the power required for vehicle propulsion can be calculated according to the driving state at that time, and thereby, how much power can be allocated to the compressor of the vehicle air conditioner Is calculated. The optimum available power of the compressor is determined according to the limited power from the vehicle propulsion side, and the compressor can be operated based on the determined available power. Therefore, it is possible to perform optimal control within a limited power range, instead of extreme on / off control such as operation / non-operation of the compressor, and to perform stable air conditioning control that suppresses fluctuations in exhaust gas temperature. Becomes possible.
【００１４】一方、原動機側においても、空調装置側で
の大きな消費動力の変動が抑えられることから、過度の
燃料噴射量補正やスロットル開度補正がなくなり、エン
ジン回転数や車速が安定する。On the other hand, also on the prime mover side, large fluctuations in power consumption on the air conditioner side are suppressed, so that excessive fuel injection amount correction and throttle opening degree correction are eliminated, and the engine speed and vehicle speed are stabilized.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１ないし図３は、
実施例１〜３に係る車両用空調装置の概略機器系統図を
示しており、図１は蒸気圧縮式冷凍サイクルを備えた冷
房サイクルの場合、図２は蒸気圧縮式ヒートポンプサイ
クルを備えた暖房サイクルの場合、図３はエンジン冷却
水の循環経路に電気ヒータを設けた冷房サイクルの場合
を、それぞれ示している。図４ないし図６は、図１〜図
３に示した実施例１〜３に係る車両用空調装置の対応制
御ブロック図をそれぞれ示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3
1 shows a schematic equipment system diagram of a vehicle air conditioner according to Examples 1 to 3, FIG. 1 shows a cooling cycle provided with a vapor compression refrigeration cycle, and FIG. 2 shows a heating cycle provided with a vapor compression heat pump cycle. FIG. 3 shows a cooling cycle in which an electric heater is provided in the circulation path of the engine cooling water. FIGS. 4 to 6 show corresponding control block diagrams of the vehicle air conditioners according to the first to third embodiments shown in FIGS.
【００１６】図１において、１は車両用空調装置全体を
示しており、車室内に開口する通風ダクト２内の上流側
には、内外気切替ダンパ３によって調節された外気導入
口４、内気導入口５からの吸気を圧送する送風機６が設
けられている。送風機６の下流側には、送風される空気
を冷却する室内熱交換器としての蒸発器７が設けられて
おり、その下流側には、温水ヒータ８が設けられてい
る。温水ヒータ８の直下流側には、エアミックスダンパ
アクチュエータ９によって開度が調節されるエアミック
スダンパ１０が配置されている。温度調節された空気
は、ダンパ１１、１２、１３を備えた各吹出口１４、１
５、１６を通して車室内に吹き出される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an entire vehicle air conditioner. An outside air inlet 4 adjusted by an inside / outside air switching damper 3 and an inside air inlet are provided upstream of a ventilation duct 2 opening into the vehicle interior. A blower 6 for pressure-feeding the intake air from the port 5 is provided. An evaporator 7 as an indoor heat exchanger for cooling the blown air is provided downstream of the blower 6, and a hot water heater 8 is provided downstream thereof. An air mix damper 10 whose opening is adjusted by an air mix damper actuator 9 is disposed immediately downstream of the hot water heater 8. The temperature-controlled air is supplied to each of the outlets 14, 1 having dampers 11, 12, 13.
The air is blown into the vehicle cabin through 5 and 16.
【００１７】１７は、各機器が冷媒配管を介して接続さ
れた冷媒回路を示しており、１８は可変容量圧縮機を示
している。圧縮機１８で圧縮された冷媒は、凝縮器１
９、受液器２０、膨張弁２１を介して蒸発器７に送ら
れ、蒸発器７からの冷媒が圧縮機１８に吸入される。本
実施態様では、圧縮機１８の吐出圧力あるいはそれに対
応する圧力が圧力センサ２２によって検出される。吐出
圧力は、たとえば凝縮器出口空気温度、凝縮器出口冷媒
温度等から推定することも可能である。Reference numeral 17 denotes a refrigerant circuit in which each device is connected via a refrigerant pipe, and reference numeral 18 denotes a variable displacement compressor. The refrigerant compressed by the compressor 18 is supplied to the condenser 1
9. The liquid is sent to the evaporator 7 via the liquid receiver 20 and the expansion valve 21, and the refrigerant from the evaporator 7 is sucked into the compressor 18. In the present embodiment, the discharge pressure of the compressor 18 or the pressure corresponding thereto is detected by the pressure sensor 22. The discharge pressure can be estimated from, for example, the condenser outlet air temperature, the condenser outlet refrigerant temperature, and the like.
