JP2003146060A

JP2003146060A - 自動車用空調システム

Info

Publication number: JP2003146060A
Application number: JP2001347626A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobayashi; 雅博小林; Tsutomu Takagi; 勵高木; Mitsuhiko Ishino; 光彦石野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電動コンプレッサの消費電力によって走行自
体に支障をきたすことなく、乗車時の車室内環境を向上
させることができる自動車用空調システムを提供する。【解決手段】車載バッテリー５を具備した自動車１に
用いられ、車載バッテリー５からの給電により駆動され
る電動コンプレッサ１０から構成された冷媒回路と、こ
の電動コンプレッサ１０の運転を制御する空調用制御装
置２８と、外気温度を検出する外気温度センサ５０と車
室内温度を検出する車室内温度センサ５１とを備え、空
調用制御装置２８は、自動車１の停車時若しくは駐車時
に、外気温度センサ５０及び車室内温度センサ５１が検
出する温度に基づいて電動コンプレッサ１０を運転す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電手段と、この
蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレッサ
を具備した自動車に採用される自動車用空調システムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般的な自動車に用いられてい
るカーエアコン（空調システム）は、燃料エンジン（内
燃機関）にてコンプレッサが駆動されていた。このコン
プレッサから吐出され、室外熱交換器に流入した高温の
ガス冷媒は、室外送風機により車室外の空気と熱交換さ
れて放熱し、凝縮液化された後、膨張弁を介して車室内
に設けられた室内熱交換器に流入する。液冷媒はそこで
蒸発し、周囲から熱を吸収することによって冷却作用を
発揮する。この室内熱交換器は、室内送風機にて循環さ
れる車室内の空気と熱交換し、車室内を冷却して空調を
行う。そして、室内熱交換器から出た冷媒はコンプレッ
サに戻る冷凍サイクルを繰り返すものであった。

【０００３】このようなカーエアコンには制御装置が設
けられており、車室内が設定温度の上下に設定された所
定の上限温度と下限温度の内の下限温度まで冷房される
と、制御装置はコンプレッサの回転をＯＦＦする。そし
て、車室内の温度が上昇していき、前記上限温度に到達
すると制御装置はコンプレッサをＯＮして車室内の冷房
を再開する。このようにして車室内を冷房し、ヒータか
らの暖房作用を加えることによって四季を通じて車室内
を設定温度に空調するものであった。

【０００４】一方、近年では係る燃料エンジン自動車か
らの排気ガスによる地球環境汚染の問題から、電気自動
車の開発が活発化してきている。このような電気自動車
には、バッテリー（車載バッテリー）を自動車に搭載
し、この車載バッテリーから供給される電力で走行用モ
ータを駆動して走行する純粋な電気自動車（ＰＥＶ）の
他、燃料エンジンで発電した電力を車載バッテリーに充
電し、このバッテリーから供給される電力で走行用モー
タを駆動して走行するシリーズハイブリッド自動車や走
行用モータと燃料エンジンが協調して走行するパラレル
ハイブリッド自動車及びこれらシリーズとパラレルの双
方の機能を併せ持つシリーズ・パラレルハイブリッド自
動車（ＨＥＶ）、燃料電池にて発電した電力を車載バッ
テリーに充電し、このバッテリーから供給される電力で
走行用モータを駆動して走行する燃料電池自動車（ＦＣ
ＥＶ）などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電気自動車
において前述の如き車室内の空調を行う場合、カーエア
コンのコンプレッサとしては車載バッテリーからの給電
によって駆動される電動コンプレッサが用いられること
になる。

【０００６】一方、特に夏季などでは、車室内温度が高
温となることがあり、車室内に乗車すると著しく不快感
を感じるため、直ぐに乗車できないと云う不都合があ
る。係る場合においてカーエアコンの運転を開始する
と、設定温度と車室内温度とが著しく異なるため、電動
コンプレッサに一度に大きな負荷が加わることとなる。
これにより、電動コンプレッサ自体の故障を招く問題が
ある。また、コンプレッサの運転能力には限界があるた
め、設定温度にまで車室内を冷却するのに著しく時間を
要し、車室内に乗車した人が不快を感じるという問題が
ある。

【０００７】更にまた、電動コンプレッサにおける消費
電力によって車載バッテリーが放電してしまうと、エン
ジン制御装置、変速機制御装置、並びに、点火装置が機
能不全になり、走行自体に支障をきたす問題が生じてく
る。

【０００８】このような問題を解決するためには、電動
コンプレッサにおける消費電力を十分に賄えるように車
載バッテリーや燃料エンジン、燃料電池を大容量化する
ことが考えられるが、コストの高騰を引き起こすのに加
え、自動車自体の重量増をきたし、逆に走行性能自体の
悪化や排気ガスの増加を生起することになる。

