JP2003165331A - 車両用冷房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房性能の低下を招くこと無く、更に省燃費
化を可能とする車両用冷房装置を提供する。 【解決手段】 車両のエンジン１０の駆動力を受けて作
動すると共に、冷凍サイクル装置１１０内の冷媒を圧縮
する圧縮機１１１と、エンジン１０の作動状態を把握す
ると共に、圧縮機１１１の作動を制御する制御装置１２
０とを有する車両用冷房装置において、制御装置１２０
は、車両が減速時に圧縮機１１１の吐出量を減速時前の
吐出量よりも増大させ、且つ、車両の減速時におけるエ
ンジン１０への燃料カット状態から燃料供給状態に復帰
される前に、エンジン１０の負荷を減速時前の負荷より
減らすように圧縮機１１１の作動を制御する。エンジン
１０の負荷を減らすためには、圧縮機１１１の吐出量を
減速時前の吐出量よりも減少させるようにしてやれば良
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両減速時に装置
内の圧縮機の作動を制御して、車両の省燃費化を図る車
両用冷房装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用冷房装置内の圧縮機の作動
を制御するものとして、車両減速時にエンジン回転数が
所定値まで低下した時に、圧縮機を一時的に停止するよ
うに制御するものが知られている。（特開昭５８−３８
３５０号公報）これにより、圧縮機停止時にエンジンの
負荷が低減されるので、減速時の燃料カット状態から燃
料供給状態に復帰させるエンジン回転数を低い側の値に
設定可能として、言い換えれば燃料カット時間を長くし
て省燃費効果を向上させて、更に燃料供給状態が復帰さ
れる際のエンジン回転数の落ち込みを防止するようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一時的
といえども圧縮機を停止するので冷房性能の低下が生ず
ることになる。また、近年地球環境保護の面より、更に
省燃費化の可能な冷房装置が強く望まれている。

【０００４】本発明の目的は、上記問題に鑑み、冷房性
能の低下を招くこと無く、更に省燃費化を可能とする車
両用冷房装置を提供することにある。

【０００５】

【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。

【０００６】請求項１に記載の発明では、車両のエンジ
ン（１０）の駆動力を受けて作動すると共に、冷凍サイ
クル装置（１１０）内の冷媒を圧縮する圧縮機（１１
１）と、エンジン（１０）の作動状態を把握すると共
に、圧縮機（１１１）の作動を制御する制御装置（１２
０）とを有する車両用冷房装置において、制御装置（１
２０）は、車両が減速時に圧縮機（１１１）の吐出量を
減速時前の吐出量よりも増大させ、且つ、車両の減速時
におけるエンジン（１０）への燃料カット状態から燃料
供給状態に復帰される前に、エンジン（１０）の負荷を
減速時前の負荷より減らすように圧縮機（１１１）の作
動を制御することを特徴としている。

【０００７】これにより、吐出量増大時にエンジン（１
０）の減速エネルギーを回生して、冷凍サイクル装置
（１１０）内に蓄冷でき、エンジン（１０）の負荷を減
らすように圧縮機（１１１）の作動を制御した時に、こ
の蓄冷分を使用することで冷房性能を低下させることが
無い。そして、車両減速終了後の走行時にもこの蓄冷分
を使用することで圧縮機（１１１）の吐出量（あるいは
作動頻度）を下げることができ、エンジン（１０）の負
荷を低減し、従来技術に対して更に省燃費化を図ること
ができる。

【０００８】また、圧縮機（１１１）の作動制御により
エンジン（１０）の負荷を低減して、減速時における燃
料カット状態から燃料供給状態に復帰させる時の復帰エ
ンジン回転数を下げることができるので、その分、燃料
カットの時間を延ばして省燃費化を図ることができる。

【０００９】尚、請求項２に記載の発明のように、エン
ジン（１０）の負荷を減速時前の負荷より減らすために
は、圧縮機（１１１）の吐出量を減速時前の吐出量より
も減少させるようにしてやれば良い。