【００１８】圧縮機１８は、車両推進用原動機としての
エンジン２３の駆動力を用いて駆動され、その作動と吐
出容量は、クラッチ２４と圧縮機内蔵の吸入圧力コント
ローラ（図示略）によって制御されるようになってい
る。容量制御信号とクラッチコントロール信号は、メイ
ンコントローラ２５から送られる。車両推進用原動機に
は、内燃機関の他、電気自動車における電動モータも含
まれる。The compressor 18 is driven by the driving force of an engine 23 as a vehicle propulsion motor, and its operation and discharge capacity are controlled by a clutch 24 and a suction pressure controller (not shown) built in the compressor. It has become. The capacity control signal and the clutch control signal are sent from the main controller 25. The vehicle propulsion motor includes an electric motor in an electric vehicle in addition to the internal combustion engine.
【００１９】車両推進用原動機として内燃機関を利用す
る場合の出力調節量は、スロットル開度であり、電動モ
ータを利用する場合の出力調節量は、モータへの通電電
力量である。The output adjustment amount when the internal combustion engine is used as the vehicle propulsion motor is the throttle opening, and the output adjustment amount when the electric motor is used is the amount of electric power supplied to the motor.
【００２０】可変容量圧縮機１８は、たとえば特公平４
−２３１１４号公報に開示されているような、吸入圧力
が容量制御信号に応じ一義的に制御される、可変容量圧
縮機を使用している。吸入圧力制御信号、吸入圧力の特
性はたとえば図７に示すようになる。The variable capacity compressor 18 is, for example,
No. 23114 discloses a variable displacement compressor in which the suction pressure is uniquely controlled according to a displacement control signal. The characteristics of the suction pressure control signal and the suction pressure are as shown in FIG. 7, for example.
【００２１】ただし、吸入圧力は、下記方法によっても
推定可能である。 ・吸入圧力を圧力センサにて検知。 ・蒸発器入口冷媒温度を温度センサにて検知。 ・蒸発器出口空気温度を温度センサにて検知。 ・蒸発器フィン間温度を温度センサにて検知。 ・後述の実施例では、図７に示した相関関係を拠り所
に、コントローラが出力している吸入圧力制御信号から
推測している。However, the suction pressure can also be estimated by the following method.・ Suction pressure is detected by a pressure sensor.・ The refrigerant temperature at the evaporator inlet is detected by the temperature sensor.・ Evaporator outlet air temperature is detected by a temperature sensor.・ The temperature between the evaporator fins is detected by the temperature sensor. In the embodiment described later, the estimation is made based on the suction pressure control signal output by the controller based on the correlation shown in FIG.
【００２２】エンジン冷却水はラジエタ２６で放熱され
るとともに、エンジン２３によって駆動される摩擦ヒー
タ２７によって温度コントロールされて温水ヒータ８へ
と循環される。The engine cooling water is radiated by the radiator 26, and is temperature-controlled by the friction heater 27 driven by the engine 23 and circulated to the hot water heater 8.
【００２３】メインコントローラ２５には、車内温度設
定器２８から目標車内温度の設定信号が入力される。ま
た、メインコントローラ２５からは、送風機電圧コント
ローラ２９に信号が送られて送風機６の電圧（回転数）
が制御される。また、本実施態様では、蒸発器７の直下
流側に、蒸発器出口空気温度を検知する蒸発器出口空気
温度センサ３０が設けられており、検知信号がメインコ
ントローラ２５に入力される。さらに本実施態様では、
圧力センサ２２の信号、車室内温度センサ３１、日射セ
ンサ３２、外気温度センサ３３からの検知信号がそれぞ
れメインコントローラ２５に入力される。また、エンジ
ンＥＣＵ３４から、スロットル開度信号、エンジン回転
数信号がメインコントローラ２５に入力される。The main controller 25 receives a setting signal of a target vehicle temperature from a vehicle temperature setting device 28. Further, a signal is sent from the main controller 25 to the blower voltage controller 29, and the voltage (the number of rotations) of the blower 6 is
Is controlled. In this embodiment, an evaporator outlet air temperature sensor 30 for detecting the evaporator outlet air temperature is provided immediately downstream of the evaporator 7, and a detection signal is input to the main controller 25. Further, in this embodiment,
Signals from the pressure sensor 22 and detection signals from the vehicle interior temperature sensor 31, the solar radiation sensor 32, and the outside air temperature sensor 33 are input to the main controller 25, respectively. Further, a throttle opening signal and an engine speed signal are input from the engine ECU 34 to the main controller 25.
