JP2003120544A - 圧縮機制御装置 - Google Patents
圧縮機制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン停止による燃費向上効果を維持しつ
つ、モータ単独で駆動される時の圧縮機の作動効率を高
めて消費電力の低減を可能とする圧縮機制御装置を提供
する。 【解決手段】 冷凍サイクル装置２００内に含まれ冷媒
を圧縮する可変容量型の圧縮機１１０と、バッテリ１２
を電源として作動するモータ１２０と、エンジン１０お
よびモータ１２０の駆動力を選択して圧縮機１１０を作
動させると共にその吐出容量を制御する制御装置１３０
とを有し、エンジン１０が停止した場合に、モータ１２
０によって圧縮機１１０が選択作動される圧縮機制御装
置において、制御装置１３０は、モータ１２０によって
圧縮機１１０を作動させる際に、可変可能な範囲におい
て圧縮機１１０の吐出容量を冷凍サイクル装置２００の
作動に必要とされる吐出容量よりも大きくして、ＯＮ−
ＯＦＦ作動させる。
つ、モータ単独で駆動される時の圧縮機の作動効率を高
めて消費電力の低減を可能とする圧縮機制御装置を提供
する。 【解決手段】 冷凍サイクル装置２００内に含まれ冷媒
を圧縮する可変容量型の圧縮機１１０と、バッテリ１２
を電源として作動するモータ１２０と、エンジン１０お
よびモータ１２０の駆動力を選択して圧縮機１１０を作
動させると共にその吐出容量を制御する制御装置１３０
とを有し、エンジン１０が停止した場合に、モータ１２
０によって圧縮機１１０が選択作動される圧縮機制御装
置において、制御装置１３０は、モータ１２０によって
圧縮機１１０を作動させる際に、可変可能な範囲におい
て圧縮機１１０の吐出容量を冷凍サイクル装置２００の
作動に必要とされる吐出容量よりも大きくして、ＯＮ−
ＯＦＦ作動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、停車時にエンジン
が停止される、いわゆるアイドルストップ車両の空調装
置または冷凍サイクル装置に用いて好適な圧縮機制御装
置に関するものである。
が停止される、いわゆるアイドルストップ車両の空調装
置または冷凍サイクル装置に用いて好適な圧縮機制御装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧縮機制御装置（ハイブリッドコ
ンプレッサ装置）は、例えば、特開２０００−２２９５
１６号公報のように、エンジンあるいはモータによって
選択的に圧縮機が作動され、冷凍サイクル装置を作動さ
せるものが知られている。
ンプレッサ装置）は、例えば、特開２０００−２２９５
１６号公報のように、エンジンあるいはモータによって
選択的に圧縮機が作動され、冷凍サイクル装置を作動さ
せるものが知られている。
【０００３】この圧縮機制御装置は、エンジンが作動し
ている時は、電磁クラッチを介して（電磁クラッチをＯ
Ｎにして）圧縮機が作動され、また、エンジン停止時に
は、電磁クラッチがＯＦＦされバッテリを電源とするモ
ータによって圧縮機が作動されるものである。
ている時は、電磁クラッチを介して（電磁クラッチをＯ
Ｎにして）圧縮機が作動され、また、エンジン停止時に
は、電磁クラッチがＯＦＦされバッテリを電源とするモ
ータによって圧縮機が作動されるものである。
【０００４】モータによって圧縮機を作動させる場合に
は多量の電力を消費するため、必要最小限の作動に留め
るのが好ましいという考えから、ここでは以下のような
制御を行なっている。即ち、圧縮機は斜板式可変容量の
ものとしており、まずエンジンが停止されると予知され
た時点で圧縮機の吐出容量が所定値以上であれば、電磁
クラッチのＯＦＦを遅らせて、更に吐出容量を大きくし
てエンジンの駆動力で圧縮機を継続作動させ、冷房温度
を下げるようにしている。次に、吐出容量を減少させ、
圧縮機をエンジンと共にモータで作動させる。その後
に、電磁クラッチをＯＦＦ、エンジンを停止させ、モー
タ単独で圧縮機を作動させるようにしている。この時、
吐出容量は必要冷房能力に応じて可変される。
は多量の電力を消費するため、必要最小限の作動に留め
るのが好ましいという考えから、ここでは以下のような
制御を行なっている。即ち、圧縮機は斜板式可変容量の
ものとしており、まずエンジンが停止されると予知され
た時点で圧縮機の吐出容量が所定値以上であれば、電磁
クラッチのＯＦＦを遅らせて、更に吐出容量を大きくし
てエンジンの駆動力で圧縮機を継続作動させ、冷房温度
を下げるようにしている。次に、吐出容量を減少させ、
圧縮機をエンジンと共にモータで作動させる。その後
に、電磁クラッチをＯＦＦ、エンジンを停止させ、モー
タ単独で圧縮機を作動させるようにしている。この時、
吐出容量は必要冷房能力に応じて可変される。
【０００５】これにより、モータ起動時の消費電力を低
減し、また、エンジンの継続作動により予めエンジン停
止後の蓄冷がなされ、エンジン停止時におけるモータの
消費電力を低減している。更には、圧縮機の吐出容量を
冷凍サイクル装置の必要冷房能力に合せて可変すること
でモータの消費電力を低減するようにしている。
減し、また、エンジンの継続作動により予めエンジン停
止後の蓄冷がなされ、エンジン停止時におけるモータの
消費電力を低減している。更には、圧縮機の吐出容量を
冷凍サイクル装置の必要冷房能力に合せて可変すること
でモータの消費電力を低減するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン停止後の蓄冷を行なうためにエンジンの停止を遅らせ
るようにしているので、エンジンの作動時間が延びて本
来の燃費低減の効果が薄れる。
ン停止後の蓄冷を行なうためにエンジンの停止を遅らせ
るようにしているので、エンジンの作動時間が延びて本
来の燃費低減の効果が薄れる。
【０００７】また、必要冷房能力が低くなり吐出容量を
低下させる場合、それに伴なう圧縮機の効率は低下する
ので、必要冷房能力に比例して圧縮機の消費動力を下げ