【０００９】本発明は、係る従来技術の課題を解決する
ために成されたものであり、蓄電手段とこの蓄電手段か
らの給電によって駆動される電動コンプレッサを具備し
た自動車において、電動コンプレッサの消費電力によっ
て走行自体に支障をきたすことなく、乗車時の車室内環
境を向上させることができる自動車用空調システムを提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明の
自動車用空調システムは、蓄電手段を具備した自動車に
用いられ、蓄電手段からの給電により駆動される電動コ
ンプレッサから構成された冷媒回路と、この電動コンプ
レッサの運転を制御する制御手段と、外気温度若しくは
車室内温度を検出する温度検出手段とを備え、制御手段
は、自動車の停車時若しくは駐車時に、温度検出手段が
検出する温度に基づいて電動コンプレッサを運転するこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項１の発明の自動車用空調システムに
よれば、蓄電手段を具備した自動車に用いられ、蓄電手
段からの給電により駆動される電動コンプレッサから構
成された冷媒回路と、この電動コンプレッサの運転を制
御する制御手段と、外気温度若しくは車室内温度を検出
する温度検出手段とを備え、制御手段は、自動車の停車
時若しくは駐車時に、温度検出手段が検出する温度に基
づいて電動コンプレッサを運転するので、自動車の停車
時若しくは駐車時において車室内温度を制御することが
できるようになり、乗車時の不快な車室内環境を向上さ
せることができるようになる。

【００１２】請求項２の発明の自動車用空調システム
は、上記発明に加えて、外気温度を検出する外気温度検
出手段と車室内温度を検出する車室内温度検出手段とを
備え、制御手段は、これら温度検出手段が検出する温度
に基づき、車室内温度が外気温度よりも±３℃乃至５℃
の範囲となるように電動コンプレッサの運転を制御する
ことを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明の自動車用空調システムに
よれば、上記発明に加えて、外気温度を検出する外気温
度検出手段と車室内温度を検出する車室内温度検出手段
とを備え、制御手段は、これら温度検出手段が検出する
温度に基づき、車室内温度が外気温度よりも±３℃乃至
５℃の範囲となるように電動コンプレッサの運転を制御
するので、電動コンプレッサに一度に大きな負荷を加え
ることによる電動コンプレッサ自体の故障を未然に回避
しつつ、自動車の停車時若しくは駐車時において車室内
温度を制御することができる。

【００１４】また、異常な外気温度環境に対し、車室内
が±３℃乃至５℃の範囲で快適な温度環境に制御される
ことにより、乗車する人の不快感を払拭することがで
き、快適な車室内環境で自動車の運転を行うことができ
るようになる。

【００１５】請求項３の発明の自動車用空調システム
は、上記各発明に加えて、制御手段は、車室内温度が所
定の異常温度に達した場合に電動コンプレッサを運転す
ることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明の自動車空調システムによ
れば、上記各発明に加えて、制御手段は、車室内温度が
所定の異常温度に達した場合に電動コンプレッサを運転
するので、電動コンプレッサの消費電力を著しく抑制す
ることができるようになり、走行自体に支障をきたすこ
となく、乗車時の車室内環境を向上させることができる
ようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の自動車用空調システム
を適用する実施例としての自動車１の構成図、図２は図
１の自動車１の駆動系の構成図、図３は本発明における
自動車用空調システムを構成する空気調和装置（ＡＣ）
９の構成図、図４は空気調和装置９の冷媒回路図、図５
は本発明の自動車用空調システムを含む自動車１の制御
系のブロック図をそれぞれ示している。

【００１８】各図において、実施例の自動車１は前述し
たハイブリッド自動車（ＨＥＶ）であり、この自動車１
にはエンジン（内燃機関）２と、制御手段を構成する空
調用制御装置２８を具備した空気調和装置９が搭載され
ている。空気調和装置９は自動車１の車室内の冷房、暖
房及び除湿等の空調を行なうもので、ロータリーコンプ
レッサ等にて構成されたコンプレッサ（電動コンプレッ
サ）１０の吐出側の配管１０Ａは室外熱交換器としての
凝縮器１３に接続され、凝縮器１３の出口側は受液器１
７に接続されている。

【００１９】受液器１７の出口側の配管１７Ａは減圧装
置としての膨張弁１８に接続され、膨張弁１８は室内熱
交換器（冷却器）としての蒸発器１９に接続されてい
る。蒸発器１９の出口側はコンプレッサ１０の吸込側の
配管１０Ｂに接続されて環状の冷凍サイクル（冷媒回
路）を構成している（図４）。尚、図１において３３は
ヒータであり、冷媒回路による暖房を行わない場合にお
いて、車室内を暖房したい時に使用するものである。

【００２０】前記コンプレッサ１０、凝縮器１３及びエ
ンジン２などは人が乗車しない車室外に設けられると共
に、蒸発器１９は人が乗車する車室内に設置されてい
る。コンプレッサ１０にはコンプレッサモータ（電気モ
ータ）１１が設けられ、このコンプレッサモータ１１に
よってコンプレッサ１０は駆動される。凝縮器１３には
室外送風機１５が設けられており、この室外送風機１５
は室外送風機モータ１６によって回転駆動される。蒸発
器１９には室内送風機２１が設けられており、この室内
送風機２１は室内送風機モータ２２によって回転駆動さ
れる。