【００２４】図１に示した実施例１では、蒸気圧縮式冷
凍サイクルによる冷房装置の例を示したが、図２には、
蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルによる暖房装置の例を
示す。In the first embodiment shown in FIG. 1, an example of a cooling device using a vapor compression refrigeration cycle is shown.
1 shows an example of a heating device using a vapor compression heat pump cycle.
【００２５】図２に示す車両用空調装置４１において
は、通風ダクト２内に室内熱交換器として冷媒の凝縮器
４２が設けられ、室外熱交換器として蒸発器４３が設け
られた冷媒回路４４の構成となっている。可変容量圧縮
機１８で圧縮された冷媒が凝縮器４２に送られ、放熱に
より凝縮器４２を通過する空気が加熱されて暖房され
る。凝縮器４２の出口側には、凝縮器出口空気温度セン
サ４５が設けられている。その他の構成は、図１に示し
た実施例１の構成に準じるので、対応部位に同一の符号
を付し説明を省略する。In the vehicle air conditioner 41 shown in FIG. 2, a refrigerant condenser 42 is provided in the ventilation duct 2 as an indoor heat exchanger and an evaporator 43 is provided as an outdoor heat exchanger. It has a configuration. The refrigerant compressed by the variable capacity compressor 18 is sent to the condenser 42, and the air passing through the condenser 42 is heated by the heat radiation to be heated. On the outlet side of the condenser 42, a condenser outlet air temperature sensor 45 is provided. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００２６】また図３には、実施例３として、エンジン
冷却水の循環路に電気ヒータ５２を設けた車両用空調装
置５１の例を示す。電気ヒータ５２は、エンジン２３に
よって駆動されるオルタネータ５３によって発電された
直流が用いられている。電気ヒータ５２の通電制御は、
メインコントローラ２５からのヒータコントロール信号
に基づいて行われる。その他の構成は図１に示した実施
例１の構成と同一である。FIG. 3 shows, as a third embodiment, an example of a vehicle air conditioner 51 in which an electric heater 52 is provided in a circulation path of engine cooling water. As the electric heater 52, a direct current generated by an alternator 53 driven by the engine 23 is used. The energization control of the electric heater 52
This is performed based on a heater control signal from the main controller 25. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
【００２７】メインコントローラ２５においては、次の
ような制御が行われる。図４は、図１に示した実施例１
の車両用空調装置１についての制御を示している。In the main controller 25, the following control is performed. FIG. 4 shows the first embodiment shown in FIG.
Of the vehicle air conditioner 1 of FIG.
【００２８】車内温度設定器２８で設定された目標車内
温度Ｔｒｓの信号、日射センサ３２によって検知された
日射量ＲＡＤ、車室内温度センサ３１によって検知され
た車内温度ＴＲ、外気温度センサ３３によって検知され
た外気温度ＡＭＢの各信号から、目標吹出温度ＴＯｓが
次式によって演算される。 ＴＯｓ＝Ｋｐ１（ＴＲ−Ｔｒｓ）＋ｆ（ＡＭＢ，ＲＡ
Ｄ，Ｔｒｓ） Ｋｐ１は係数である。The signal of the target vehicle temperature Trs set by the vehicle temperature setting device 28, the solar radiation amount RAD detected by the solar radiation sensor 32, the vehicle interior temperature TR detected by the vehicle interior temperature sensor 31, and detected by the outdoor temperature sensor 33. From the respective signals of the outside air temperature AMB, the target outlet temperature TOs is calculated by the following equation. TOs = Kp1 (TR−Trs) + f (AMB, RA
D, Trs) Kp1 is a coefficient.
【００２９】演算された目標吹出温度ＴＯｓを用いて送
風機電圧ＢＬＶが ＢＬＶ＝ｆ（ＴＯｓ） によって演算される。また、エアミックスダンパ開度Ａ
ＭＤが、 ＡＭＤ＝ｆ（ＴＯｓ，ＴＷ，ＴＶ） によって演算される。ＴＷは温水ヒータ８入口のエンジ
ン冷却水温、ＴＶは蒸発器出口空気温度目標値である。
演算されたＢＬＶ、ＡＭＤの各信号は、送風機電圧コン
トローラ２９、エアミックスダンパアクチュエータ９に
送られる。Using the calculated target blowing temperature TOs, the blower voltage BLV is calculated by BLV = f (TOs). Also, the air mix damper opening A
MD is calculated by AMD = f (TOs, TW, TV). TW is the engine cooling water temperature at the inlet of the hot water heater 8, and TV is the evaporator outlet air temperature target value.