ることができず、モータにとっては余分な電力を消費す
ることになる。
低下させる場合、それに伴なう圧縮機の効率は低下する
ので、必要冷房能力に比例して圧縮機の消費動力を下げ
ることができず、モータにとっては余分な電力を消費す
ることになる。
【０００８】即ち、必要冷房能力Ｑは吐出容量Ｖに比例
するものであって、一般に可変容量型の圧縮機において
は、吐出容量Ｖを低下させるに従って、必要とされる消
費動力Ｌに対する圧縮機の各種損失（圧縮時の漏れ損
失、軸受けやシール部での機械損失等）の影響割合が増
加し、図６に示すように、コンプレッサ効率ηｃが低下
する。
するものであって、一般に可変容量型の圧縮機において
は、吐出容量Ｖを低下させるに従って、必要とされる消
費動力Ｌに対する圧縮機の各種損失（圧縮時の漏れ損
失、軸受けやシール部での機械損失等）の影響割合が増
加し、図６に示すように、コンプレッサ効率ηｃが低下
する。
【０００９】一方、冷凍サイクル装置における実際の成
績係数（実ＣＯＰ）は、数式１のように示されるもので
あって、これより、圧縮機の消費動力Ｌは数式２のよう
に示される。
績係数（実ＣＯＰ）は、数式１のように示されるもので
あって、これより、圧縮機の消費動力Ｌは数式２のよう
に示される。
【００１０】（数式１）
実ＣＯＰ＝Ｑ／Ｌ＝ηｃ・理論ＣＯＰ
（数式２）
Ｌ＝Ｑ／（ηｃ・理論ＣＯＰ）
ただし理論ＣＯＰは、冷凍サイクル装置における理論上
の成績係数である。
の成績係数である。
【００１１】数式２からわかるように、必要冷房能力Ｑ
と消費動力Ｌはコンプレッサ効率ηｃの低下により比例
関係にはならない。例えば、必要冷房能力Ｑが１／２に
なっても（吐出容量Ｖも１／２となる）、その分圧縮効
率ηｃが悪化することによって消費動力Ｌは１／２とは
ならず、それよりも大きい値となり、その分モータにと
って余分な電力を消費することになる訳である。
と消費動力Ｌはコンプレッサ効率ηｃの低下により比例
関係にはならない。例えば、必要冷房能力Ｑが１／２に
なっても（吐出容量Ｖも１／２となる）、その分圧縮効
率ηｃが悪化することによって消費動力Ｌは１／２とは
ならず、それよりも大きい値となり、その分モータにと
って余分な電力を消費することになる訳である。
【００１２】本発明の目的は、上記問題に鑑み、エンジ
ン停止による燃費向上効果を維持しつつ、モータ単独で
駆動される時の圧縮機の作動効率を高めて消費電力の低
減を可能とする圧縮機制御装置を提供することにある。
ン停止による燃費向上効果を維持しつつ、モータ単独で
駆動される時の圧縮機の作動効率を高めて消費電力の低
減を可能とする圧縮機制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１４】請求項１に記載の発明では、走行中に一時
停車した時に、エンジン（１０）が停止される車両に適
用されるものであって、冷凍サイクル装置（２００）内
に含まれ、冷媒を圧縮する可変容量型の圧縮機（１１
０）と、バッテリ（１２）を電源として作動するモータ
（１２０）と、エンジン（１０）およびモータ（１２
０）の駆動力を選択して圧縮機（１１０）を作動させる
と共に、その吐出容量を制御する制御装置（１３０）と
を有し、エンジン（１０）が停止した場合に、圧縮機
（１１０）を作動させるために、制御装置（１３０）に
よってモータ（１２０）が選択作動される圧縮機制御装
置において、制御装置（１３０）は、モータ（１２０）
によって圧縮機（１１０）を作動させる際に、可変可能
な範囲において圧縮機（１１０）の吐出容量を冷凍サイ
クル装置（２００）の作動に必要とされる吐出容量より
も大きくして、ＯＮ−ＯＦＦ作動させるようにしたこと
を特徴としている。
停車した時に、エンジン（１０）が停止される車両に適
用されるものであって、冷凍サイクル装置（２００）内
に含まれ、冷媒を圧縮する可変容量型の圧縮機（１１
０）と、バッテリ（１２）を電源として作動するモータ
（１２０）と、エンジン（１０）およびモータ（１２
０）の駆動力を選択して圧縮機（１１０）を作動させる
と共に、その吐出容量を制御する制御装置（１３０）と
を有し、エンジン（１０）が停止した場合に、圧縮機
（１１０）を作動させるために、制御装置（１３０）に
よってモータ（１２０）が選択作動される圧縮機制御装
置において、制御装置（１３０）は、モータ（１２０）
によって圧縮機（１１０）を作動させる際に、可変可能
な範囲において圧縮機（１１０）の吐出容量を冷凍サイ
クル装置（２００）の作動に必要とされる吐出容量より
も大きくして、ＯＮ−ＯＦＦ作動させるようにしたこと
を特徴としている。
【００１５】これにより、エンジン（１０）停止時に
は、モータ（１２０）単独で圧縮機（１１０）を作動さ
せるので、本来のアイドルストップが確実になされ、燃
費向上効果を維持できる。
は、モータ（１２０）単独で圧縮機（１１０）を作動さ
せるので、本来のアイドルストップが確実になされ、燃
費向上効果を維持できる。
【００１６】そして、必要冷房能力が低い場合におい
て、コンプレッサ効率（ηｃ）を低下させずに圧縮機
（１１０）を作動させることができ、モータ（１２０）
の消費電力を低減することができる。この時、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ作動により余分な作動時間を無くすので、トータル
の消費電力を低減することができる。
て、コンプレッサ効率（ηｃ）を低下させずに圧縮機
（１１０）を作動させることができ、モータ（１２０）
の消費電力を低減することができる。この時、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ作動により余分な作動時間を無くすので、トータル
の消費電力を低減することができる。
【００１７】請求項２に記載の発明では、モータ（１２
０）のＯＮ−ＯＦＦ作動は、冷凍サイクル装置（２０
０）内に含まれる蒸発器（２３０）、蒸発器（２３０）
で冷却された空気が車両の車室内に吹出す吹出し口、車
