JP2002122077A - 車両空調用電動圧縮機の制御装置 - Google Patents

車両空調用電動圧縮機の制御装置

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JP2002122077A
JP2002122077A JP2000315263A JP2000315263A JP2002122077A JP 2002122077 A JP2002122077 A JP 2002122077A JP 2000315263 A JP2000315263 A JP 2000315263A JP 2000315263 A JP2000315263 A JP 2000315263A JP 2002122077 A JP2002122077 A JP 2002122077A
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JP
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compressor
control device
vehicle air
refrigerant liquid
air conditioning
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JP2000315263A
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Kota Kitamine
康多 北峯
Yuichi Tsumagari
祐市 津曲
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】空調フィーリングの低下を回避しつつ、圧縮機
内冷媒液貯留時の冷媒液圧縮衝撃の緩和が可能な車両空
調用電動圧縮機の制御装置を提供すること。 【解決手段】車両用空調装置の圧縮機中の冷媒液貯留を
検出し(103)、圧縮機内の冷媒液貯留量が所定値以
上であると推定される場合に圧縮機の起動時の回転速度
上昇率を低減し(104)、圧縮機内の冷媒液貯留量が
所定値未満であると推定される場合に圧縮機の起動時の
回転速度上昇率を増大する(105)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両空調用電動圧縮
機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の空調装置(冷凍サイクル装置)
を長時間放置する場合、圧縮機に液冷媒が貯留すること
が知られている。この原因は車両を長時間放置時に空調
装置中で圧縮機が最も低温になり、液冷媒は最も低温な
箇所に貯留するためである。
【0003】圧縮機に液冷媒が貯留すると、圧縮機起動
時に圧縮機は大きな衝撃を受ける。このため、従来の車
両空調装置の圧縮機は剛性を強化し、かつ、圧縮機構に
冷媒液を逃がす間隙を設けていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記剛
性強化は圧縮機重量の増大させ、冷媒液逃がし機構の追
加は圧縮機の効率低下をするという問題があった。
【0005】モータ駆動圧縮機を採用すれば、圧縮機起
動時の回転速度上昇を緩慢とすることにより、上記した
冷媒液圧縮による衝撃を緩和し、圧縮機重量増大や冷媒
液逃がし機構による効率低下といった問題を生じること
なく、冷媒液貯留状態の圧縮機を起動することができ
る。
【0006】しかしながら、このような圧縮機の緩慢起
動は、空調フィーリングが低下するという問題を生じ
た。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、空調フィーリングの低下を回避しつつ、圧縮機内
冷媒液貯留時の冷媒液圧縮衝撃の緩和が可能な車両空調
用電動圧縮機の制御装置を提供することをその目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の車両空調
用電動圧縮機の制御装置は、車両用空調装置の圧縮機中
の冷媒液貯留を検出する検出手段と、前記圧縮機を回転
速度上昇率可変に起動する圧縮機起動手段と、前記圧縮
機起動手段の回転速度上昇率を制御する制御手段とを備
え、前記制御手段が、前記冷媒液貯留検出手段からの検
出信号に基づいて、前記圧縮機内の冷媒液貯留量が所定
値以上であると推定される場合に前記圧縮機起動手段に
よる前記圧縮機の回転速度上昇率を低減し、前記圧縮機
内の冷媒液貯留量が所定値未満であると推定される場合
に前記圧縮機起動手段による前記圧縮機の回転速度上昇
率を増大することを特徴としている。
【0009】本構成によれば、検出手段により圧縮機内
に冷媒液が所定レベル以上貯留する可能性があると推定
される条件下での起動に際してのみ、圧縮機の回転速度
上昇率の緩慢化を行うので、冷媒液貯留の可能性がない
場合には、圧縮機の高速起動により良好な空調フィーリ
ングを実現でき、冷媒液貯留時には回転速度上昇率の緩
慢化により冷媒液圧縮を回避して、圧縮機重量の増大や
