JP2004155294A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアコンカット要求があった場合に、エアコンカット要求を満たしつつ、電気部品を効果的に冷却する。
【解決手段】コンプレッサ３１から圧送された冷媒がエバポレータ３４と車両コントローラ７２とにそれぞれ流れるように冷媒回路を形成する。車両コントローラ７２の温度をＩＰＭ温度センサ７３で検出し、エアコンカット要求が出力された場合に、この温度検出値ＴＩＰＭが所定値Ｔｃ以上のときはコンプレッサ３１を通常回転数よりも低い所定回転数Ｎｃ１で駆動し、温度検出値ＴＩＰＭが所定値Ｔｃ未満のときはコンプレッサ３１を停止するように電動モータ３１ａを制御する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調用冷媒によりモータ駆動用インバータ回路などの電気部品を冷却するようにした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調用冷媒を走行モータ駆動用インバータ回路の冷却に用いるようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これによるとコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータを順次接続してなる冷凍サイクルに、エバポレータと並列に走行モータ駆動用インバータ回路を接続し、膨張弁の開度に応じてエバポレータとインバータ回路にそれぞれ冷媒を分配し、インバータ回路に冷媒を貫流させるようにしている。
【０００３】
この種の空調装置では、車両加速時やエンジン始動時等の高負荷時に、エンジン負荷を軽減するためにコンプレッサを停止する、いわゆるエアコンカットが行われている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０９５０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１記載の装置において、車両加速時やエンジン始動時にエアコンカット要求があると、コンプレッサが停止する。そのため、インバータ回路への冷媒の流れが停止し、インバータ回路を冷却することができない。また、エアコンカット後、しばらくの間はコンプレッサの吸入圧力と吐出圧力に圧力差が残るため、コンプレッサの再起動に高トルクが必要となり、コンプレッサを短時間で再起動することが難しい。その結果、インバータ回路の冷却性が一層悪化する。
【０００６】
本発明は、エアコンカット要求があった場合に、エアコンカット要求を満たしつつ、インバータ回路等の電気部品を効果的に冷却することができる車両用空調装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用空調装置は、電動モータにより駆動されるコンプレッサと、コンプレッサにより圧送された冷媒を、吸熱器としてのエバポレータと所定の電気部品とにそれぞれ並列に導くように形成した冷媒回路と、所定の条件でエアコンカット指令を出力する指令手段と、指令手段によりエアコンカット指令が出力されたとき、コンプレッサ駆動トルクがコレッサの再起動を可能とする所定トルクより低いときはコンプレッサを停止し、コンプレッサ駆動トルクが所定トルク以上のときはコンプレッサを通常よりも低回転で駆動するコンプレッサ制御手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明による車両用空調装置は、電動モータにより駆動されるコンプレッサと、コンプレッサにより圧送された冷媒を、吸熱器としてのエバポレータと所定の電気部品とにそれぞれ並列に導くように形成した冷凍サイクルと、所定の条件でエアコンカット指令を出力する指令手段と、電気部品の温度を検出する温度検出手段と、指令手段によりエアコンカット指令が出力されたとき、電気部品が耐熱温度を超えないように、温度検出手段により検出された電気部品の温度に応じてコンプレッサを制御するコンプレッサ制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、エバポレータと所定の電気部品とにそれぞれ並列に冷媒が流れるように回路を形成し、エアコンカット指令が出力されたとき、コンプレッサ駆動トルクが所定トルク以上であれば、短時間でのコンプレッサの再起動が難しいため、コンプレッサを停止せずに、低回転で駆動するようにした。また、冷媒により冷却される電気部品の温度が耐熱温度を超えないように電気部品の温度に応じてコンプレッサを制御するようにした。これによりエアコンカット要求を満たしつつ、電気部品を効果的に冷却することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。なお、本発明は、例えばエンジンと走行モータの両方またはエンジンのみにより車両を走行駆動するハイブリッド車両に適用する。