室内、車両外部のいずれかの温度に基づいて行われるよ
うにしたことを特徴としている。
０）のＯＮ−ＯＦＦ作動は、冷凍サイクル装置（２０
０）内に含まれる蒸発器（２３０）、蒸発器（２３０）
で冷却された空気が車両の車室内に吹出す吹出し口、車
室内、車両外部のいずれかの温度に基づいて行われるよ
うにしたことを特徴としている。
【００１８】これにより、通常冷凍サイクル装置（２０
０）に設定される温度検出部位の温度信号を流用して容
易にＯＮ−ＯＦＦの制御対応が可能となる。この時、最
小限必要な冷房能力を維持してエンジン（１０）停止時
の冷房をまかなうことができ、モータ（１２０）の消費
電力を低減できる。
０）に設定される温度検出部位の温度信号を流用して容
易にＯＮ−ＯＦＦの制御対応が可能となる。この時、最
小限必要な冷房能力を維持してエンジン（１０）停止時
の冷房をまかなうことができ、モータ（１２０）の消費
電力を低減できる。
【００１９】請求項３に記載の発明では、制御装置（１
３０）は、エンジン（１０）によって圧縮機（１１０）
が作動されている時には、圧縮機（１１０）の吐出容量
を冷凍サイクル装置（２００）の作動に必要とされる吐
出容量に見合うように可変することを特徴としている。
３０）は、エンジン（１０）によって圧縮機（１１０）
が作動されている時には、圧縮機（１１０）の吐出容量
を冷凍サイクル装置（２００）の作動に必要とされる吐
出容量に見合うように可変することを特徴としている。
【００２０】これにより、車両走行時において、吐出容
量可変時のショックを無くしてドライブフィーリングを
良好に保つという本来の可変容量型の圧縮機（１１０）
のメリットを活かすことができる。即ち、車両走行時に
おいてはエンジン（１０）によって圧縮機（１１０）は
作動され、モータ（１２０）との関わりはなくなるため
消費電力の心配をする必要がなくなる。一般に、エンジ
ン（１０）から圧縮機（１１０）に駆動力が伝達される
時の伝達効率は非常に高く、圧縮機（１１０）単独のコ
ンプレッサ効率（ηｃ）を考慮するよりも、可変容量型
圧縮機としての本来のメリットを活かす方が得策となる
訳である。
量可変時のショックを無くしてドライブフィーリングを
良好に保つという本来の可変容量型の圧縮機（１１０）
のメリットを活かすことができる。即ち、車両走行時に
おいてはエンジン（１０）によって圧縮機（１１０）は
作動され、モータ（１２０）との関わりはなくなるため
消費電力の心配をする必要がなくなる。一般に、エンジ
ン（１０）から圧縮機（１１０）に駆動力が伝達される
時の伝達効率は非常に高く、圧縮機（１１０）単独のコ
ンプレッサ効率（ηｃ）を考慮するよりも、可変容量型
圧縮機としての本来のメリットを活かす方が得策となる
訳である。
【００２１】尚、請求項４に記載の発明のように、圧縮
機（１１０）は、モータ（１２０）と一体的に形成さ
れ、エンジン（１０）あるいはモータ（１２０）を選択
的に駆動源として作動するハイブリッドコンプレッサ
（１０１）として用いるのが好適である。
機（１１０）は、モータ（１２０）と一体的に形成さ
れ、エンジン（１０）あるいはモータ（１２０）を選択
的に駆動源として作動するハイブリッドコンプレッサ
（１０１）として用いるのが好適である。
【００２２】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図１〜図４に示し、まず、具体的な構成につい
て図１を用いて説明する。
施形態を図１〜図４に示し、まず、具体的な構成につい
て図１を用いて説明する。
【００２４】ここでは圧縮機として、圧縮機１１０とモ
ータ１２０とが一体的に形成されたハイブリッドコンプ
レッサ１０１としており、圧縮機制御装置１００は、こ
のハイブリッドコンプレッサ１０１と制御装置１３０と
から成る。このうち圧縮機１１０は、車両用空調装置の
冷凍サイクル装置２００内に配設されるようにしてい
る。
ータ１２０とが一体的に形成されたハイブリッドコンプ
レッサ１０１としており、圧縮機制御装置１００は、こ
のハイブリッドコンプレッサ１０１と制御装置１３０と
から成る。このうち圧縮機１１０は、車両用空調装置の
冷凍サイクル装置２００内に配設されるようにしてい
る。
【００２５】ここで対象となる車両は、信号待ち等で走
行中一時停車した時にエンジン１０が停止される、いわ
ゆるアイドルストップ車両としている。冷凍サイクル装
置２００が作動している場合、車両走行中はエンジン１
０を駆動源としてベルト１１を介して圧縮機１１０が作
動され、また、停車時にエンジン１０が停止されると、
バッテリ１２を電源として作動するモータ１２０を駆動
源として圧縮機１１０が作動される。
行中一時停車した時にエンジン１０が停止される、いわ
ゆるアイドルストップ車両としている。冷凍サイクル装
置２００が作動している場合、車両走行中はエンジン１
０を駆動源としてベルト１１を介して圧縮機１１０が作
動され、また、停車時にエンジン１０が停止されると、
バッテリ１２を電源として作動するモータ１２０を駆動
源として圧縮機１１０が作動される。
【００２６】上記冷凍サイクル装置２００は、周知の冷
凍サイクルを形成するものであり、冷凍サイクル内の冷
媒を高温高圧に圧縮する上記圧縮機１１０が配設され、
以降、圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器２１０、液
化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁２２０、膨張した
冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により送風機２３１から
送風される空気を冷却する蒸発器２３０が冷媒配管２４
０によって順次接続されている。
凍サイクルを形成するものであり、冷凍サイクル内の冷
媒を高温高圧に圧縮する上記圧縮機１１０が配設され、
以降、圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器２１０、液