【００２１】また、コンプレッサ１０の冷媒吐出側には
冷媒吐出温度を検出するための温度センサ１２が設けら
れ、凝縮器１３の冷媒出口側には冷媒出口温度を検出す
るための温度センサ１４が設けられると共に、蒸発器１
９の冷媒出口側には冷媒出口温度を検出するための温度
センサ２０が設けられ、これらは空調用制御装置２８に
接続されている。また、室内送風機２１より車室内に吹
き出される空気の温度を検出するための温度センサ２３
も空調用制御装置２８に接続されている。更に、この空
調用制御装置２８には、外気温度検出手段としての外気
温度センサ５０及び車室内温度検出手段としての車室内
温度センサ５１も接続されている。尚、この車室内温度
センサ５１は、蒸発器１９の吸込側に取り付けられてお
り、蒸発器１９に吸い込まれる空気温度を車室内温度と
する。

【００２２】また、室外送風機モータ１６、室内送風機
モータ２２、車室内の空調操作パネルに設けられた温度
設定ボリューム２４或いは空調用スイッチ２５なども空
調用制御装置２８に接続されている。

【００２３】ここで、空調用制御装置２８は所定の昇降
圧回路により車載バッテリー（若しくはキャパシタ。何
れも蓄電手段を構成する。ＢＡＴＴ）５の電圧（例え
ば、ＤＣ２４０Ｖ）を希望の電圧に昇圧若しくは降圧
し、ｉｎｖｅｒｔｅｒによってコンプレッサモータ１１
の駆動電圧に変換してコンプレッサ１０を回転駆動させ
る。

【００２４】また、空調用制御装置２８にはコンプレッ
サ１０の回転数に比例して回転するＡＵＴＯと、一定割
合で１．２．３の三段階に室内送風機２１の回転数を変
化させ、車室内に吹き出す送風量をマニュアルで決定す
るブロアファンスイッチ２６が接続されている。尚、２
７はバッテリー５の電圧をＤＣ１２Ｖに変換して図示し
ない前照灯、方向指示器、ラジオ（図５ではその他の負
荷で示す）及び空調用制御装置２８などを動作させるた
めの電源（補機電源）を生成する変換器である。

【００２５】前記自動車１にはエンジン（内燃機関）２
と、走行用モータ（走行用駆動手段としての電動モー
タ。）３と、発電手段としての発電機４とが設けられて
おり（これらでＨＥＶのモータコントロールシステムが
構成される）、走行用モータ３はモータ制御用インバー
タ３Ａを介して車載バッテリー（ＤＣ２４０Ｖ）５に接
続されると共に、発電機４は発電用インバータ（ＩＮ
Ｖ）４Ａを介して車載バッテリー５に接続されている。
エンジン２と走行用モータ３と発電機４とには図示しな
いトルク分割機構が接続され、トルク分割機構は走行用
モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ
３の回転を一つに合わせて、後述する無段変速機６を駆
動する。尚、トルク分割機構にて走行用モータ３と発電
機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つ
に合わせて無段変速機６を駆動する技術については周知
の技術であるため詳細な説明を省略する。

【００２６】係る走行用モータ３は主にエンジン２での
熱効率の悪い発進時、低速時に使用され、エンジン２単
独の駆動力以上に駆動力を必要とする際にもアシスト駆
動源として使用される。そして、エンジン２の熱効率の
良い高速に移るにつれて、エンジン２主導で動作する。
また、エンジン２主導時は詳細は後述する如く車載バッ
テリー５の充電状態に応じて発電機４で発電された電力
が車載バッテリー５に充電される。また、発電機４はエ
ンジン２の回転中の発電作用の他、エンジン２の始動時
にスタータとしても利用される。

【００２７】前記無段変速機（ＣＶＴ機構（Ｃｏｎｔｉ
ｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ））６は、車輪７に接続されている。そして、エ
ンジン２或いは走行用モータ３は無段変速機６を介して
車輪７を回転させ、自動車１を走行させる。

【００２８】尚、エンジン２或いは走行用モータ３にて
駆動される無段変速機６にて車輪７を回転させ、自動車
１を走行させる技術については従来より周知の技術であ
るため詳細な説明を省略する。

【００２９】図５における８は制御手段を構成する自動
車１の主制御装置（ＶＣＵ）であり、前述同様の昇降圧
回路により車載バッテリー５の電圧（ＤＣ２４０Ｖ）を
所定の電圧に昇圧若しくは降圧して、ｉｎｖｅｒｔｅｒ
（モータ制御用インバータ３Ａ）によって走行用モータ
３の駆動電圧に変換し、走行用モータ３を回転させる。

【００３０】また、空調用制御装置２８はコンプレッサ
１０の駆動信号を生成する。そして、空調用制御装置２
８はコンプレッサモータ１１の誘起電圧からコンプレッ
サモータ１１の回転子の位置検出を行ない、マイクロコ
ンピュータで次の励磁パターンを作るインバータによ
り、コンプレッサモータ１１の運転周波数（回転数）制
御を行なう。尚、図５において３２は車載バッテリー５
の電力を制御するためのバッテリー制御装置（ＢＡＴＴ
ＥＣＵ）、３４はエンジン２にトルク指令、アクセル開
度等を伝達してその運転を制御するためのエンジン制御
装置（ＥＮＧＥＣＵ）である。また、３６は自動車１の
アクセル、ブレーキの各ペダル、シフトレバーなどの運
転操作部であり、これらの操作量や操作状態を検出する
センサが主制御装置８に接続される。