【００１０】
コンプレッサ３１はエンジンルームに配置された電動コンプレッサである。エンジン２０１にはモータジェネレータ２０５が設けられ、モータジェネレータ２０５で発電された電力は車両コントローラ７２を介してバッテリ３７に蓄電される。モータジェネレータ２０５からの電力、またはバッテリ３７からの電力の少なくとも一方は、車両コントローラ７２およびコンプレッサ用インバータ３５を介して電動モータ３１ａに供給され、コンプレッサ３１を駆動する。
【００１１】
コンプレッサ３１、コンデンサ３２、膨張弁３３、エバポレータ３４は周知の冷凍サイクルを形成する。すなわち、コンプレッサ３１で圧縮された冷媒は、コンデンサ３２で外気と熱交換されて放熱された後、膨張弁３３で膨張される。そして、エバポレータ３４でダクト３９内の空気と熱交換されて吸熱され、コンプレッサ３１に戻る。さらに、本実施の形態では、コンデンサ３２と膨張弁３３の間に電磁弁７１が接続され、電磁弁７１と膨張弁３３とエバポレータ３４に対して並列に膨張弁７０、車両コントローラ７２、インバータ３５が接続されている。なお、車両コントローラ７２とインバータ３５は配管やケーシング壁を介し冷媒と接するように配置されている。
【００１２】
電磁弁７１は後述する制御装置４３からの制御信号により開閉される。電磁弁７１が開放されると、コンデンサ３２を通過した冷媒は分岐点７６で分岐し、それぞれ膨張弁７０、車両コントローラ７２、インバータ３５、および電磁弁７１、膨張弁３３、エバポレータ３４を通過した後、合流点７７で合流し、コンプレッサ３１に戻る。電磁弁７１が閉鎖されると、コンデンサ３２を通過した冷媒は全て膨張弁７０、車両コントローラ７２、インバータ３５を通過する。このように車両コントローラ７２とインバータ３５（これらを電気部品と呼ぶ）を低温低圧の冷媒が貫流し、電気部品が冷却される。
【００１３】
コンデンサ３２は車室外のエンジンルームに設けられ、モータファン（不図示）の駆動によってコンデンサ３２に冷却風が送風される。エンジン２０１で加熱されたエンジン冷却水は配管２０３を介してヒータコア２０２に導かれる。なお、図示は省略するがエンジン２０１にはラジエータが接続され、このラジエータでエンジン冷却水が放熱する。エバポレータ３４とヒータコア２０２は空調ダクト３９の内側に配置される。
【００１４】
空調ダクト３９の入口にはブロアファン３８が設けられている。ブロアファン３８はブロアモータ４４により駆動される。ブロアファン３８が駆動すると、内外気切換ドア４２を介してダクト３９内に内気または外気が吸い込まれ、エバポレータ３４を通過して冷却される。この冷却空気は、エアミックスドア４５の開度に応じた割合でヒータコア２０２を通過またはバイパスする。ヒータコア２０２を通過して加熱された空気とヒータコア２０２をバイパスした空気は、エアミックスチャンバ４６で混合された後、ベント吹出口５１（センターベント５１，５１ｃおよびサイドベント５１ａ，５１ｄ）、フット吹出口５２、デフロスタ吹出口５３などから車室内に向かって吹き出される。各吹出口５１〜５３に設けられたドア５４〜５６は空調モードに応じてそれぞれ開閉する。
【００１５】
車室内の空調設定パネル７９には、乗員の操作によって車室内の目標温度Ｔｐｔｃを設定する室温設定器６４と、空調モードを設定するモードスイッチ６５と、ブロアファン３８の駆動速度を設定するファンスイッチ６６と、エアコンのオンオフを指令するエアコンスイッチなどが設けられ、これらからの信号は制御装置４３に入力される。さらに制御装置４３には、日射量Ｑｓｕｎを検出する日射量センサ６１、外気温Ｔａｍｂを検出する外気温センサ６２、車室内温度Ｔｉｎを検出する室温センサ６３、エバポレータ直後の吹出空気温度Ｔｏｕｔを検出する空気温センサ６７、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２０４、コンデンサ３２を通過した冷媒圧力Ｐｄを検出する圧力センサ７５からの信号がそれぞれ入力される。