The calculated BLV and AMD signals are sent to the blower voltage controller 29 and the air mix damper actuator 9.
【００３０】蒸発器出口空気温度目標値ＴＶは、外気温
度ＡＭＢより、 ＴＶ＝ａ・ＡＭＢ＋ｂ によって演算される。ａ、ｂは定数である。The evaporator outlet air temperature target value TV is calculated from the outside air temperature AMB as follows: TV = a · AMB + b. a and b are constants.
【００３１】圧縮機吸入圧力演算値、ＰＳａは、 ＰＳａ＝Ｐ＋Ｉn Ｐ＝Ｋｐ２・（ＴＶ−Ｔｅ）・・・比例項 Ｉn ＝Ｉn-1−Ｋｐ２・Ｋｉ１・（ＴＶ−Ｔｅ）・・・積分項 によって演算される。ここでＴｅは、蒸発器出口空気温
度センサ３０によって検知された蒸発器出口空気温度で
あり、Ｋｉ１、Ｋｐ２は係数である。The compressor suction pressure calculated value, PSa is, PSa = P + I n P = Kp2 · (TV-Te) ··· proportional term I n = I n-1 -Kp2 · Ki1 · (TV-Te) ··・ Calculated by the integral term. Here, Te is the evaporator outlet air temperature detected by the evaporator outlet air temperature sensor 30, and Ki1 and Kp2 are coefficients.
【００３２】さて、本発明においては、圧縮機動力Ｔｒ
ｑ１が次式により推定演算される。 Ｔｒｑ１＝ｆ（ＢＬＶ、Ｔｉｎ、Ｐｓ、Ｐｄ） ここで、Ｐｓは圧縮機吸入圧力制御演算値、Ｐｄは圧縮
機吐出圧力で圧力センサ２２によって検知される圧力ま
たはそれに対応する圧力である。また、Ｔｉｎは、内外
気切り替え情報に応じて下記の如く選択される。 外気導入の場合：Ｔｉｎ＝ＡＭＢ 内気循環の場合：Ｔｉｎ＝ＴＲIn the present invention, the compressor power Tr
q1 is estimated by the following equation. Trq1 = f (BLV, Tin, Ps, Pd) Here, Ps is a compressor suction pressure control calculation value, and Pd is a compressor discharge pressure detected by the pressure sensor 22 or a pressure corresponding thereto. Tin is selected as follows according to the inside / outside air switching information. For outside air introduction: Tin = AMB For inside air circulation: Tin = TR
【００３３】そして、車両推進用の原動機側からの動力
制限値ＬＴＤ、つまり、現在の原動機側の条件により、
圧縮機側および後述の摩擦ヒータ側に、どの程度の動力
を消費してもよいかの許容値が演算される。Then, according to the power limit value LTD from the prime mover for vehicle propulsion, that is, the current condition of the prime mover,
An allowable value of how much power may be consumed on the compressor side and the friction heater side described later is calculated.
【００３４】動力制限値ＬＴＤは、スロットル開度信号
ＴＨまたは／およびエンジン回転数Ｎｅの各々に対し
て、図に示したような特性として予め情報を記憶してお
き、各々の制限特性（ＬＴＤｔｈ、ＬＴＤｎｅ）にした
がって求められる。このとき、ＬＴＤｔｈ≧ＬＴＤｎｅ
の場合には、ＬＴＤ＝ＬＴＤｎｅとされる。The power limit value LTD is stored in advance as a characteristic as shown in the figure for each of the throttle opening signal TH and / or the engine speed Ne, and each of the limit characteristics (LTDth, LTDth, LTDne). At this time, LTDth ≧ LTdne
In this case, LTD = LTdne.
【００３５】また、本実施態様では温水ヒータ８に用い
られるエンジン冷却水の温度制御に摩擦ヒータ２７が用
いられているので、この摩擦ヒータ動力Ｔｒｑ２の推定
演算も次式によって行われる。 Ｔｒｑ２＝ｆ（Ｎｅ，ＴＷｉｎ，ＴＷｏｕｔ） ここで、ＴＷｉｎは入側エンジン冷却水温度、ＴＷｏｕ
ｔは出側エンジン冷却水温度である。In the present embodiment, since the friction heater 27 is used for controlling the temperature of the engine cooling water used for the hot water heater 8, the calculation for estimating the friction heater power Trq2 is also performed by the following equation. Trq2 = f (Ne, TWin, TWout) Here, TWin is the inlet-side engine coolant temperature, TWou
t is the outlet side engine coolant temperature.