化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁２２０、膨張した
冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により送風機２３１から
送風される空気を冷却する蒸発器２３０が冷媒配管２４
０によって順次接続されている。
【００２７】更に、蒸発器２３０の空気流れ下流側に
は、冷却された空気温度（以下、蒸発器温度）を検出す
るための温度検出手段としての温度センサ２３２が設け
られている。ここでは、後述するモータ１２０のＯＮ−
ＯＦＦ作動制御時の判定値としてこの蒸発器温度を用い
るようにしている。尚、この判定値として、この他に蒸
発器２３０で冷却された空気が車両の車室内に吹出す吹
出し口や車室内や車両外部等の温度を用いるようにして
も良い。
は、冷却された空気温度（以下、蒸発器温度）を検出す
るための温度検出手段としての温度センサ２３２が設け
られている。ここでは、後述するモータ１２０のＯＮ−
ＯＦＦ作動制御時の判定値としてこの蒸発器温度を用い
るようにしている。尚、この判定値として、この他に蒸
発器２３０で冷却された空気が車両の車室内に吹出す吹
出し口や車室内や車両外部等の温度を用いるようにして
も良い。
【００２８】次に、ハイブリッドコンプレッサ１０１に
ついて説明する。圧縮機１１０は、吐出量として、１回
転当りの吐出容量が制御装置１３０によって可変される
ものであり、ここでは周知の斜板式可変容量圧縮機とし
ている。また、圧縮機１１０には、図示しない制御弁が
設けられており、この制御弁の弁開度を可変することに
よって、圧縮機１１０内に設けられた斜板の傾斜角度を
変化させて吐出容量を可変するようにしている。具体的
には、斜板の傾斜角度を小さくすることで圧縮室内部の
ピストンのストロークを小さくして吐出容量を減少させ
る。逆に、斜板の傾斜角度を大きくすることで圧縮室内
部のピストンのストロークを大きくして吐出容量を増大
させる。尚、この斜板は、圧縮機１１０が非作動時には
バネ部材によって傾斜角度が最小（吐出容量としてはほ
ぼゼロ）に成るように付勢されている。
ついて説明する。圧縮機１１０は、吐出量として、１回
転当りの吐出容量が制御装置１３０によって可変される
ものであり、ここでは周知の斜板式可変容量圧縮機とし
ている。また、圧縮機１１０には、図示しない制御弁が
設けられており、この制御弁の弁開度を可変することに
よって、圧縮機１１０内に設けられた斜板の傾斜角度を
変化させて吐出容量を可変するようにしている。具体的
には、斜板の傾斜角度を小さくすることで圧縮室内部の
ピストンのストロークを小さくして吐出容量を減少させ
る。逆に、斜板の傾斜角度を大きくすることで圧縮室内
部のピストンのストロークを大きくして吐出容量を増大
させる。尚、この斜板は、圧縮機１１０が非作動時には
バネ部材によって傾斜角度が最小（吐出容量としてはほ
ぼゼロ）に成るように付勢されている。
【００２９】モータ１２０は、バッテリ１２から電源供
給されて回転作動するものであり、シャフト１１１の一
方は上記した圧縮機１１０に連結されている。またシャ
フト１１１の他方（外方側）にはワンウェイクラッチ１
２２を介してプーリー１２１が設けられ、ベルト１１に
よってエンジン１０と連結されている。
給されて回転作動するものであり、シャフト１１１の一
方は上記した圧縮機１１０に連結されている。またシャ
フト１１１の他方（外方側）にはワンウェイクラッチ１
２２を介してプーリー１２１が設けられ、ベルト１１に
よってエンジン１０と連結されている。
【００３０】エンジン１０回転時には、ワンウェイクラ
ッチ１２２によってプーリー１２１とシャフト１１１と
が接続され、エンジン１０の駆動力がシャフト１１１に
伝達され、圧縮機１１０が作動される。また、エンジン
１０停止時には、モータ１２０がエンジン１０と同一の
回転方向に作動することでワンウェイクラッチ１２２が
外れて、プーリー１２１の影響を受けずに圧縮機１１０
を作動させるようにしている。
ッチ１２２によってプーリー１２１とシャフト１１１と
が接続され、エンジン１０の駆動力がシャフト１１１に
伝達され、圧縮機１１０が作動される。また、エンジン
１０停止時には、モータ１２０がエンジン１０と同一の
回転方向に作動することでワンウェイクラッチ１２２が
外れて、プーリー１２１の影響を受けずに圧縮機１１０
を作動させるようにしている。
【００３１】制御装置１３０は、上記したハイブリッド
コンプレッサ１０１の作動を制御するものであり、図示
しないエンジン制御装置からの車速、エンジン回転数、
アイドルストップの判定信号、また、乗員によって入力
されるＡ／Ｃ要求信号、更に、環境条件としての設定温
度、上記した温度センサ２３２からの蒸発器温度、内気
温度、外気温度信号等が入力される。
コンプレッサ１０１の作動を制御するものであり、図示
しないエンジン制御装置からの車速、エンジン回転数、
アイドルストップの判定信号、また、乗員によって入力
されるＡ／Ｃ要求信号、更に、環境条件としての設定温
度、上記した温度センサ２３２からの蒸発器温度、内気
温度、外気温度信号等が入力される。
【００３２】また、制御装置１３０内には、図２に示す
ように、冷凍サイクル装置２００に必要とされる冷房能
力（熱負荷）に対する圧縮機１１０の吐出容量の制御特
性が予め記憶されるようにしており、主に上記各種温度
信号から演算される必要冷房能力に対応する吐出容量を
決定するようにしている。そして、上記した制御弁の弁
開度調整、圧縮機１１０内の斜板の傾斜角度調整により
この決定された吐出容量が得られるようにしている。
ように、冷凍サイクル装置２００に必要とされる冷房能
力（熱負荷）に対する圧縮機１１０の吐出容量の制御特
性が予め記憶されるようにしており、主に上記各種温度
信号から演算される必要冷房能力に対応する吐出容量を
決定するようにしている。そして、上記した制御弁の弁
開度調整、圧縮機１１０内の斜板の傾斜角度調整により
この決定された吐出容量が得られるようにしている。
