JP2003341336A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド自動車やアイドルストップ機能
付き自動車において、エンジンの稼働率を低減する。 【解決手段】 車両停止時において、エンジン駆動時と
モータ駆動時とを切り換えるしきい値となる切換基準冷
凍能力を、除霜運転時と除霜運転時以外とで相違させ
る。つまり、除霜運転時の切換基準冷凍能力Ａを除霜運
転時以外の切換基準冷凍能力Ｂより大きくすることによ
って電動モータ５の稼働率をエンジン１の稼働率より大
きくする。したがって、エンジン１で圧縮機６を駆動す
る頻度を低減することができるので、燃費を向上させる
ことができるとともに、乗員が予期していないエンジン
１の始動回数を低減することができるので、乗車フィー
リングの悪化を未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機を第１駆動
源（例えば、走行用エンジン）にて駆動する場合と第２
駆動源（例えば、電動モータ）にて駆動する場合と切り
換えることができる車両用空調装置に関するもので、走
行用動力源として、内燃機関と電動モータと備えるハイ
ブリッド自動車や車両停止時にエンジンを停止させるア
イドルストップ機能付き自動車に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般的
な車両用空調装置では、走行用エンジンから動力を得て
圧縮機を駆動しているので、エンジンが停止してしまう
と、圧縮機が停止してしまい、空調装置が停止してしま
う。

【０００３】そこで、特開平１１−３０１８２号公報に
記載の発明では、走行用エンジンが停止したときには電
動モータで圧縮機を駆動することにより、アイドルスト
ップ運転時は勿論のこと、ハイブリッド自動車において
は、エンジンの停止と同時に空調装置が停止してしまう
ことを防止している。

【０００４】また、特開平１０−２９１４１５号公報に
記載の発明では、必要空調能力が所定値より小さい場合
のみ電動モータで圧縮機を駆動することにより、圧縮機
駆動用の電動モータの小型化を図っている。

【０００５】しかし、例えば除湿運転時には、空調ケー
シング内に吸い込んだ空気を吹出空気の温度より大幅に
低下させて水分を凝縮させた後、ヒータにて加熱して吹
出空気の温度が目標温度となるようにするので、除湿運
転時には、単純な冷房運転時に比べて多くの冷凍能力
（冷房能力）を必要とする。

【０００６】したがって、特開平１０−２９１４１５号
公報に記載の発明のごとく、エンジンにて圧縮機を駆動
する場合と電動モータにて圧縮機を駆動する場合とを、
運転モードによらず、一定のしきち値に基づいて決定す
ると、例えばエンジンで圧縮機を駆動する頻度が増大し
て燃費の低下を招くおそれがある。

【０００７】また、ハイブリッド自動車等においては、
エンジンで圧縮機を駆動する頻度が増大すると、これに
連動して乗員が予期していないエンジンの始動回数が増
大するので、乗車フィーリングの悪化を招くおそれがあ
る。

【０００８】本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来
の異なる新規な車両用空調装置を提供し、第２には、走
行用エンジン等の第１駆動源の稼働率を低減することを
目的とする。

【０００９】

【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、請求項１に記載の発明では、走行用の第
１駆動源（１）又は第１駆動源（１）と異なる第２駆動
源（５）から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機
（６）を有し、室内に吹き出す空気を冷却する蒸気圧縮
式冷凍機（６、１０、１１、１２）と、圧縮機（６）を
第１駆動源（１）にて駆動する場合と第２駆動源（５）
にて駆動する場合とを、必要とする冷凍能力及び車両の
走行状態に基づいて切換制御する動力制御手段（８）と
を備え、車両停止時において、圧縮機（６）を第１駆動
源（１）にて駆動する場合と第２駆動源（５）にて駆動
する場合とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍能
力が、除霜運転時と除霜運転時以外とで相違することを
特徴とする。

【００１０】これにより、例えば除霜運転時の切換基準
冷凍能力（Ａ）を除霜運転時以外の切換基準冷凍能力
（Ｂ）より大きくすれば、第２駆動源（５）の稼働率を
第１駆動源（１）の稼働率より大きくすることができ
る。

【００１１】したがって、従来の異なる新規な車両用空
調装置を得ることができ、かつ、第１駆動源（１）で圧
縮機（６）を駆動する頻度を低減することができ得るの
で、燃費を向上させることができるとともに、乗員が予
期していない第１駆動源（１）の始動回数を低減するこ
とができ得るので、乗車フィーリングの悪化を未然に防
止することが可能となる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、動力制御手段
（８）は、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基準冷凍能
力未満であるときには、第２駆動源（５）にて圧縮機
（６）を駆動させ、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基
準冷凍能力以上であるときには、第１駆動源（１）にて
圧縮機（６）を駆動させ、さらに、除霜運転時の切換基
準冷凍能力（Ａ）は、除霜運転時以外の切換基準冷凍能
力（Ｂ）より大きいことを特徴とするものである。