【００１０】また、上記圧縮機（１１１）の吐出量を増
減させるためには、請求項３に記載の発明のように、圧
縮機（１１１）は、制御装置（１２０）によって、冷凍
サイクル装置（１１０）の熱負荷が高くなるにつれて、
１回転当りの吐出容量が大きくなる側に可変される可変
容量型のものとして、制御装置（１２０）によって、車
両の減速時に熱負荷が高いものと見なしてあるいは熱負
荷が低いものと見なして、１回転当りの吐出容量を大き
くあるいは小さくすることによって、圧縮機（１１１）
の吐出量を増大あるいは減少させるようにするのが良
い。

【００１１】そして、請求項４に記載の発明のように、
増大される１回転当りの吐出容量は、最大吐出容量とし
てやれば、蓄冷分を最大限に確保でき、その分、減速終
了後のエンジン（１０）の負荷を低減して省燃費化の効
果を更に引上げることができる。

【００１２】更に、請求項５に記載の発明のように、減
少される１回転当りの吐出容量は、最少吐出容量として
やれば、燃料供給状態に復帰される復帰車速をより低く
して、燃料カット時間を更に延ばすことができる。

【００１３】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。

【００１４】

【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。

【００１５】車両用冷房装置１００は、冷凍サイクル装
置１１０と制御装置１２０とから成る。ここで対象とな
る車両は、減速時に燃料カットを行なう周知のものであ
る。因みに、燃料カットは、車両減速時（アクセルＯＦ
Ｆ、スロットル弁閉成時）にエンジン１０への燃料供給
がカットされ、またその時のエンジン１０の負荷に応じ
て燃料供給状態に復帰させるエンジン回転数が設定さ
れ、そのエンジン回転数に到達すると燃料供給が復帰さ
れる。燃料供給復帰時のエンジン回転数は、燃料カット
時のエンジン１０の負荷が低いほど低い値として設定さ
れる。

【００１６】冷凍サイクル装置１１０は、圧縮機１１
２、受液器１１３、膨張弁１１４、蒸発器１１５から成
る。圧縮機１１１は、エンジン１０の駆動力を受けて作
動され、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。この吐出量とし
ては、１回転当りの吐出容量が後述する制御装置１２０
によって可変されるもので、圧縮機１１１は周知の斜板
式可変容量型圧縮機としている。尚、吐出容量の可変に
あたっては、図２に示すように、冷凍サイクル装置１１
０の熱負荷が高くなるにつれて吐出容量が最少値（吐出
容量ほぼゼロ）から最大値になるようにしている。ここ
では、冷凍サイクル装置１１０の熱負荷の代表値とし
て、後述する蒸発器１１５で冷却された空気温度（蒸発
器後方温度Ｔｅ）を用いるようにしている。因みに、吐
出容量最少値の時、圧縮機１１１は非作動状態に等し
く、エンジン１０に対する負荷を最少にする。

【００１７】圧縮機１１１から吐出された高温、高圧の
過熱ガス冷媒は凝縮器１１２に流入し、ここで、図示し
ない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷媒は
冷却されて凝縮する。この凝縮器１１２で凝縮した冷媒
は次に受液器１１３に流入し、受液器１１３の内部で気
液２相に分離され、冷凍サイクル装置１１０内の余剰冷
媒（液冷媒）が受液器１１３内に蓄えられる。

【００１８】この受液器１１３からの液冷媒は膨張弁１
１４により低圧に膨張され、低圧の気液２相状態とな
る。この膨張弁１１４からの低圧冷媒は、車両用冷房装
置１００の空調ケース１０１内に設置される蒸発器１１
５に流入し、空調ケース１０１内の空気との熱交換によ
って、蒸発して、その時の蒸発潜熱により空気を冷却す
る。尚、蒸発器１１５の空気流れ下流側には、冷却され
た空気温度（蒸発器後方温度Ｔｅ）を検出する温度セン
サ１１５ａが設けられている。そして、上記した各サイ
クル構成部品１１１〜１１５が冷媒配管１１６によって
接続されて閉回路を構成している。