【００３３】この制御特性における基本的な設定は、当
然のことながら必要冷房能力が小さくなるにつれて吐出
容量も小さくなるものとしている。例えば、冷凍サイク
ル装置２００作動後に車室内が順次冷却されていけば、
吐出容量は少なくしていけば良く、あるいは一年を通し
て夏季に対して春、秋、冬季のように外気温度が低下し
ていけば、吐出容量は少なくて済むという意味である。
然のことながら必要冷房能力が小さくなるにつれて吐出
容量も小さくなるものとしている。例えば、冷凍サイク
ル装置２００作動後に車室内が順次冷却されていけば、
吐出容量は少なくしていけば良く、あるいは一年を通し
て夏季に対して春、秋、冬季のように外気温度が低下し
ていけば、吐出容量は少なくて済むという意味である。
【００３４】そして、エンジン１０で圧縮機１１０を作
動させる場合は、図２中の実線で示すように、上記基本
設定のパターンに合致するように、必要冷房能力が小さ
くなるにつれて吐出容量も小さくなるようにしている。
しかしながら、モータ１２０で圧縮機１１０を作動させ
る場合は、主に必要冷房能力が低い領域において、図２
中の破線で示すように、必要冷房能力に対応する吐出容
量（上記実線で示した制御特性）よりも大きな吐出容量
となるように設定している。
動させる場合は、図２中の実線で示すように、上記基本
設定のパターンに合致するように、必要冷房能力が小さ
くなるにつれて吐出容量も小さくなるようにしている。
しかしながら、モータ１２０で圧縮機１１０を作動させ
る場合は、主に必要冷房能力が低い領域において、図２
中の破線で示すように、必要冷房能力に対応する吐出容
量（上記実線で示した制御特性）よりも大きな吐出容量
となるように設定している。
【００３５】因みに、この時の吐出容量の決定において
は、その吐出容量で作動する時の圧縮機１１０のコンプ
レッサ効率ηｃに加えて、モータ１２０のモータ効率η
ｍも考慮するのが良い。即ち、両効率の積＝ηｃ・ηｍ
の値が、取り得る吐出容量値の中でできるだけ大きくな
るように吐出容量を決定するのが良い。
は、その吐出容量で作動する時の圧縮機１１０のコンプ
レッサ効率ηｃに加えて、モータ１２０のモータ効率η
ｍも考慮するのが良い。即ち、両効率の積＝ηｃ・ηｍ
の値が、取り得る吐出容量値の中でできるだけ大きくな
るように吐出容量を決定するのが良い。
【００３６】尚、モータ１２０はアイドリング時のみの
冷房機能を補完するためのものであることを考慮し、多
少の冷房性能の悪化を許容して過度に大型のモータとな
るのを避けるために、圧縮機１１０がモータ１２０によ
って駆動される場合の最大吐出容量Ｖｍが、エンジン１
０によって駆動される場合の最大吐出容量Ｖｅよりも小
さく（例えば略半分程度）なるようなモータ容量の設定
をする場合が考えられる。そのような場合には、図３に
示すように、モータ１２０によって可変可能となる範囲
（Ｖｍの範囲）で、主に必要冷房能力が低い領域におい
て、必要冷房能力に対する吐出容量（実線で示した制御
特性）よりも大きな吐出容量となるようにしても良い。
即ち、実線で示されるエンジン１０駆動時の吐出容量が
モータ１２０によって駆動される時の最大吐出容量Ｖｍ
を下回る領域において、モータ１２０によって駆動され
る時の吐出容量を、図３中の一点鎖線（ア）のようにし
たり、またはモータ１２０によって駆動される時の最大
吐出容量Ｖｍそのままの値にすれば良い。
冷房機能を補完するためのものであることを考慮し、多
少の冷房性能の悪化を許容して過度に大型のモータとな
るのを避けるために、圧縮機１１０がモータ１２０によ
って駆動される場合の最大吐出容量Ｖｍが、エンジン１
０によって駆動される場合の最大吐出容量Ｖｅよりも小
さく（例えば略半分程度）なるようなモータ容量の設定
をする場合が考えられる。そのような場合には、図３に
示すように、モータ１２０によって可変可能となる範囲
（Ｖｍの範囲）で、主に必要冷房能力が低い領域におい
て、必要冷房能力に対する吐出容量（実線で示した制御
特性）よりも大きな吐出容量となるようにしても良い。
即ち、実線で示されるエンジン１０駆動時の吐出容量が
モータ１２０によって駆動される時の最大吐出容量Ｖｍ
を下回る領域において、モータ１２０によって駆動され
る時の吐出容量を、図３中の一点鎖線（ア）のようにし
たり、またはモータ１２０によって駆動される時の最大
吐出容量Ｖｍそのままの値にすれば良い。
【００３７】そして、制御装置１３０は、モータ１２０
を作動させる際には、温度センサ２３２から得られる蒸
発器温度に基づいてＯＮ−ＯＦＦするようにしている。
このＯＮ−ＯＦＦについては、予め蒸発器温度に対して
冷房温度として許容しうる上限値Ｔｅ１、下限値Ｔｅ２
を設けておき、蒸発器温度が上限値Ｔｅ１を上回る時に
モータ１２０をＯＮさせ、下限値Ｔｅ２を下回る時にモ
ータ１２０をＯＦＦさせるようにしている。
を作動させる際には、温度センサ２３２から得られる蒸
発器温度に基づいてＯＮ−ＯＦＦするようにしている。
このＯＮ−ＯＦＦについては、予め蒸発器温度に対して
冷房温度として許容しうる上限値Ｔｅ１、下限値Ｔｅ２
を設けておき、蒸発器温度が上限値Ｔｅ１を上回る時に
モータ１２０をＯＮさせ、下限値Ｔｅ２を下回る時にモ
ータ１２０をＯＦＦさせるようにしている。
【００３８】次に、上記構成に基づく作動について説明
する。基本の作動として、車両走行時でＡ／Ｃを作動さ
せている場合には、エンジン１０の駆動力を受けてハイ
ブリッドコンプレッサ１０１の圧縮機１１０が作動され
る。この時、制御装置１３０によって圧縮機１１０の制
御弁の弁開度が制御され、必要冷房能力に見合う吐出容
量（図２中の実線）に調整され、冷凍サイクル装置２０
０内の冷媒を圧縮する。また、例えば蒸発器２３０での
蒸発器温度が予め定めた判定温度（ここでは下限値Ｔｅ
２）以下になった場合、あるいは車両走行時でＡ／Ｃを
作動させていない場合には、圧縮機１１０の吐出容量を
最小（吐出容量がほぼゼロ）にして、低負荷状態（ほぼ
空回り状態）とすることでエンジン１０に負荷をかけな