【００３１】更に、５２は自動車１の運転を許容するた
めのキーであり、このキー５２の挿脱及び操作状態、特
に、本発明に関する停車状態若しくは駐車状態における
空調制御を行う場合における所定のスイッチ操作を検出
するセンサが主制御装置８に接続される。また、この主
制御装置８は、前記所定のスイッチ操作が行われている
場合において、当該自動車１が走行状態であるか停車状
態若しくは駐車状態であるかの状況を検出するものであ
る。

【００３２】ここで、前記空気調和装置９による基本的
な車室内空調動作について説明しておく。コンプレッサ
モータ１１と室外送風機モータ１６は車載バッテリー５
より給電される。空気調和装置９が運転されると空調用
制御装置２８はコンプレッサモータ１１の運転周波数を
制御してコンプレッサ１０の能力制御を行なう。コンプ
レッサ１０により圧縮され、吐出された高温高圧のガス
冷媒は、配管１０Ａから凝縮器１３に流入する。このと
き、室外送風機１５の送風によって凝縮器１３は車室外
で冷却される（図１中抜き矢印）。この凝縮器１３に流
入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、受
液器１７に流入する。そして、受液器１７に一旦貯溜さ
れた液冷媒は、配管１７Ａを経て膨張弁１８に至り、そ
こで絞られた後、蒸発器１９に流入する。

【００３３】蒸発器１９に流入した冷媒はそこで蒸発
し、その時に周囲から熱を吸収することにより冷却作用
を発揮すると共に、冷却された車室内の空気は室内送風
機２１によって車室内に循環され、冷却して空調を行な
う（図１中抜き矢印）。蒸発器１９を出た冷媒はアキュ
ムレータ（図示せず）に入り、そこで未蒸発液冷媒が気
液分離された後、ガス冷媒のみがコンプレッサ１０に吸
い込まれ、再度コンプレッサ１０で圧縮されて吐出され
る冷凍サイクルを繰り返す。

【００３４】次に、車室内に吹き出される空気の温度
（室内送風機２１より車室内に吹き出される空気の温度
を検出するための温度センサ２３で検出された温度）と
コンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送風機モー
タ２２の回転数との関係を次の計算式に示している。計
算式では蒸発器１９の吹出口温度と設定温度との偏差
（ｅ）と前回の偏差（ｅｍ）との偏差（Δｅ）からＰＩ
（比例・積分）演算を行ない、目標の運転周波数（Ｆ）
を決定する。 Δｅ＝ｅ−ｅｍ・・・（１）（１）式において、ｅ＝（設定温度＝温度設定ボリュー
ム２４にて設定された温度）−（吹出口温度＝温度セン
サ２３で検出された温度）、ｅｍの初期値：０を示して
いる。 ΔＦ＝Ｋｐ×Δｅ＋Ｋｉ×ｅ・・・（２）（２）式において、ΔＦ：目標運転周波数変動分演算
値、Ｋｐ：比例定数、Ｋｉ：積分定数を示している。Ｆ＝ΔＦ＋Ｆｍ・・・（３）（３）式において、Ｆｍ：前回目標運転周波数を示して
いる。

【００３５】上記式より求めた目標運転周波数を下記計
算式に当てはめ、室内送風機モータ２２の印加電圧をＰ
ＷＭ制御（印加電圧の調節）し、室内送風機２１の風量
調整を行なう。ＰＷＭｄｕｔｙ＝（ＭＡＸｄｕｔｙ−ＭＩＮｄｕｔｙ）／（ＭＡＸ周波数−ＭＩＮ周波数）×（目標周波数−ＭＩＮ周波数）＋ＭＩＮｄｕｔｙ・・・（４）（４）式において、ＭＡＸｄｕｔｙ：室内送風機ＰＷＭ
制御最大ｄｕｔｙ、ＭＩＮｄｕｔｙ：室内送風機ＰＷＭ
制御最小ｄｕｔｙ、ＭＡＸ周波数：目標運転周波数最大
値、ＭＩＮ周波数：目標運転周波数最小値を示してい
る。

【００３６】即ち、空調用制御装置２８は、室内送風機
２１により車室内に吹き出される空気の温度に基づいて
コンプレッサモータ１１の運転周波数を決定している。
そして、決定されたコンプレッサモータ１１の運転周波
数に基づいて室内送風機モータ２２の回転数を制御する
ようにしている。即ち、車室内の空気の温度が温度設定
ボリューム２４にて設定された設定温度より僅かに高い
場合は、コンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送
風機モータ２２の回転数を僅かだけ増加させる（コンプ
レッサモータ１１の消費電力は僅か増加）。これによ
り、コンプレッサモータ１１と室内送風機モータ２２と
の回転騒音が極端に大きくならず、僅かに大きくなるだ
けで済む。