【００１６】
車両コントローラ７２にはＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）、すなわちＩＧＢＴモジュールと駆動回路や保護回路を一体となった素子の温度（ＩＰＭ温度ＴＩＰＭ）を検出するＩＰＭ温度センサ７３と、走行時の電流値を検出する電流センサ７４が設けられている。車両コントローラ７２は、ＩＰＭ温度センサ７３からの信号を制御装置４３に出力するとともに、電流センサ７４からの信号に基づいてモータジェネレータ２０５の作動を制御する。なお、車両コントローラ７２は後述するようにエアコンカットの有無を判定し、制御装置４３にエアコンカット要求を出力する。
【００１７】
バッテリコントローラ２０６には、電力残量を検出する電力残量センサ（不図示）やバッテリ３７の温度を検出するバッテリ温度センサ６９からの信号が入力される。バッテリコントローラ２０６は、バッテリＳＯＰ値やバッテリ温度に関する情報を制御装置４３に出力するとともに、バッテリＳＯＰ値やバッテリ温度を所定の状態に制御する。また、コンプレッサ用インバータ３５は、コンプレッサ３１の実回転数Ｎｃ、モータ駆動電圧、モータ駆動電流Ｉａｃ、エラーの有無等の情報を制御装置４３に出力する。
【００１８】
制御装置４３はこれらからの入力信号に基づいて所定の処理を実行する。これによりコンプレッサ３１、ブロアファン３８、内外気切換ドア４２、エアミックスドア４５、および各吹出口のドア５４〜５６の駆動をそれぞれ制御する。具体的には、検出された日射量Ｑｓｕｎ、外気温Ｔａｍｂ、車室内温度Ｔｉｎ、設定温度Ｔｐｔｃ、吹出空気温度Ｔｏｕｔなどから目標吹出温度を演算し、この目標吹出温度に応じてブロアファン３８、内外気切換ドア４２、エアミックスドア４５、吹出口ドア５４〜５６の駆動をそれぞれ制御する。これにより車内温度Ｔｉｎが設定温度Ｔｐｔｃに制御される。
【００１９】
また、制御装置４３は、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭ、冷媒圧力Ｐｄ、モータ駆動電流Ｉａｃ、外気温Ｔａｍｂ、吹出空気温度Ｔｏｕｔなどに応じてインバータ３５および電磁弁７１に制御信号を出力し、コンプレッサ３１の駆動および電磁弁７１の開閉を制御する。
【００２０】
図２〜４は、制御装置４３で実行される処理の一例、とくにコンプレッサ３１の駆動制御および電磁弁７１の開閉制御に係わる処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエアコンスイッチのオンによってスタートする。なお、初期状態で電磁弁７１は開放している。まず、図２のステップＳ２０１で車両コントローラ７２またはバッテリコントローラ２０６からエアコンカット要求が出力されたか否かを判定する。
【００２１】
エアコンカットは、例えばエンジン２０１に高負荷が作用するときにエンジン負荷を軽減するため、あるいはバッテリ３７の電力不足を解消するために必要となる。車両コントローラ７２からは以下の▲１▼〜▲３▼の場合にエアコンカット要求が出力され、バッテリコントローラ２０６からは以下の▲４▼の場合にエアコンカット要求が出力される。
▲１▼エンジン始動時（セルモータ駆動用リレーオン時またはモータジェネレータ２０５によるエンジンオン時）
▲２▼車両加速時（アクセルペダルの踏込量が所定の踏み込み量を超えたとき）
▲３▼車両加速時（エンジン回転数が所定の回転数を超えたとき）
▲４▼電力残量センサにより検出されたバッテリ残量が所定量以下のとき
【００２２】
これら▲１▼〜▲４▼の条件で出力されたエアコンカット要求は、以下の場合にそれぞれ解除される。
▲１▼エンジンが完全に始動したとき
▲２▼アクセルペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量以下に減少したとき、またはエアコンカット要求出力後、所定時間（数秒程度）を経過したとき
▲３▼エンジン回転数が所定回転数以下に低下したとき
▲４▼バッテリ残量がほぼ満タンに回復したとき
【００２３】