【００３６】上記のように求められた圧縮機動力推定演
算値Ｔｒｑ１、原動機側からの動力制限値ＬＴＤ、摩擦
ヒータ動力推定演算値Ｔｒｑ２を用いて、動力制限下に
おける圧縮機吸入圧力制御演算値ＰＳｂが、 ＰＳｂ＝ｆ（Ｔｒｑ１＋Ｔｒｑ２−ＬＴＤ） ＝Ｐ＋Ｉn Ｐ＝Ｋｐ３・（Ｔｒｑ１＋Ｔｒｑ２−ＬＴＤ） Ｉn ＝Ｉn-1−Ｋｐ３・Ｋｐ２・（Ｔｒｑ１＋Ｔｒｑ２
−ＬＴＤ） によって演算される。すなわち、動力制限下における最
適な圧縮機吸入圧力制御値が演算される。Using the calculated compressor power estimation value Trq1, the power limit value LTD from the prime mover, and the friction heater power estimation calculation value Trq2 obtained as described above, the compressor suction pressure control calculation value PSb under power limitation. but, PSb = f (Trq1 + Trq2 -LTD) = P + I n P = Kp3 · (Trq1 + Trq2-LTD) I n = I n-1 -Kp3 · Kp2 · (Trq1 + Trq2
-LTD). That is, the optimum compressor suction pressure control value under the power limitation is calculated.
【００３７】そして、前述の空調制御側の要求機能から
演算した圧縮機吸入圧力制御演算値ＰＳａと、上記原動
機側からの動力制限要求下における圧縮機吸入圧力制御
演算値ＰＳｂのいずれを選択すべきか判断される。すな
わち、 Ｔｒｑ１＋Ｔｒｑ２−ＬＴＤ＜０の場合 （つまり、圧縮機側の動力制限を行う必要の無い場
合）、 Ｐｓ＝ＰＳａ とされ、 Ｔｒｑ１＋Ｔｒｑ２−ＬＴＤ≧０の場合 （つまり、圧縮機側の動力制限が必要な場合）、 Ｐｓ＝ＰＳｂ とされる。Which of the compressor suction pressure control calculation value PSa calculated from the required function on the air conditioning control side or the compressor suction pressure control calculation value PSb under the power restriction request from the prime mover should be selected. Is determined. That is, when Trq1 + Trq2-LTD <0 (that is, when there is no need to perform power limitation on the compressor side), Ps = PSa, and when Trq1 + Trq2-LTD ≧ 0 (that is, power limitation on the compressor side is necessary). , Ps = PSb.
【００３８】選択されたＰｓが、実際の圧縮機１８の吸
入圧力制御信号Ｐｓとして、圧縮機１８の吸入圧力コン
トローラに送られる。The selected Ps is sent to the suction pressure controller of the compressor 18 as the actual suction pressure control signal Ps of the compressor 18.
【００３９】したがって、そのときの車両の運転状態と
空調装置からの要求との両方が勘案され、空調装置側の
動力制限の要否が判定されるとともに、動力制限下にあ
ってはその条件下における最適な圧縮機１８の運転制御
が行われることになる。Therefore, both the operating state of the vehicle at that time and the request from the air conditioner are taken into consideration, and it is determined whether or not the power limit on the air conditioner side is necessary. , The optimal operation control of the compressor 18 is performed.
【００４０】図５は、図２に示した実施例２に係る車両
用空調装置４１における制御を示している。図４に示し
た制御における蒸発器出口空気温度の代わりに凝縮器出
口空気温度を用いた演算を行うこと、かつ、摩擦ヒータ
の消費動力を考慮する必要がないこと以外、実質的に図
４に示した制御と同等の制御である。FIG. 5 shows control in the vehicle air conditioner 41 according to the second embodiment shown in FIG. 4 except that the calculation using the condenser outlet air temperature instead of the evaporator outlet air temperature in the control shown in FIG. 4 is performed and that it is not necessary to consider the power consumption of the friction heater. This control is equivalent to the control shown.