【００３７】また、車室内の空気の温度が温度設定ボリ
ューム２４にて設定された設定温度より大きく高い場合
は、コンプレッサモータ１１の運転周波数と室内送風機
モータ２２の回転数を大きくして、車室内の空調を急速
に行ない、快適な車室内空調を行なうことがきるように
なる（コンプレッサモータ１１の消費電力は大きく増
加）。特に、車室内の空気の温度が温度設定ボリューム
２４にて設定された設定温度と大きな変化がない場合、
コンプレッサモータ１１の運転波数制御による能力制御
と、それに基づいて決定される室内送風機２１の僅かな
風量制御とで快適な車室内空調を行なうことができるよ
うになる。

【００３８】このように、空調用制御装置２８は蒸発器
１９の吹出口温度と設定温度との偏差からコンプレッサ
モータ１１の運転周波数をインバータ制御しているの
で、温度偏差が大きければ大きいほどコンプレッサモー
タ１１の回転数は大きくなり（消費電力大）、温度偏差
が無くなればコンプレッサモータ１１の回転数は小さく
０に近づく制御（消費電力小）を行なえる。この場合、
室内送風機モータ２２もコンプレッサモータ１１同様に
制御しているので、車室内の乗員が感じる温度差に合わ
せた風量を送風することができ、快適な車室内空調を行
なうことが可能となる。

【００３９】また、車載バッテリー５よりコンプレッサ
モータ１１に給電するようにしているので、コンプレッ
サモータ１１の回転数制御を容易に行なうことが可能と
なる。これにより、コンプレッサモータ１１の回転数制
御を好適に行なうことができるようになる。従って、コ
ンプレッサ１０の好適な駆動が行なえるようになり、車
室内の快適な空気調和を行なうことが可能となる。

【００４０】次に、図５に基づいて本発明における自動
車１の空気調和装置９に関連する電力制御について説明
する。図５において、ＣＴ１は車載バッテリー５への充
電電流値及び車載バッテリー５からの放電電流値を検出
する電流検出手段としてのカレントトランス（変流器）
であり、このカレントトランスＣＴ１が検出する充電電
流値或いは放電電流値はバッテリー制御装置３２に入力
される。ＣＴ２は発電機４の発電電流値を検出するカレ
ントトランスであり、このカレントトランスＣＴ２が検
出する発電電流値はモータコントロールシステム３７に
入力される。

【００４１】ＣＴ３は発電用インバータ４Ａを経た発電
電流値を検出するカレントトランスであり、このカレン
トトランスＣＴ３が検出する発電電流値もモータコント
ロールシステム３７に入力される。ＣＴ５はコンプレッ
サモータ１１を含む空気調和装置９の通電電流値（消費
電流値）を検出するカレントトランスであり、このカレ
ントトランスＣＴ５が検出する通電電流値は空調用制御
装置２８に入力される。また、主制御装置８、モータコ
ントロールシステム３７、エンジン制御装置３４、バッ
テリー制御装置３２及び空調用制御装置２８は自動車１
内のネットワーク（以下、ＣＡＮと云う）に接続され、
このＣＡＮを介して相互にデータの送受信が行われる。
尚、各カレントトランスなどの検出電流値（放電電流、
充電電流、発電電流）のデータもモータコントロールシ
ステム３７や各制御装置３２、２８からＣＡＮ上に送信
され、ＣＡＮに接続された機器にて相互に利用可能とさ
れている。

【００４２】モータコントロールシステム３７はカレン
トトランスＣＴ２、ＣＴ３が検出する発電機４の現在の
発電電流値やエンジン２の回転数などから、発電機４に
おいて更に発電が可能な前記余裕発電量ΔＧ１（発電機
４が供給できる最大許容電力−現在出力している発電電
力）を計算する。そして、この余裕発電量ΔＧ１のデー
タをＣＡＮ上に送信する。エンジン制御装置３４はエン
ジン２の最大トルク曲線から現在出力しているトルクを
差し引くことにより、更にエンジン２が出力することが
できる余裕馬力ΔＨを計算する。そして、この余裕馬力
ΔＨのデータをＣＡＮ上に送信する。

【００４３】バッテリー制御装置３２は、カレントトラ
ンスＣＴ１が検出する放電電流の積算値及び車載バッテ
リー５の電圧などから車載バッテリー５の蓄電量を推定
し、カレントトランスＣＴ１が検出する放電電流値と車
載バッテリー５の蓄電量から車載バッテリー５にて許容
される放電電流の増加量（バッテリー５の限界放電量−
現在の放電量）である許容放電増加量ΔＥを計算する。
そして、この許容放電増加量ΔＥのデータをＣＡＮ上に
送信する。