【００１３】請求項３に記載の発明では、除霜運転を実
行させるための除湿スイッチが操作パネルに設けられて
いることを特徴とするものである。

【００１４】請求項４に記載の発明では、窓ガラスに向
けて吹き出す空気量が所定風量を超えたときに、除湿運
転が開始されたものとみなす除湿運転判定手段を備える
ことを特徴とするものである。

【００１５】請求項５に記載の発明では、吸い込み空気
の湿度、及び吹出空気の湿度のうち少なくとも一方に基
づいて除霜運転時の切換基準冷凍能力（Ａ）を変化させ
ることを特徴とするものである。

【００１６】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本実施形態は、アイドルストップ
機能付き自動車に本発明に係る車両用空調装置を適用し
たものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装
置の模式図である。

【００１８】エンジン１は走行用の内燃機関であり、発
電機２はＶベルト３を介してエンジン１から動力を得て
発電する。

【００１９】圧縮機６は、Ｖベルト３を介してプーリ４
に伝達されたエンジン１の駆動力にて冷媒を吸入圧縮す
る場合（以下、エンジン駆動時と言う。）と電動モータ
５で発生する駆動力にて冷媒を吸入圧縮する場合（以
下、モータ駆動時と言う。）とを切り換えることができ
るハイブリッド駆動型コンプレッサであり、電子制御装
置８にてエンジン駆動とモータ駆動とを切換制御する。

【００２０】なお、本実施形態では、圧縮機６は、クラ
ンク室内の圧力を制御することにより吐出容量を変化さ
せることができる連続可変容量式の斜板型圧縮機を採用
しており、電子制御装置８は、クランク室内の圧力を制
御する制御バルブ７を介して圧縮機６の吐出容量を制御
している。

【００２１】因みに、バッテリ９は充電可能な二次電池
であり、発電機２にて発電された電力はバッテリ９を介
して電子制御装置８等の車載電気機器に供給される。

【００２２】また、放熱器１０は圧縮機６から吐出した
高圧冷媒と外気とを熱交換する高圧側熱交換器であり、
膨脹弁１１は放熱器１０から流出した高圧冷媒を減圧す
る減圧器であり、蒸発器１２は空調ケーシング１４内に
収納されて室内に吹き出す空気と減圧された冷媒とを熱
交換して室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交換器
である。そして、圧縮機６、放熱器１０、膨脹弁１１及
び蒸発器１２により周知の蒸気圧縮式冷凍機が構成され
ている。

【００２３】また、空調ケーシング１４内のうち蒸発器
１２より風下側には、エンジン１の冷却水を熱源として
蒸発器１２を通過した空気を加熱するヒータ１３が収納
されているとともに、エアミックスドア１５によりヒー
タ１３を迂回して流れる風量を調節して、実際に室内に
吹き出す空気の温度を調節している。

【００２４】次に、圧縮機６の制御、つまりエンジン駆
動する場合とモータ駆動する場合との切換制御につい
て、図２に基づいて述べる。

【００２５】図２は電子制御装置８で行われる制御フロ
ーを示すものであり、空調装置の始動スイッチ（例え
ば、オートエアコンではＡＵＴＯスイッチ）が投入され
ると、外気温度センサや内気温度センサ等の空調センサ
の信号、及び乗員が設定入力した希望室内温度を読み込
むとともに、エアコンスイッチ、つまり圧縮機６を稼動
させるスイッチが投入されているか否かを判定する（Ｓ
１００、Ｓ１１０）。

【００２６】なお、本実施形態では、圧縮機６として可
変容量型の圧縮機を採用しているとともに、電磁クラッ
チ等の動力を断続可能に伝達する動力伝達装置を採用し
ていないので、エアコンスイッチがＯＦＦとは吐出容量
を略０とすることを意味し、エアコンスイッチがＯＮと
は、空調負荷及びエンジン１の回転に基づいて吐出容量
を制御することを意味する。

【００２７】そして、エアコンスイッチがＯＦＦの場合
には、吐出容量を略０（最小容量）とし（Ｓ１２０）、
一方、エアコンスイッチがＯＮの場合には、エンジン１
が停止しているか否かを判定し（Ｓ１３０)、エンジン
１が稼動している場合には、空調負荷及びエンジン１の
回転に基づいて吐出容量を制御する（Ｓ１４０）。

【００２８】また、エンジン１が停止している場合に
は、空調装置が除湿運転モード状態にあるか否かを判定
し（Ｓ１５０）、除湿運転モード状態にあるときには、
必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ａ未満であるときに
は、電動モータ５にて圧縮機６を駆動させ（Ｓ１６０、
Ｓ１７０）、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ａ以上
であるときには、エンジン１を始動させてエンジン１に
て圧縮機６を駆動させる（Ｓ１６０、Ｓ１８０）。

【００２９】一方、エンジン１が停止している場合であ
って、除湿運転モード状態でない場合（例えば、冷房運
転モード時）には、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力
Ｂ未満であるときには、電動モータ５にて圧縮機６を駆
動させ（Ｓ１９０、Ｓ１７０）、必要冷凍能力Ｑが切換
基準冷凍能力Ｂ以上であるときには、エンジン１を始動
させてエンジン１にて圧縮機６を駆動させる（Ｓ１９
０、Ｓ１８０）。