冷媒液逃がし機構による冷凍サイクル効率低下を実現す
ることができる。
【0010】請求項2記載の構成は請求項1記載の車両
空調用電動圧縮機の制御装置において更に、前記圧縮機
起動手段が電動機からなることを特徴としているので、
圧縮機の起動時の回転速度上昇率の変更を極めて簡単に
実現することができる。
【0011】請求項3記載の構成によれば請求項1記載
の車両空調用電動圧縮機の制御装置において更に、前記
圧縮機起動手段が電磁クラッチからなり、制御装置が前
記電磁クラッチを圧縮機起動時に前記電磁クラッチを間
欠的に接離させることを特徴としている。これにより、
圧縮機の回転速度上昇率の変更を極めて簡単に実現する
ことができる。
【0012】更に説明すれば、一例において、電磁クラ
ッチの電磁コイルへの通電電流をPWM制御により通電
デューティ比を制限し、電磁クラッチの接続力を弱め
る。これにより電磁クラッチは起動初期において半クラ
ッチ状態となり、圧縮機は緩慢に起動される。最終的に
通電デューティ比を100%とし、圧縮機とそれを駆動
するエンジンとを完全に連結する。なお起動途中に通電
デューティ比を徐々に増大することも可能である。もち
ろん、冷媒液貯留と予想されない場合には、電動機は圧
縮機を高速起動する。
【0013】他例において、圧縮機起動期間に、電磁ク
ラッチの電磁コイルへの通電を所定時間に制限する。す
ると、この通電期間中は圧縮機は所定回転数まで加速さ
れるがその後の通電停止により上記所定回転数から減少
する。これを繰り返すことにより圧縮機は平均して低速
で回転することになり、圧縮機内の冷媒液は外部に排出
される。その後、電磁クラッチの電磁コイルに連続通電
して電磁クラッチを完全に接続状態とする。もちろん、
冷媒液貯留と予想されない場合には、電磁クラッチの電
磁コイルへの通電電流平均増加率はより大きくされ、こ
れにより圧縮機を高速起動される。
【0014】請求項4記載の構成によれば請求項1記載
の車両空調用電動圧縮機の制御装置において更に、前記
検出手段が、前記車両用空調装置の冷媒温度又は冷媒圧
力又は外気温度からなることを特徴としている。
【0015】本構成によれば、車両空調装置に通常付属
する検出手段である冷媒温度検出手段や冷媒圧力検出手
段の出力信号に基づいて圧縮機内の冷媒液貯留の所定レ
ベル以上の有無を推定することができるので、制御機構
の複雑化を抑止しつつ請求項1記載の効果を実現するこ
とができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の車両空調用電動圧縮機の
制御装置の好適な態様を以下の実施例を参照して説明す
る。
【0017】
【実施例1】(構成)実施例1に用いる車両空調装置の
ブロック図を図1に示す。
【0018】1はシリンダボア中をピストンが往復動す
る往復動式圧縮機であり、2はコンデンサ、3は膨張
弁、4はエバポレータであり、周知の車両空調装置(冷
凍サイクル装置)を構成している。5は圧縮機1を駆動
する電動機であり、本発明でいう圧縮機起動手段を構成
している。6はエバポレータ4の温度を検出する温度セ
ンサであり、本発明でいう検出手段を構成している。7
はマイコン構成のコントローラであり、電動機回転制御
用のインバータを内蔵している。コントローラ7は、温
度センサ6から受信する冷媒温度に基づいて電動機5の
回転数を制御して、検出した冷媒温度をあらかじめ入力
されている目標温度に収束させるフィードバック制御を
行っている。上述の車両用空調装置の構成や制御自体は
もはや周知であり、詳細な説明は省略する。なお、温度
センサ6の代わりに冷媒圧力を検出する圧力センサを用
いてもよいことはもちろんである。また、これら温度セ
ンサや圧力センサはエバポレータ以外の冷媒回路の各部
に設けることができ、たとえば圧縮機1自体の温度や圧
力を検出してもよい。圧縮機1の温度を検出する場合、
好適には圧縮機1の温度が70℃以上の場合には急速起
動モードを採用し、70℃未満の場合には緩慢起動モー
ドを採用することができる。
【0019】(動作)コントローラ7により実施される
上記車両用空調装置の圧縮機起動動作制御を図2に示す
フローチャートを参照して以下に説明する。
【0020】まず、コントローラ7への圧縮機起動指令
(冷房開始命令)が入力されたかどうかを調べ(10
2)、入力されるまで待機する。圧縮機起動指令(冷房
開始命令)が入力されたら、温度センサ6からエバポレ
ータ温度を読みとり(103)、検出温度が所定値Tth
(たとえば ℃)未満であれば、圧縮機1を緩慢に起
動する起動パターン1で圧縮機1を起動し(104)、
そうでなければ、圧縮機1を急速に起動する起動パター
ン2で圧縮機1を起動する(105)。
【0021】なお、前回の圧縮機運転停止時点からの経
過時間が短いと、エバポレータ4の温度は低く、かつ、
圧縮機1内には冷媒液が貯留していないと推定できるの
で、前回の圧縮機停止時点以降の経過時間をカウントし
ておき、この経過時間が所定しきい値時間以内であれ
ば、エバポレータ4の温度が所定値Tth未満であって
も、起動パターン2で急速起動することが好ましい。
【0022】