【００４４】主制御装置８はこのようにＣＡＮ上に送信
された余裕発電量ΔＧ１と余裕馬力ΔＨを比較し、小さ
い方の値を発電機４にて許容される発電量の増加量であ
る許容発電増加量ΔＧとする。そして、この許容発電増
加量ΔＧのデータをＣＡＮ上に送信する。また、主制御
装置８は許容発電増加量ΔＧに前記許容放電増加量ΔＥ
を加えた電力量（ΔＧ＋ΔＥ）を算出し、そのデータも
ＣＡＮ上に送信する。更に主制御装置８は前記許容発電
増加量ΔＧに前記許容放電増加量ΔＥを加え、この加え
た値から前記余裕馬力ΔＨを差し引いた値に比例して０
以上１以下の範囲で変動する余裕電力活用率αを算出す
る。この余裕電力活用率αは、許容発電増加量ΔＧと許
容放電増加量ΔＥを加えた値に対する余裕馬力ΔＨの割
合が大きい場合には小さくなり（０に近づく）、逆に余
裕馬力ΔＨの割合が小さい場合には大きくなる（１に近
づく）。そして、この余裕電力活用率αのデータもＣＡ
Ｎ上に送信する。

【００４５】更にまた、主制御装置８は前記許容発電増
加量ΔＧと許容放電増加量ΔＥを加えた値に余裕電力活
用率αを乗算することによって空気調和装置９において
更に増加可能な消費電力量である許容消費電力増加量Δ
Ｕを算出する。この場合、許容発電増加量ΔＧと許容放
電増加量ΔＥを加えた値に対する余裕馬力ΔＨの割合が
大きく、余裕電力活用率αが小さい場合には許容消費電
力増加量ΔＵは小さくなり、逆に余裕馬力ΔＨの割合が
小さく、余裕電力活用率αが大きい場合には許容消費電
力増加量ΔＵは大きくなる。例えば余裕馬力ΔＨが０で
余裕電力活用率αが１の場合には許容発電増加量ΔＧと
許容放電増加量ΔＥを加えた値が許容消費電力増加量Δ
Ｕとなる。そして、主制御装置８はこの許容消費電力増
加量ΔＵのデータもＣＡＮ上に送信する。

【００４６】前記空調用制御装置２８はＣＡＮ上に送信
されたこれら余裕発電量ΔＧ１、余裕馬力ΔＨ、許容発
電増加量ΔＧ、許容放電増加量ΔＥ、余裕電力活用率
α、許容消費電力増加量ΔＵの各データを受信し、後述
する如き制御に活用する。尚、前記許容消費電力増加量
ΔＵは、空気調和装置９の空調用制御装置２８が前述の
如き基本的な車室内空調動作を行うに際して、空気調和
装置９における消費電力が増加する場合に許容される当
該空気調和装置９の消費電力の増加量となる。

【００４７】以上の構成で、本発明に関する空気調和装
置９に関する特に外気温度が上昇する夏季における温度
制御動作について図６を参照して説明する。図６は本発
明の自動車１の空気調和装置９の夏季の場合における制
御動作のフローチャート図である。

【００４８】先ず、主制御装置８は、ステップＳ１にお
いて、キー５２の操作状況により当該自動車１が停車状
態若しくは駐車状態であるかを常時監視する。そして、
当該自動車１が停車状態若しくは駐車状態である場合に
は、ステップＳ２に移行する。尚、走行状態である場合
には、スタートに戻る。ステップＳ２において、バッテ
リー制御装置３２は、前述の如くＣＡＮ上に送信された
カレントトランスＣＴ１が検出する車載バッテリー５へ
の充電電流値及び車載バッテリー５からの放電電流値か
ら算出される車載バッテリー５の蓄電量Ｓが所定の下限
値よりも大きいか否かを判断し、蓄電量Ｓが下限値より
も大きい場合には、ステップＳ３に移行し、小さい場合
には、スタートに戻る。

【００４９】ステップＳ３では、前記空調用制御装置２
８は、車室内温度センサ５１の出力に基づき、車室内温
度Ｔｓが所定の異常温度、例えば、夏季などにおいては
＋３０℃に達したか否かを判断する。ここで、車室内温
度Ｔｓが例えば＋３０℃より高い場合には、ステップＳ
４に移行し、前記電動コンプレッサ１０の運転を開始
し、その後、ステップＳ５に移行し、空調用制御装置２
８は、電動コンプレッサ１０のインバータ制御を行い電
動コンプレッサ１０を回転駆動させる。これにより、車
室内に冷気を供給することにより、車室内を冷却するこ
とができる。

【００５０】一方、ステップＳ３において車室内温度Ｔ
ｓが前記所定の異常温度に達しない場合には、空調用制
御装置２８は、常時フィードバックして車室内温度Ｔｓ
を監視する。

【００５１】これにより、車室内温度が所定の異常温度
である例えば＋３０℃に到達しない場合には、電動コン
プレッサ１０の運転を行わないため、電動コンプレッサ
１０の消費電力を著しく抑制することができるようにな
る。

【００５２】次いで、ステップＳ６に移行し、空調用制
御装置２８は、上記電動コンプレッサ１０のインバータ
制御により車室内温度Ｔｓが詳細は後述する目標温度Ｔ
ｔよりも低いか否かを判断する。そして、車室内温度Ｔ
ｓが目標温度Ｔｔよりも低い場合には、ステップＳ７に
移行し、電動コンプレッサ１０の運転を停止する。他
方、車室内温度Ｔｓが目標温度Ｔｔよりも高い場合に
は、再びステップＳ５に戻り、電動コンプレッサ１０の
インバータ制御を引き続き行う。