いようにする。
する。基本の作動として、車両走行時でＡ／Ｃを作動さ
せている場合には、エンジン１０の駆動力を受けてハイ
ブリッドコンプレッサ１０１の圧縮機１１０が作動され
る。この時、制御装置１３０によって圧縮機１１０の制
御弁の弁開度が制御され、必要冷房能力に見合う吐出容
量（図２中の実線）に調整され、冷凍サイクル装置２０
０内の冷媒を圧縮する。また、例えば蒸発器２３０での
蒸発器温度が予め定めた判定温度（ここでは下限値Ｔｅ
２）以下になった場合、あるいは車両走行時でＡ／Ｃを
作動させていない場合には、圧縮機１１０の吐出容量を
最小（吐出容量がほぼゼロ）にして、低負荷状態（ほぼ
空回り状態）とすることでエンジン１０に負荷をかけな
いようにする。
【００３９】本実施形態においては、車両停車時の制御
に特徴を持たせており、以下、図４に示すタイムチャー
トを用いてその詳細を説明する。まず、モータ１２０は
停止状態としており、Ａ／Ｃ要求信号よりＡ／Ｃの要求
がありと判定され、車速信号より車両が停車状態とな
り、エンジン回転数信号、アイドルストップ判定信号よ
りエンジン１０が停止状態と判定されると、モータ１２
０を駆動源として圧縮機１１０を作動させる。
に特徴を持たせており、以下、図４に示すタイムチャー
トを用いてその詳細を説明する。まず、モータ１２０は
停止状態としており、Ａ／Ｃ要求信号よりＡ／Ｃの要求
がありと判定され、車速信号より車両が停車状態とな
り、エンジン回転数信号、アイドルストップ判定信号よ
りエンジン１０が停止状態と判定されると、モータ１２
０を駆動源として圧縮機１１０を作動させる。
【００４０】モータ１２０を作動（ＯＮ）させるタイミ
ングとしては、エンジン１０停止後、蒸発器温度が上限
値Ｔｅ１を上回る時点で行なう。この時、圧縮機１１０
内部の斜板は、内部のバネ部材の付勢力によって吐出容
量がほぼゼロの状態から、図２中の破線で示された吐出
容量になるように傾斜角度が可変されて、圧縮機１１０
は作動される。特に、車室内が充分に冷却された後や
春、秋、冬季においては必要冷房能力が比較的低くな
り、この場合においては必要冷房能力に対応する吐出容
量よりも大きな吐出容量として作動される。そして、蒸
発器温度が下限値Ｔｅ２を下回った時にモータ１２０は
停止（ＯＦＦ）され、合せて圧縮機１１０も停止され
る。以下、エンジン１０が停止されている間は、上記の
ＯＮ−ＯＦＦが繰り返される。尚、モータ１２０がＯＮ
する時は上記説明のように吐出容量はほぼゼロの状態か
ら立ち上がるので過剰な起動電流が発生することがな
い。
ングとしては、エンジン１０停止後、蒸発器温度が上限
値Ｔｅ１を上回る時点で行なう。この時、圧縮機１１０
内部の斜板は、内部のバネ部材の付勢力によって吐出容
量がほぼゼロの状態から、図２中の破線で示された吐出
容量になるように傾斜角度が可変されて、圧縮機１１０
は作動される。特に、車室内が充分に冷却された後や
春、秋、冬季においては必要冷房能力が比較的低くな
り、この場合においては必要冷房能力に対応する吐出容
量よりも大きな吐出容量として作動される。そして、蒸
発器温度が下限値Ｔｅ２を下回った時にモータ１２０は
停止（ＯＦＦ）され、合せて圧縮機１１０も停止され
る。以下、エンジン１０が停止されている間は、上記の
ＯＮ−ＯＦＦが繰り返される。尚、モータ１２０がＯＮ
する時は上記説明のように吐出容量はほぼゼロの状態か
ら立ち上がるので過剰な起動電流が発生することがな
い。
【００４１】そして、エンジン１０が作動され、再び車
両が走行すると、モータ１２０は停止状態となり、エン
ジン１０の駆動力によって引き続き圧縮機１１０が作動
されることになる。
両が走行すると、モータ１２０は停止状態となり、エン
ジン１０の駆動力によって引き続き圧縮機１１０が作動
されることになる。
【００４２】以上の構成、および作動説明より、本実施
形態における作用効果について説明する。まず、エンジ
ン１０停止時には、モータ１２０単独で圧縮機１１０を
作動させるので、本来のアイドルストップが確実になさ
れ、燃費向上効果を維持できる。
形態における作用効果について説明する。まず、エンジ
ン１０停止時には、モータ１２０単独で圧縮機１１０を
作動させるので、本来のアイドルストップが確実になさ
れ、燃費向上効果を維持できる。
【００４３】そして、必要冷房能力が低い場合におい
て、必要冷房能力に対応する吐出能力よりも大きい吐出
容量にするようにしているので、コンプレッサ効率ηｃ
を低下させずに圧縮機１１０を作動させることができ、
モータ１２０の消費電力を低減することができる。この
時、ＯＮ−ＯＦＦ作動により余分な作動時間を無くし、
トータルの消費電力を低減できる。
て、必要冷房能力に対応する吐出能力よりも大きい吐出
容量にするようにしているので、コンプレッサ効率ηｃ
を低下させずに圧縮機１１０を作動させることができ、
モータ１２０の消費電力を低減することができる。この
時、ＯＮ−ＯＦＦ作動により余分な作動時間を無くし、
トータルの消費電力を低減できる。
【００４４】また、モータ１２０のＯＮ−ＯＦＦ制御を
蒸発器温度を用いて行なうようにしているので、通常冷
凍サイクル装置２００に設定される温度検出部位の温度
信号を流用して容易に対応可能となる。この時、最小限
必要な冷房能力を維持してエンジン１０停止時の冷房を
まかなうことができ、モータ１２０の消費電力を低減で
きる。
蒸発器温度を用いて行なうようにしているので、通常冷
凍サイクル装置２００に設定される温度検出部位の温度
信号を流用して容易に対応可能となる。この時、最小限
必要な冷房能力を維持してエンジン１０停止時の冷房を
まかなうことができ、モータ１２０の消費電力を低減で
きる。
【００４５】更に、エンジン１０作動時においては必要
冷房能力に対応する吐出容量に見合うように制御するよ
うにしているので、車両走行時において、吐出容量可変
時のショックを無くしてドライブフィーリングを良好に
保つという本来の可変容量型の圧縮機１１０のメリット
を活かすことができる。即ち、車両走行時においてはエ