【実施例2】他の実施例を図1、図2を参照して以下に
説明する。ただし、この実施例では、電動機5の電流を
検出する電流センサが装備されているものとする。
【0023】この実施例では、ステップ103にて、電
動機5の起動電流のピーク値が所定の電流しきい値以上
かどうかを検出し、所定値以上であれば緩慢起動モード
を採用し(104)、未満であれば高速起動モードを採
用する(105)。
【0024】すなわち、冷媒液圧縮起動時には電動機5
からみた圧縮機1の負荷トルクが大きくなり、電動機5
には大電流が流れるので、これに基づいて冷媒液圧縮の
有無を判別し、ただちに緩慢モードへ移行すればよい。
なお、外気温が高い場合には、起動電流が大きくなるの
で、外気温に応じて上記電流しきい値を変更してもよ
い。
【0025】
【実施例3】他の実施例を図2を参照して以下に説明す
る。ただし、この実施例では、コントローラ7は、前回
の圧縮機停止時点からの経過時間をカウントする低消費
電力のCMOSタイマを装備しているものとする。
【0026】この実施例では、ステップ103にて、上
記タイマから前回の圧縮機停止時点からの経過時間が所
定のしきい値以上かどうかを検出し、所定値以上であれ
ば緩慢起動モードを採用し(104)、未満であれば高
速起動モードを採用する(105)。
【0027】すなわち、圧縮機1への冷媒液貯留は長時
間の圧縮機休止(数時間以上)が必要となるので、圧縮
機1の長時間休止からの起動時のみ緩慢起動を行い、そ
れ以外は急速起動を採用する。これにより、過去の長時
間休止により圧縮機1内に冷媒液貯留が生じている場合
には車両用空調装置の現在温度が高くても緩慢起動を実
現することができる。
【0028】
【実施例4】他の実施例を図1を参照して以下に説明す
る。ただし、この実施例では、電動機5は電磁クラッチ
に変更される。この電磁クラッチはベルト駆動系を通じ
てエンジン動力を圧縮機1に伝達する機能を有してい
る。
【0029】緩慢起動モード(104)において電磁ク
ラッチ5の電磁コイルにPWM通電方式により所定通電
デューティ比での通電を行って圧縮機1を緩慢起動し、
急速起動モード(105)では電磁クラッチ5の電磁コ
イルに大ききな平均電流を通電して圧縮機1を急速にエ
ンジンに接続し、圧縮機1を急速起動し、電磁クラッチ
の磨耗を防ぐ。この実施例によれば、電動機1の回転速
度上昇率を変更する場合と同様の効果を奏することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の車両用空調装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】実施例1の車両用空調装置の起動制御動作を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
1 圧縮機 5 電動機(圧縮機起動手段) 6 温度センサ(検出手段) 7 コントローラ(制御手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用空調装置の圧縮機中の冷媒液貯留を
    検出する検出手段と、前記圧縮機を回転速度上昇率可変
    に起動する圧縮機起動手段と、前記圧縮機起動手段の回
    転速度上昇率を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記冷媒液貯留検出手段からの検出信
    号に基づいて、前記圧縮機内の冷媒液貯留量が所定値以
    上であると推定される場合に前記圧縮機起動手段による
    前記圧縮機の回転速度上昇率を低減し、前記圧縮機内の
    冷媒液貯留量が所定値未満であると推定される場合に前
    記圧縮機起動手段による前記圧縮機の回転速度上昇率を
    増大することを特徴とする車両空調用電動圧縮機の制御
    装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の車両空調用電動圧縮機の制
    御装置において、 前記圧縮機起動手段は電動機からなることを特徴とする
    車両空調用電動圧縮機の制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の車両空調用電動圧縮機の制
    御装置において、 前記圧縮機起動手段は電磁クラッチからなり、制御装置
    は前記電磁クラッチを圧縮機起動時に前記電磁クラッチ
    を間欠的に接離させることを特徴とする車両空調用電動
    圧縮機の制御装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の車両空調用電動圧縮機の制
    御装置において、 前記検出手段は、前記車両用空調装置の冷媒温度又は冷
    媒圧力又は外気温度からなることを特徴とする車両空調
    用電動圧縮機の制御装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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