【００５３】ここで、図７を参照して、本実施例におけ
る前記目標温度Ｔｔを説明する。図７におけるＴｓは上
記車室内温度を示しており、上述の如く外気温度が＋３
０℃以下の場合には、電動コンプレッサ１０を運転しな
いため、空調制御は行われない。一方、車室内温度Ｔｓ
が外気温度の上昇に伴って上昇し、＋３０℃に到達する
と電動コンプレッサ１０が運転され、空調制御が行われ
る。このとき、外気温度が＋３０℃乃至＋３４℃の範囲
では、車室内温度の目標温度Ｔｔは、＋３０℃として空
調制御を行う。また、外気温度が＋３４℃乃至＋４０℃
の範囲では、車室内温度の目標温度Ｔｔは、実際の車室
内温度Ｔｓよりも４℃低い温度として空調制御を行う。
尚、外気温度が＋４０℃を越える場合には、車室内温度
の目標温度Ｔｔは、＋３６℃として空調制御を行う。

【００５４】上述の如く、本実施例では、車室内温度の
冷却目標温度Ｔｔは、外気温度よりも４℃より低い温度
となる範囲となるように電動コンプレッサ１０の運転を
制御するため、電動コンプレッサ１０に一度に負荷が加
えられることを未然に回避することができ、コンプレッ
サ１０自体の故障の発生を防止することができるように
なる。

【００５５】尚、本実施例では、車室内温度の冷却目標
温度Ｔｔは、外気温度よりも４℃より低い温度となる範
囲となるように電動コンプレッサ１０の運転制御を行っ
ているが、４℃に限らず、例えば３℃乃至５℃であって
も同様の効果を奏するものとする。

【００５６】そして、空調用制御装置２８は、ステップ
Ｓ７からステップＳ８に移行し、前記ステップＳ７にて
電動コンプレッサ１０を停止してからの時間を計測し、
例えば、その経過時間ｔが１８０秒を経過したか否かを
判断する。そして、前記経過時間ｔが１８０秒以上経過
した場合には、上述の如き冷却制御を停止する。また、
経過時間ｔが１８０秒以上経過しない場合には、前記ス
テップＳ３に移行し、上述の如き冷却制御を継続して行
う。

【００５７】これにより、誤動作などにより上記冷却制
御が行われた場合であっても、必要以上に車室内の冷却
制御が行われることを未然に回避することができ、蓄電
量の節減を図ることができるようになる。

【００５８】以上の構成により、停車又は駐車状態にお
いて、車室内は車載バッテリー５に蓄電された電力を用
いて、車室内温度センサ５１の検出温度に基づいて上述
の如き冷却制御が成されるため、特に、夏季などの外気
温度が著しく高い場合などにおいて、乗車時の不快な車
室内環境を向上させることができるようになる。

【００５９】また、上述の如く停車又は駐車状態におい
て車室内温度は、外気温度よりも３℃乃至５℃の範囲で
快適な温度環境に制御されるため、乗車する人の不快感
を払拭することができ、快適な車室内環境で自動車の運
転を行うことができるようになる。

【００６０】尚、本実施例では、外気温度に対する予め
設定された車室内温度の目標温度Ｔｔにより上述の如き
冷却制御を行っているが、これ以外に、図８に示す如
く、電動コンプレッサ１０の限界周波数を外気温度によ
り変化させる冷却制御方法を組み合わせることも可能で
ある。

【００６１】即ち、外気温度が＋３０℃乃至＋３４℃の
範囲では、電動コンプレッサ１０の限界周波数はｆ₀で
冷却制御を行い、外気温度が＋３４℃乃至＋３８℃の範
囲では、電動コンプレッサ１０の限界周波数はｆ₀でよ
りも高い限界周波数であるｆ₁で冷却制御を行う。更
に、外気温度が＋３８℃以上では、電動コンプレッサ１
０の限界周波数はｆ₁でよりも高い限界周波数であるｆ₂
で冷却制御を行うものとする。

【００６２】これにより、直接的に電動コンプレッサ１
０の周波数を制限して冷却制御を行うことができるた
め、より一層電動コンプレッサ１０に加えられる負荷を
軽減させることができるようになり、電動コンプレッサ
１０自体の故障を回避することができるようになる。

【００６３】尚、本実施例では、外気温度が著しく上昇
する夏季の場合における停車若しくは駐車状態における
冷却制御について説明しているが、これ以外にも外気温
度が著しく低下する冬季の場合における停車若しくは駐
車状態においても、本発明を適用することができる。即
ち、停車若しくは駐車状態において、車室内温度が所定
の異常温度に達した場合には電動コンプレッサ１０を運
転し、蒸発器１９にホットガスを流入させることによ
り、車室内を暖房することができる。これにより、乗車
時の不快な車室内環境を向上させることができるように
なる。