ンジン１０によって圧縮機１１０は作動され、モータ１
２０との関わりはなくなるため消費電力の心配をする必
要がなくなる。一般に、エンジン１０から圧縮機１１０
に駆動力が伝達される時の伝達効率は非常に高く、圧縮
機１１０単独のコンプレッサ効率ηｃを考慮するより
も、可変容量型圧縮機としての本来のメリットを活かす
方が得策となる訳である。
冷房能力に対応する吐出容量に見合うように制御するよ
うにしているので、車両走行時において、吐出容量可変
時のショックを無くしてドライブフィーリングを良好に
保つという本来の可変容量型の圧縮機１１０のメリット
を活かすことができる。即ち、車両走行時においてはエ
ンジン１０によって圧縮機１１０は作動され、モータ１
２０との関わりはなくなるため消費電力の心配をする必
要がなくなる。一般に、エンジン１０から圧縮機１１０
に駆動力が伝達される時の伝達効率は非常に高く、圧縮
機１１０単独のコンプレッサ効率ηｃを考慮するより
も、可変容量型圧縮機としての本来のメリットを活かす
方が得策となる訳である。
【００４６】（その他の実施形態）上記第１実施形態で
は、圧縮機として圧縮機１１０とモータ１２０とが一体
的に形成されるハイブリッドコンプレッサ１０１として
説明したが、図５に示すように、ハイブリッドコンプレ
ッサ１０１を通常の圧縮機１１０単体のものとしても良
い。これに伴ない、各構成としては、モータ１２０をモ
ータ機能と発電機能とを有するモータジェネレータ１２
０ａに置換え、更に、エンジン１０のプーリー１０ａに
クランク軸クラッチ１０ｂを設ける。圧縮機１１０は上
記第１実施形態と同様に斜板式可変容量圧縮機として、
プーリー１２１とシャフト１１１間はクラッチ機能無し
で接続し、エンジン１０あるいはモータジェネレータ１
２０ａによって圧縮機１１０が選択的に作動されるもの
とすれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
は、圧縮機として圧縮機１１０とモータ１２０とが一体
的に形成されるハイブリッドコンプレッサ１０１として
説明したが、図５に示すように、ハイブリッドコンプレ
ッサ１０１を通常の圧縮機１１０単体のものとしても良
い。これに伴ない、各構成としては、モータ１２０をモ
ータ機能と発電機能とを有するモータジェネレータ１２
０ａに置換え、更に、エンジン１０のプーリー１０ａに
クランク軸クラッチ１０ｂを設ける。圧縮機１１０は上
記第１実施形態と同様に斜板式可変容量圧縮機として、
プーリー１２１とシャフト１１１間はクラッチ機能無し
で接続し、エンジン１０あるいはモータジェネレータ１
２０ａによって圧縮機１１０が選択的に作動されるもの
とすれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
【００４７】また、圧縮機１１０は、斜板式可変容量圧
縮機として説明したが、これに限らず、他のスルーベー
ン式や電気式可変容量のもの等としても良い。
縮機として説明したが、これに限らず、他のスルーベー
ン式や電気式可変容量のもの等としても良い。
【００４８】また、上記第１実施形態で説明したプーリ
ー１２１とシャフト１１１とを断続するクラッチは、ワ
ンウェイクラッチ１２２に限らず、通常の電磁クラッチ
としても良い。
ー１２１とシャフト１１１とを断続するクラッチは、ワ
ンウェイクラッチ１２２に限らず、通常の電磁クラッチ
としても良い。
【００４９】更に、対象車両としては、アイドルストッ
プ車両に代えて、主に低速走行時、停車時にエンジンが
停止されるハイブリッド車両に適用しても良く、同様の
効果を得ることができる。
プ車両に代えて、主に低速走行時、停車時にエンジンが
停止されるハイブリッド車両に適用しても良く、同様の
効果を得ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態における圧縮機制御装置
を冷凍サイクル装置に適用した場合の全体構成を示す模
式図である。
を冷凍サイクル装置に適用した場合の全体構成を示す模
式図である。
【図２】冷凍サイクル装置の必要冷房能力に対する吐出
容量との関係を示す制御特性図であり、エンジンとモー
タとの最大吐出容量が同等の場合である。
容量との関係を示す制御特性図であり、エンジンとモー
タとの最大吐出容量が同等の場合である。
【図３】冷凍サイクル装置の必要冷房能力に対する吐出
容量との関係を示す制御特性図であり、エンジンに対し
てモータによる最大吐出容量が小さい場合である。
容量との関係を示す制御特性図であり、エンジンに対し
てモータによる最大吐出容量が小さい場合である。
【図４】ハイブリッドコンプレッサの制御を示すタイム
チャートである。
チャートである。
【図５】本発明のその他の実施形態における圧縮機制御
装置を冷凍サイクル装置に適用した場合の全体構成を示
す模式図である。
装置を冷凍サイクル装置に適用した場合の全体構成を示
す模式図である。
【図６】従来技術における圧縮機の吐出容量に対する圧
縮効率を示すグラフである。
縮効率を示すグラフである。
１０ エンジン
１２ バッテリ
１００ 圧縮機制御装置
１０１ ハイブリッドコンプレッサ
１１０ 圧縮機
１２０ モータ
１３０ 制御装置
２００ 冷凍サイクル装置
２３０ 蒸発器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６０Ｈ 1/32 Ｂ６０Ｈ 1/32 ６２３Ｈ
６２４ ６２４Ｚ
Ｆ０４Ｂ 35/00 Ｆ０４Ｂ 35/00 Ａ
Ｚ
35/04 35/04
(72)発明者 小川 幸男
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 多田 世史紀
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会
社日本自動車部品総合研究所内
Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA09 AA10 AA12 AA27