【００１９】次に、制御装置（以下、ＥＣＵ）１２０
は、Ａ／Ｃ要求にかかわる各種信号および上記した蒸発
器１１５の温度センサ１１５ａからの蒸発器後方温度信
号が入力されるようにしており、これらの信号に基づい
て圧縮機１１１の吐出容量を制御する。具体的には、冷
凍サイクル装置１１０に要求される冷房能力に見合うよ
うに、即ち、蒸発器１１５での冷却空気温度が設定温度
に維持されるように圧縮機１１１の吐出容量を増減させ
る。

【００２０】更に、ＥＣＵ１２０は、エンジン１０の作
動状態を把握して、即ち、後述するエンジン制御装置１
１からの信号を受けて、車両の減速時においては、要求
冷房能力に対する制御とは別に吐出容量を増減させる制
御を行なう。（詳細後述） エンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵ）１１は、エ
ンジン１０の回転数信号、車速信号、スロットル弁開度
信号等が入力されて、エンジン１０の作動を総合的に制
御（ここでは燃料供給制御を対象として説明している）
するものであり、ＥＣＵ１２０に接続されている。そし
て、スロットル弁の閉成操作により車両の走行モードが
減速状態に入った時、スロットル弁全閉を示すスロット
ル弁開度およびエンジン回転数に応じて第１、第２エン
ジン信号を発生して燃料カット、燃料供給復帰の制御を
行なうと共に、この第１、第２エンジン信号をＥＣＵ１
２０に送る。（詳細後述） 次に、上記構成に基づく圧縮機１１１の制御について、
図３に示す制御フローチャートおよび図４に示すタイム
チャートを用いて説明する。

【００２１】まず、ステップＳ１０では、圧縮機１１１
の通常制御が行なわれる。これは、上記したように冷凍
サイクル装置１１０に要求される冷房能力を満たすよう
に圧縮機１１１の吐出容量が可変される制御である。

【００２２】以下、ステップＳ２０〜ステップＳ７０が
本発明における圧縮機制御の特徴部となる。即ち、ステ
ップＳ２０で、車両走行状態を判定し、減速状態（アク
セルＯＦＦ状態、つまりスロットル弁全閉状態）に有る
と判定され、且つステップＳ３０で、減速領域において
所定エンジン回転数Ｎａよりも大きいと判定されると、
この間でエンジンＥＣＵ１１は、第１エンジン信号を発
生してエンジン１０への燃料カットを開始すると共に
（図４（ｂ）（ｄ））、第１エンジン信号をＥＣＵ１２
０に送る。この第１エンジン信号に基づいてステップＳ
４０で、圧縮機１１１の吐出容量は、減速時前の吐出容
量よりも増大される。これは、冷凍サイクル装置１１０
の熱負荷（蒸発器後方温度Ｔｅ）が減速時前の熱負荷よ
りも高いもの見なして行われる。ここでは、増大される
吐出容量は、最大吐出容量となるようにしている（図４
（ｅ））。この時、エンジン１０の減速エネルギーが回
生されて、冷凍サイクル装置１１０に蓄冷されることに
なる。具体的には、蒸発器１１５での冷媒蒸発量が増加
されて蒸発器後方温度Ｔｅが低下される。尚、ステップ
Ｓ１０、ステップＳ２０で共に否と判定されるとステッ
プＳ１０に戻り、通常制御が繰り返される。