【００４１】また、図６は、図３に示した実施例３に係
る車両用空調装置５１における制御を示している。図４
に示した制御に比べ、電気ヒータ電圧ＢＨを、 ＢＨ＝ｆ（ＴＯｓ） によって演算すること、および、摩擦ヒータの代わりに
電気ヒータ動力Ｔｒｑ２を次式で推定演算すること以
外、実質的に図４に示した制御と同等の制御である。 Ｔｒｑ２＝η・ｆ（ＢＨ） ここで、ηは効率である。FIG. 6 shows the control in the vehicle air conditioner 51 according to the third embodiment shown in FIG. FIG.
4 except that the electric heater voltage BH is calculated by BH = f (TOs) and that the electric heater power Trq2 is estimated and calculated by the following equation in place of the friction heater. Is equivalent to the control shown in FIG. Trq2 = η · f (BH) where η is efficiency.
【００４２】図５は暖房、図６は冷房の場合の制御をそ
れぞれ示しているが、いずれの場合にも、図４に示した
制御と同様、そのときの車両の運転状態と空調装置から
の要求との両方が勘案され、空調装置側の動力制限の要
否が判定されるとともに、動力制限下にあってはその条
件下における最適な圧縮機１８の運転制御が行われるこ
とになる。FIG. 5 shows the control in the case of heating, and FIG. 6 shows the control in the case of cooling. In each case, as in the control shown in FIG. In consideration of both the request and the power requirement, it is determined whether or not the power limitation on the air conditioner side is necessary, and under the power limitation, the optimal operation control of the compressor 18 under the condition is performed.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
用空調装置によれば、車両の運転状態からの空調装置に
使用可能な動力の制限と、空調装置側の要求とが勘案さ
れ、たとえば圧縮機消費動力が小さく本来圧縮機容量を
ゼロとする必要の無い条件（低冷房熱負荷条件）で、不
必要に容量をゼロとすることがないので、安定した空気
温度制御が得られる。As described above, according to the vehicle air conditioner of the present invention, the limitation of the power that can be used for the air conditioner from the operating state of the vehicle and the requirements of the air conditioner are considered. For example, under the condition that the compressor power consumption is so small that the compressor capacity does not need to be reduced to zero (low cooling heat load condition), the capacity is not unnecessarily reduced to zero, so that stable air temperature control can be obtained.
【００４４】また、発生している圧縮機動力現在値を認
識できるので、ドライバーの運転状況（スロットル開
度、エンジン回転数）に応じて、制限すべき圧縮機動力
を最適設定でき、空調への悪影響（空気温度の不安定、
能力不足）を最低限に抑えることができる。Further, since the current value of the generated compressor power can be recognized, the compressor power to be limited can be optimally set in accordance with the driver's operating condition (throttle opening, engine speed), and the air conditioning for air conditioning can be set. Adverse effects (air temperature instability,
Capacity shortage) can be minimized.
【００４５】さらに、発生している圧縮機動力現在値を
認識できるので、最適なエンジン制御が可能となる。ま
た、低冷房熱負荷でのアイドル回転数上昇や、低速平地
運転時のエンジン回転数上昇が無い。Further, since the current value of the generated compressor power can be recognized, optimal engine control can be performed. In addition, there is no increase in idle speed under low cooling heat load and no increase in engine speed during low-speed flat-land operation.
【図１】本発明の実施例１に係る車両用空調装置の全体
構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２に係る車両用空調装置の全体
構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to Embodiment 2 of the present invention.
【図３】本発明の実施例３に係る車両用空調装置の全体
構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a third embodiment of the present invention.
【図４】図１に示した車両用空調装置の制御ブロック図
である。FIG. 4 is a control block diagram of the vehicle air conditioner shown in FIG.
【図５】図２に示した車両用空調装置の制御ブロック図
である。FIG. 5 is a control block diagram of the vehicle air conditioner shown in FIG. 2;
【図６】図３に示した車両用空調装置の制御ブロック図
である。FIG. 6 is a control block diagram of the vehicle air conditioner shown in FIG. 3;
【図７】可変容量圧縮機の特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of the variable displacement compressor.