【００６４】このとき、空調用制御装置２８は、車室内
温度が外気温度よりも−３℃乃至−５℃の範囲となるよ
うに電動コンプレッサ１０の運転制御を行うため、乗車
する人の不快感を払拭することができ、快適な車室内環
境で自動車の運転を行うことができるようになる。ま
た、電動コンプレッサ１０に一度に大きな負荷を加える
ことによる電動コンプレッサ１０自体の故障を未然に回
避することができるようになる。

【００６５】尚、本実施例では、上述の如くキー５２の
操作状況や前記所定のスイッチ操作などにより、当該自
動車１が停車状態若しくは駐車状態であるかを認識し、
上記制御を行っているが、これ以外にも、携帯電話等の
通信機器などによって遠隔操作を行うことにより、停車
状態若しくは駐車状態における車室内の温度制御を行っ
ても良いものとする。

【００６６】これにより、必要時のみ車室内の温度制御
を行うため、より一層消費電力を節減しつつ、乗車時の
車室内環境を向上させることができるようになる。

【００６７】また、上記実施例では、自動車１としてエ
ンジン２を走行のアシスト駆動源として使用されている
ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）を取り上げて本発明を説
明したが、エンジン２を発電のみに使用するハイブリッ
ド自動車（ＨＥＶ）若しくは、電気自動車であっても本
発明を実現することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の自動車用空調
システムによれば、蓄電手段を具備した自動車に用いら
れ、蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレ
ッサから構成された冷媒回路と、この電動コンプレッサ
の運転を制御する制御手段と、外気温度若しくは車室内
温度を検出する温度検出手段とを備え、制御手段は、自
動車の停車時若しくは駐車時に、温度検出手段が検出す
る温度に基づいて電動コンプレッサを運転するので、自
動車の停車時若しくは駐車時において車室内温度を制御
することができるようになり、乗車時の不快な車室内環
境を向上させることができるようになる。

【００６９】請求項２の発明の自動車用空調システムに
よれば、上記発明に加えて、外気温度を検出する外気温
度検出手段と車室内温度を検出する車室内温度検出手段
とを備え、制御手段は、これら温度検出手段が検出する
温度に基づき、車室内温度が外気温度よりも±３℃乃至
５℃の範囲となるように電動コンプレッサの運転を制御
するので、電動コンプレッサに一度に大きな負荷を加え
ることによる電動コンプレッサ自体の故障を未然に回避
しつつ、自動車の停車時若しくは駐車時において車室内
温度を制御することができる。

【００７０】また、異常な外気温度環境に対し、車室内
が±３℃乃至５℃の範囲で快適な温度環境に制御される
ことにより、乗車する人の不快感を払拭することがで
き、快適な車室内環境で自動車の運転を行うことができ
るようになる。

【００７１】請求項３の発明の自動車空調システムによ
れば、上記各発明に加えて、制御手段は、車室内温度が
所定の異常温度に達した場合に電動コンプレッサを運転
するので、電動コンプレッサの消費電力を著しく抑制す
ることができるようになり、走行自体に支障をきたすこ
となく、乗車時の車室内環境を向上させることができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用空調システムを適用する実施
例としてのハイブリッド自動車の構成図である。

【図２】図１の自動車の駆動系の構成図である。

【図３】本発明の自動車用空調システムを構成する空気
調和装置の構成図である。

【図４】図３の空気調和装置の冷媒回路図である。

【図５】本発明の自動車用空調システムを含む自動車の
制御系のブロック図である。

【図６】本発明の温度制御のフローチャート図である。

【図７】外気温度に対する車室内温度及び目標温度を説
明する図である。

【図８】外気温度に対する電動コンプレッサの限界周波
数を説明する図である。

【符号の説明】

１自動車２エンジン３走行用モータ４発電機９空気調和装置１０コンプレッサ１１コンプレッサモータ１３凝縮器１５室外送風機１８膨張弁１９蒸発器２１室内送風機２８空調用制御装置５０、５１温度センサ５２キー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木勵栃木県足利市大月町１番地三洋電機空調株式会社内 (72)発明者石野光彦栃木県足利市大月町１番地三洋電機空調株式会社内Ｆターム(参考） 3L011 AC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電手段を具備した自動車に用いられ、前記蓄電手段からの給電により駆動される電動コンプレ
ッサから構成された冷媒回路と、該電動コンプレッサの
運転を制御する制御手段と、外気温度若しくは車室内温
度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記自動車の停車時若しくは駐車時
に、前記温度検出手段が検出する温度に基づいて前記電
動コンプレッサを運転することを特徴とする自動車用空
調システム。
【請求項２】外気温度を検出する外気温度検出手段と
車室内温度を検出する車室内温度検出手段とを備え、前記制御手段は、これら温度検出手段が検出する温度に
基づき、前記車室内温度が前記外気温度よりも±３℃乃
至５℃の範囲となるように前記電動コンプレッサの運転
を制御することを特徴とする請求項１の自動車用空調シ
ステム。
【請求項３】前記制御手段は、前記車室内温度が所定
の異常温度に達した場合に前記電動コンプレッサを運転
することを特徴とする請求項１又は請求項２の自動車用
空調システム。