【００２３】ここで、上記した所定エンジン回転数Ｎａ
とは、圧縮機１１１が作動状態にあって燃料カットが働
き、エンジン回転数の低下に伴って、この燃料カット状
態を燃料供給状態に復帰させるための判定値となる第１
復帰エンジン回転数Ｎ１よりも所定量α大きく設定した
値である。（Ｎａ＝Ｎ１＋α） 次に、ステップＳ５０で、減速に伴って低下していくエ
ンジン回転数が、所定エンジン回転数Ｎａ以下になった
と判定されると、エンジンＥＣＵ１１は、第２エンジン
信号を発生して、この第２エンジン信号をＥＣＵ１２０
に送る。するとステップＳ６０で、エンジン１０の負荷
を減速時前の負荷より減らすように圧縮機１１１は制御
される。即ち、圧縮機１１１の吐出容量が、減速時前の
吐出容量よりも減少される。これは、冷凍サイクル装置
１１０の熱負荷（蒸発器後方温度Ｔｅ）が減速時前の熱
負荷よりも低いもの見なして行われる。ここでは、減少
される吐出容量は、最少吐出容量となるようにしている
（図４（ｃ）（ｅ））。

【００２４】このように、圧縮機１１１の吐出容量が最
少値（吐出容量ほぼゼロ）に減少されることにより、エ
ンジン１０の負荷は低減され、この低減された負荷に基
づきエンジンＥＣＵ１１は、燃料供給状態に復帰させる
第１復帰エンジン回転数Ｎ１を更に低い側の第２復帰エ
ンジン回転数Ｎ２に変更設定する。即ち、第２復帰エン
ジン回転数Ｎ２とは、圧縮機１１１が非作動状態の場合
の復帰エンジン回転数に等しい。尚、ステップＳ５０
で、否と判定されれば、ステップＳ５０が繰り返され
る。

【００２５】そして、エンジン回転数が第１復帰エンジ
ン回転数Ｎ１に到達した時点で、当初の第１エンジン信
号はＯＦＦとなり（図４（ｂ））、第２エンジン信号に
よって燃料カットが継続されることになる（図４（ｄ）
の矢印（ア））。

【００２６】次に、ステップＳ７０で、更に低下してい
くエンジン回転数が第２復帰エンジン回転数Ｎ２以下と
なったか否かを判定し、第２復帰エンジン回転数Ｎ２以
下になったと判定されると、第２エンジン信号はＯＦＦ
となり（図４（Ｃ））、燃料カットが停止（図４
（ｄ））、即ち、燃料供給が復帰され、ステップＳ１０
に戻って、圧縮機の吐出容量は本来の値に戻される（図
４（ｅ））。尚、ステップＳ７０で、否と判定されれ
ば、ステップＳ７０が繰り返される。

【００２７】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述べる。まず、吐出容量増
大時にエンジン１０の減速エネルギーを回生して、冷凍
サイクル装置１１０内に蓄冷でき、エンジン１０の負荷
を減らすように圧縮機１１１の吐出容量を減少させた時
に、この蓄冷分を使用することで冷房性能を低下させる
ことが無い。そして、車両減速終了後の走行時にもこの
蓄冷分を使用することで圧縮機１１１の吐出容量（ある
いは作動頻度）を下げることができ、エンジン１０の負
荷を低減し、従来技術に対して更に省燃費化を図ること
ができる。

【００２８】また、圧縮機１１１の吐出容量を減少させ
ることによってエンジン１０の負荷を低減して、減速時
における燃料カット状態から燃料供給状態に復帰させる
時の復帰エンジン回転数を下げることができるので（第
１復帰エンジン回転数Ｎ１から第２復帰エンジン回転数
Ｎ２）、その分、図４（ｄ）中の矢印（ア）のように燃
料カットの時間を延ばして省燃費化を図ることができ
る。

【００２９】更に、圧縮機１１１の吐出容量を増大させ
る時には、最大吐出容量となるようにしているので、蓄
冷分を最大限に確保でき、その分、減速終了後のエンジ
ン１０の負荷を低減して省燃費化の効果を更に引上げる
ことができる。