１、４１、５１ 車両用空調装置 ２ 通風ダクト ３ 内外気切替ダンパ ４ 外気導入口 ６ 送風機 ７ 室内熱交換器としての蒸発器 ８ 温水ヒータ ９ エアミックスダンパアクチュエータ １０ エアミックスダンパ １７、４４ 冷媒回路 １８ 可変容量圧縮機 １９ 凝縮器 ２０ 受液器 ２１ 膨張弁 ２２ 圧力センサ ２３ エンジン ２４ クラッチ ２５ メインコントローラ ２６ ラジエタ ２７ 摩擦ヒータ ２８ 車内温度設定器 ２９ 送風機電圧コントローラ ３０ 蒸発器出口空気温度センサ ３１ 車室内温度センサ ３２ 日射センサ ３３ 外気温度センサ ３４ エンジンＥＣＵ ４２ 室内熱交換器としての凝縮器 ４３ 蒸発器 ４５ 凝縮器出口空気温度センサ ５２ 電気ヒータ ５３ オルタネータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 41, 51 Vehicle air conditioner 2 Ventilation duct 3 Inside / outside air switching damper 4 Outside air inlet 6 Blower 7 Evaporator as indoor heat exchanger 8 Hot water heater 9 Air mix damper actuator 10 Air mix damper 17, 44 Refrigerant circuit 18 Variable displacement compressor 19 Condenser 20 Liquid receiver 21 Expansion valve 22 Pressure sensor 23 Engine 24 Clutch 25 Main controller 26 Radiator 27 Friction heater 28 In-vehicle temperature setting device 29 Blower voltage controller 30 Evaporator outlet air temperature sensor 31 In-vehicle temperature sensor 32 Solar radiation sensor 33 Outside air temperature sensor 34 Engine ECU 42 Condenser 43 as indoor heat exchanger 43 Evaporator 45 Condenser outlet air temperature sensor 52 Electric heater 53 Alternator
フロントページの続き (72)発明者 亀井 聡 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株式 会社内 (72)発明者 木槫 秀行 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株式 会社内 (72)発明者 佐藤 憲一郎 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株式 会社内Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Kamei 20 Kotobukicho, Isesaki-shi, Gunma, Japan Sanden Co., Ltd. 20 Kotobukicho, Isesaki City, Gunma Prefecture Sanden Co., Ltd.
Claims (8)
風する送風機と、送風される空気を冷却または加熱する
室内熱交換器を有し、該室内熱交換器と冷媒配管により
接続され、室内熱交換器との間で循環される冷媒を圧縮
し、圧縮する冷媒の吐出量を変化させることのできる可
変容量圧縮機と、該可変容量の吐出量を操作する容量制
御手段を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルまたは／および
蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルを備えた車両用空調装
置において、前記圧縮機の運転中に発生する圧縮機動力
を推定する動力推定手段を備えたことを特徴とする車両
用空調装置。An air blower for blowing air and an indoor heat exchanger for cooling or heating the blown air are provided in a duct opening into the vehicle interior, and the indoor heat exchanger is connected to the indoor heat exchanger by refrigerant piping. Vapor compression having a variable displacement compressor capable of compressing the refrigerant circulated between the indoor heat exchanger and changing the discharge amount of the compressed refrigerant, and a displacement control means for controlling the discharge amount of the variable displacement A vehicle air conditioner provided with a refrigeration cycle type and / or a vapor compression type heat pump cycle, comprising a power estimating means for estimating compressor power generated during operation of the compressor. .
を検知または推定する送風量認識手段と、前記室内熱交
換器通過空気温度を検知または推定する室内熱交換器通
過空気温度認識手段と、前記可変容量圧縮機の吸入冷媒
圧力を検知または推定する吸入圧力認識手段と、前記可
変容量圧縮機の吐出冷媒圧力を検知または推定する吐出
圧力認識手段を有し、前記動力推定手段は、該送風量認
識手段と室内熱交換器通過空気温度認識手段と吸入圧力
認識手段と吐出圧力認識手段から得られる各認識値を参
照して前記圧縮機消費動力を推定することを特徴とす
る、請求項１の車両用空調装置。2. An air flow amount recognizing means for detecting or estimating a physical quantity having a correlation with an air flow amount of the blower, an indoor heat exchanger passing air temperature recognizing means for detecting or estimating the indoor heat exchanger passing air temperature, A suction pressure recognition unit for detecting or estimating a suction refrigerant pressure of the variable displacement compressor; and a discharge pressure recognition unit for detecting or estimating a discharge refrigerant pressure of the variable displacement compressor. 2. The compressor power consumption is estimated by referring to respective recognition values obtained from an air volume recognition unit, an air temperature passing through an indoor heat exchanger, a suction pressure recognition unit, and a discharge pressure recognition unit. Vehicle air conditioner.