【００３０】このとき、除霜運転時の切換基準冷凍能力
Ａは、除霜運転時以外の切換基準冷凍能力Ｂより大きい
値が設定されている。

【００３１】なお、本実施形態では、除霜運転を実行さ
せるための除湿スイッチをなすデフスイッチが投入され
ているか否かによって、空調装置が除湿運転モード状態
にあるか否かを判定している。

【００３２】つまり、デフスイッチがＯＮであれば、窓
ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えて空調
装置が除湿運転モード状態になったものと見なし、逆
に、デフスイッチがＯＦＦであれば、窓ガラスに向けて
吹き出す空気量が所定風量を未満となり空調装置が除湿
運転モード以外になったものと見なす。

【００３３】なお、Ｓ１４０で行う吐出容量制御は、空
調負荷及びエンジン１の回転に基づいて吐出容量を制御
するのに対して、Ｓ２００で行う吐出容量制御は、圧縮
機６での消費動力が所定値以下となるように吐出容量を
制御する。

【００３４】次に、本実施形態の作用効果を述べる。

【００３５】車両停止時において、エンジン駆動時とモ
ータ駆動時とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍
能力を、除霜運転時と除霜運転時以外とで相違させるの
で、除霜運転時の切換基準冷凍能力Ａを除霜運転時以外
の切換基準冷凍能力Ｂより大きくすることによって電動
モータ５の稼働率をエンジン１の稼働率より大きくする
ことができる。

【００３６】したがって、エンジン１で圧縮機６を駆動
する頻度を低減することができるので、燃費を向上させ
ることができるとともに、乗員が予期していないエンジ
ン１の始動回数を低減することができるので、乗車フィ
ーリングの悪化を未然に防止できる。

【００３７】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、デフスイッチが除湿運転判定手段を構成したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、室内に吹き出す
空気の方向を制御する吹出モードドアの位置、又は吹出
モードドアを駆動するサーボモータの回転位置等によ
り、窓ガラスに向けて吹き出す空気量を判定し、窓ガラ
スに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えたときに、
除湿運転が開始されたものとみなしてもよい。

【００３８】また、上述の実施形態では、圧縮機６とし
て可変容量型圧縮機を採用したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、固定容量型の圧縮機を採用し、電
磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御により単位時間当たり吐
出される冷媒量を制御して擬似的に吐出容量を制御して
もよい。

【００３９】また、図１では電動モータ５とプーリ４と
が同軸上に配置されているが本発明はこれに限定される
ものではない。

【００４０】また、湿度センサを設けて空調ケーシング
１４に吸い込まれる空気の湿度、及び室内に吹き出され
る空気の湿度のうち少なくとも一方が小さくなるほど、
除霜運転時の切換基準冷凍能力Ａを大きくするように、
吸い込み空気の湿度、及び吹出空気の湿度のうち少なく
とも一方に基づいて除霜運転時の切換基準冷凍能力Ａを
変化させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の模式
図である。

【図２】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の制御
フローチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、５…電動モータ、６…圧縮機、８…電子
制御装置。

フロントページの続き (72)発明者 小村 正人 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3L011 AC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の第１駆動源（１）又は前記第１
   駆動源（１）と異なる第２駆動源（５）から動力を得て
   冷媒を吸入圧縮する圧縮機（６）を有し、室内に吹き出
   す空気を冷却する蒸気圧縮式冷凍機（６、１０、１１、
   １２）と、 前記圧縮機（６）を前記第１駆動源（１）にて駆動する
   場合と前記第２駆動源（５）にて駆動する場合とを、必
   要とする冷凍能力及び車両の走行状態に基づいて切換制
   御する動力制御手段（８）とを備え、 車両停止時において、前記圧縮機（６）を前記第１駆動
   源（１）にて駆動する場合と前記第２駆動源（５）にて
   駆動する場合とを切り換えるしきい値となる切換基準冷
   凍能力が、除霜運転時と除霜運転時以外とで相違するこ
   とを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記動力制御手段（８）は、必要とする
   冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準冷凍能力未満であるとき
   には、前記第２駆動源（５）にて前記圧縮機（６）を駆
   動させ、前記必要とする冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準
   冷凍能力以上であるときには、前記第１駆動源（１）に
   て前記圧縮機（６）を駆動させ、 さらに、除霜運転時の前記切換基準冷凍能力（Ａ）は、
   除霜運転時以外の前記切換基準冷凍能力（Ｂ）より大き
   いことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 除霜運転を実行させるための除湿スイッ
   チが操作パネルに設けられていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定
   風量を超えたときに、除湿運転が開始されたものとみな
   す除湿運転判定手段を備えることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 吸い込み空気の湿度、及び吹出空気の湿
   度のうち少なくとも一方に基づいて除霜運転時の前記切
   換基準冷凍能力（Ａ）を変化させることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装
   置。