【００３０】同様に、圧縮機１１１の吐出容量を減少さ
せる時には、最少吐出容量となるようにしているので、
燃料供給状態に復帰される復帰エンジン回転数をより低
くして、燃料カット時間を更に延ばすことができる。

【００３１】（その他の実施形態）圧縮機１１１の吐出
容量の増加、減少させる時の値は上記第１実施形態で説
明した最大、最少吐出容量に限定せずとも、蓄冷量、復
帰エンジン回転数等に応じて決定するようにすれば良
い。

【００３２】また、圧縮機１１１は斜板式の可変容量型
のものとして説明したが、固定容量型で電磁クラッチに
よりＯＮ−ＯＦＦされるものでも良く、この場合は圧縮
機１１１の稼働率（トータル作動時間）を可変させて吐
出量を増減するようにしてやることで対応可能である。
即ち、電磁クラッチＯＮ継続により吐出量を増大、電磁
クラッチＯＦＦで吐出量を減少、または吐出量ゼロとす
ることができる訳である。

【００３３】尚、減速時における各種判定信号としてエ
ンジン回転数をベースに説明したが、車速信号に置換え
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における車両用冷房装置
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熱負荷に対する圧縮機の吐
出容量の関係を示す制御特性図である。

【図３】減速時における圧縮機の制御を示すフローチャ
ートである。

【図４】減速時における（ａ）は車速、（ｂ）は第１エ
ンジン信号、（ｃ）は第２エンジン信号、（ｄ）は燃料
カット作動状態、（ｅ）は圧縮機吐出容量を示すタイム
チャートである。

【符号の説明】

１０ エンジン １００ 車両用冷房装置 １１０ 冷凍サイクル装置 １１１ 圧縮機 １２０ 制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジン（１０）の駆動力を受け
   て作動すると共に、冷凍サイクル装置（１１０）内の冷
   媒を圧縮する圧縮機（１１１）と、 前記エンジン（１０）の作動状態を把握すると共に、前
   記圧縮機（１１１）の作動を制御する制御装置（１２
   ０）とを有する車両用冷房装置において、 前記制御装置（１２０）は、前記車両が減速時に前記圧
   縮機（１１１）の吐出量を減速時前の吐出量よりも増大
   させ、 且つ、前記車両の減速時における前記エンジン（１０）
   への燃料カット状態から燃料供給状態に復帰される前
   に、前記エンジン（１０）の負荷を減速時前の負荷より
   減らすように前記圧縮機（１１１）の作動を制御するこ
   とを特徴とする車両用冷房装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置（１２０）は、前記エンジ
   ン（１０）の負荷を減速時前の負荷より減らすために、
   前記圧縮機（１１１）の吐出量を減速時前の吐出量より
   も減少させることを特徴とする請求項１に記載の車両用
   冷房装置。
3. 【請求項３】 前記圧縮機（１１１）は、前記制御装置
   （１２０）によって、前記冷凍サイクル装置（１１０）
   の熱負荷が高くなるにつれて、１回転当りの吐出容量が
   大きくなる側に可変される可変容量型のものであり、 前記制御装置（１２０）は、前記車両の減速時に前記熱
   負荷が高いものと見なしてあるいは前記熱負荷が低いも
   のと見なして、前記１回転当りの吐出容量を大きくある
   いは小さくすることによって、前記圧縮機（１１１）の
   吐出量を増大あるいは減少させることを特徴とする請求
   項２に記載の車両用冷房装置。
4. 【請求項４】 前記増大される１回転当りの吐出容量
   は、最大吐出容量とすることを特徴とする請求項３に記
   載の車両用冷房装置。
5. 【請求項５】 前記減少される１回転当りの吐出容量
   は、最少吐出容量とすることを特徴とする請求項３また
   は請求項４のいずれかに記載の車両用冷房装置。