量を検知または推定する吐出容量認識手段と、前記可変
容量圧縮機の吸入冷媒圧力を検知または推定する吸入圧
力認識手段と、前記可変容量圧縮機の吐出冷媒圧力を検
知または推定する吐出圧力認識手段を有し、前記動力推
定手段は、該吐出容量認識手段と吸入圧力認識手段と吐
出圧力認識手段から得られる各認識値を参照して前記圧
縮機消費動力を推定することを特徴とする、請求項１の
車両用空調装置。3. A discharge capacity recognizing means for detecting or estimating a physical quantity correlated with a discharge capacity of the compressor, a suction pressure recognizing means for detecting or estimating a suction refrigerant pressure of the variable capacity compressor, and the variable capacity. It has a discharge pressure recognition means for detecting or estimating the discharge refrigerant pressure of the compressor, and the power estimation means refers to each recognition value obtained from the discharge capacity recognition means, the suction pressure recognition means, and the discharge pressure recognition means. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the compressor power consumption is estimated.
機の動力推定値を電気信号に変換し、外部情報機器に出
力する動力推定値出力手段を有し、該動力推定値は車両
推進用原動機の制御装置に送信されることを特徴とす
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用空調装
置。4. A power estimation value output means for converting a power estimation value of the compressor estimated by the power estimation means into an electric signal and outputting the electric signal to an external information device, wherein the power estimation value is a vehicle propulsion prime mover. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the air conditioner is transmitted to the control device.
憶手段を有し、該情報記憶手段は、前記圧縮機が発生す
る動力の最大許容値としての動力制限値を記憶し、前記
容量制御手段は、該動力制限値と前記圧縮機の動力推定
値を比較し、該動力推定値が該動力制限値より低い場合
は、前記室内熱交換器能力設定手段により得られる室内
熱交換器能力目標値を参考に、可変容量圧縮機の吐出容
量操作による室内熱交換器能力制御を行い、該動力推定
値が該動力制限値と同等または高い場合は、可変容量圧
縮機の吐出容量操作により、該動力推定値が該動力制限
値を越えない様に動力制御を行うことを特徴とする、請
求項１ないし４のいずれかに記載の車両用空調装置。5. An indoor heat exchanger capacity setting means and information storage means, wherein the information storage means stores a power limit value as a maximum allowable value of power generated by the compressor, and said capacity control means. Compares the power limit value with the estimated power value of the compressor. If the estimated power value is lower than the power limit value, the indoor heat exchanger capacity target value obtained by the indoor heat exchanger capacity setting means. In reference to the above, the capacity of the indoor heat exchanger is controlled by controlling the discharge capacity of the variable displacement compressor, and when the estimated power value is equal to or higher than the power limit value, the power is controlled by controlling the discharge capacity of the variable displacement compressor. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein power control is performed so that the estimated value does not exceed the power limit value.
る調節量検出手段を備え、該出力調節量に応じて、前記
動力制限値を変化させることを特徴とする、請求項５の
車両用空調装置。6. The vehicle according to claim 5, further comprising adjustment amount detection means for detecting an output adjustment amount of the vehicle propulsion prime mover, wherein the power limit value is changed in accordance with the output adjustment amount. Air conditioner.
転数検出手段を備え、該回転数に応じて、前記動力制限
値を変化させることを特徴とする、請求項５の車両用空
調装置。7. The vehicle air conditioner according to claim 5, further comprising a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the vehicle propulsion prime mover, wherein the power limit value is changed according to the rotation speed. .
算装置を備え、前記動力推定値が前記動力制限値と同等
または高い場合は、該容量制御手段は、演算装置による
該動力推定値と該動力制限値の差分演算値を参照して、
前記可変容量圧縮機の容量制御を行うことを特徴とす
る、請求項５ないし７のいずれかに記載の車両用空調装
置。8. The capacity control means includes a calculation device capable of calculating a deviation, and when the power estimation value is equal to or higher than the power limit value, the capacity control means sets the power estimation value by the calculation device to With reference to the difference calculation value of the power limit value,
The vehicle air conditioner according to any one of claims 5 to 7, wherein displacement control of the variable displacement compressor is performed.
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|---|---|---|---|---|
| JP2003080935A (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Denso Corp | Freezing cycle device for vehicle, and control method thereof |
| CN114312233A (en) * | 2021-12-15 | 2022-04-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | Vehicle energy-saving air conditioner and energy-saving method |
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1999
- 1999-10-27 JP JP30515999A patent/JP3839627B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114312233A (en) * | 2021-12-15 | 2022-04-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | Vehicle energy-saving air conditioner and energy-saving method |
| CN114312233B (en) * | 2021-12-15 | 2023-09-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | Energy-saving air conditioner and energy-saving method for vehicle |
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