BA32 BA33 CA09 CA24 DA05
DA09 DA47 EA16 EA17 EA26
EA38
3H076 AA05 BB21 BB32 CC07 CC12
CC17 CC20
Claims (4)
- 【請求項１】 走行中に一時停車した時に、エンジン
（１０）が停止される車両に適用されるものであって、 冷凍サイクル装置（２００）内に含まれ、冷媒を圧縮す
る可変容量型の圧縮機（１１０）と、 バッテリ（１２）を電源として作動するモータ（１２
０）と、 前記エンジン（１０）および前記モータ（１２０）の駆
動力を選択して前記圧縮機（１１０）を作動させると共
に、その吐出容量を制御する制御装置（１３０）とを有
し、 前記エンジン（１０）が停止した場合に、前記圧縮機
（１１０）を作動させるために、前記制御装置（１３
０）によって前記モータ（１２０）が選択作動される圧
縮機制御装置において、 前記制御装置（１３０）は、前記モータ（１２０）によ
って前記圧縮機（１１０）を作動させる際に、可変可能
な範囲において前記圧縮機（１１０）の吐出容量を前記
冷凍サイクル装置（２００）の作動に必要とされる吐出
容量よりも大きくして、ＯＮ−ＯＦＦ作動させるように
したことを特徴とする圧縮機制御装置。 - 【請求項２】 前記モータ（１２０）のＯＮ−ＯＦＦ作
動は、前記冷凍サイクル装置（２００）内に含まれる蒸
発器（２３０）、前記蒸発器（２３０）で冷却された空
気が前記車両の車室内に吹出す吹出し口、前記車室内、
前記車両外部のいずれかの温度に基づいて行われるよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装
置。 - 【請求項３】 前記制御装置（１３０）は、前記エンジ
ン（１０）によって前記圧縮機（１１０）が作動されて
いる時には、前記圧縮機（１１０）の吐出容量を前記冷
凍サイクル装置（２００）の作動に必要とされる吐出容
量に見合うように可変することを特徴とする請求項１ま
たは請求項２のいずれかに記載の圧縮機制御装置。 - 【請求項４】 前記圧縮機（１１０）は、前記モータ
（１２０）と一体的に形成され、前記エンジン（１０）
あるいは前記モータ（１２０）を選択的に駆動源として
作動するハイブリッドコンプレッサ（１０１）としたこ
とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
圧縮機制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001311679A JP3854119B2 (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 圧縮機制御装置 |
| US10/263,654 US6830438B2 (en) | 2001-10-09 | 2002-10-04 | Hybrid compressor |
| DE10246835A DE10246835A1 (de) | 2001-10-09 | 2002-10-08 | Hybridkompressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001311679A JP3854119B2 (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 圧縮機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120544A true JP2003120544A (ja) | 2003-04-23 |
| JP3854119B2 JP3854119B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=19130458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001311679A Expired - Lifetime JP3854119B2 (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 圧縮機制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6830438B2 (ja) |
| JP (1) | JP3854119B2 (ja) |
| DE (1) | DE10246835A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4682489B2 (ja) * | 2001-09-17 | 2011-05-11 | 株式会社デンソー | 車両用空調装置 |
| JP4376651B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2009-12-02 | サンデン株式会社 | 車両用空調装置 |
| DE102004060000B3 (de) * | 2004-12-14 | 2006-04-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Klimaanlage für Kraftfahrzeuge |
| US7841845B2 (en) | 2005-05-16 | 2010-11-30 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Open drive scroll machine |
| US20070186573A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Ziehr Lawrence P | Methods of and systems for dual drive HVAC compressor controls in automotive vehicles |
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