ステップＳ２０１でエアコンカット要求なしと判定されるとステップＳ２１０に進み、図３，４のエアコンカット制御をしていたか否かを判定する。ステップＳ２１０が肯定されるとステップＳ２１１に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ２１１では、インバータ３５に所定の制御信号を出力し、コンプレッサ３１の回転数を、後述する処理（ステップＳ２０９）によりメモリに記憶されたエアコンカット制御前の回転数に戻すようにモータ３１ａを駆動制御する。
【００２４】
ステップＳ２０１でエアコンカット要求ありと判定されるとステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２ではＩＰＭ温度センサ７３により検出されたＩＰＭ温度ＴＩＰＭを車両コントローラ７２からの信号により読み込み、ステップＳ２０３で圧力センサ７５により検出された冷媒圧力Ｐｄを読み込み、ステップＳ２０４でインバータ３５からの信号によりモータ駆動電流Ｉａｃを読み込む。さらに、ステップＳ２０５で外気温センサ６２により検出された外気温Ｔａｍｂを読み込み、ステップＳ２０６で空気温センサ６７により検出された吹出空気温度Ｔｏｕｔを読み込み、ステップＳ２０７でインバータ３５からの信号によりコンプレッサ３１の実回転数Ｎｃを読み込む。
【００２５】
次いで、ステップＳ２０８でエアコンカット要求があった直後か否かを判定する。ステップＳ２０８が肯定されるとステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０７で読み込んだコンプレッサ回転数Ｎｃ（通常回転数）をメモリに記憶する。ステップＳ２０８が否定されるとステップＳ２０９をパスして図３のステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１ではステップＳ２０２〜ステップ２０４で読み込んだＩＰＭ温度ＴＩＰＭ、冷媒圧力Ｐｄ、モータ駆動電流Ｉａｃを予め定めた図示のマップにあてはめる。
【００２６】
ここで、ステップＳ３０１のＴｃは車両コントローラ７２の目標冷却温度であり、例えば７０℃に設定される。ＴＩＰＭ≦Ｔｃ（領域Ｂ）ならば車両コントローラ７２が十分に冷却された状態であり、ＴＩＰＭ＞Ｔｃ（領域Ａ、Ｂ’）ならば車両コントローラ７２の冷却が不十分な状態である。
【００２７】
また、αはコンプレッサ３１の再起動を許容する駆動トルクに相当する。コンプレッサ停止後、コンプレッサ３１の吸入圧力Ｐｓと吐出圧力Ｐｄの差（Ｐｄ−Ｐｓ）が大きいと、高トルクでコンプレッサ駆動用モータ３１ａを運転しなければならないため、インバータ３５に大電流が流れる。その結果、インバータ回路のフェールセーフが作動し、モータ３１ａへの通電を遮断して、コンプレッサ３１の再起動が禁止される。したがって、コンプレッサ３１を再起動可能とするためには、コンプレッサ３１の再起動に要するトルクが所定トルク以下でなければならず、この所定トルクに対応した冷媒圧力Ｐｄまたはモータ駆動電流Ｉａｃをαに設定する。
【００２８】
すなわち、コンプレッサ３１の駆動トルクは冷媒の圧力差（Ｐｄ−Ｐｓ）およびモータ駆動電流Ｉａｃとほぼ比例関係にあり（駆動トルク∝（Ｐｄ−Ｐｓ）∝Ｉａｃ）、本実施の形態では、冷媒圧力Ｐｄとモータ駆動電流Ｉａｃを検出し、この検出値に基づいてコンプレッサ３１の再起動の可否を判断する。例えばα≦Ｐｄ（領域Ａ）ならばコンプレッサ３１が再起動できない状態であり、α＞Ｐｄ（領域Ｂ’）ならばコンプレッサ３１が再起動可能な状態である。なお、α≦Ｉａｃのとき再起動が不可能な状態、α＞Ｉａｃのとき再起動可能な状態としてもよい。冷媒圧力Ｐｄまたはモータ駆動電流Ｉａｃのいずれか一方とαとの大小関係により再起動の可否を判断するのでなく、Ｐｄ，Ｉａｃの双方とαとの関係により再起動の可否を判断してもよい。
【００２９】
ステップＳ３０２では、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭと冷媒圧力Ｐｄ（またはモータ駆動電流Ｉａｃ）がステップＳ３０１のマップのどの状態にあるかを判定する。領域ＢまたはＢ’と判定されるとステップＳ３０７に進み、インバータ３５に所定の制御信号を出力し、通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ１でコンプレッサ３１が回転するようにモータ３１ａを駆動制御する。すなわち領域Ｂのときコンプレッサ３１を停止するとＩＰＭ温度ＴＩＰＭを目標冷却温度Ｔｃ未満に低減できず、領域Ｂ’のときコンプレッサ３１を停止するとコンプレッサ３１を再起動できない。そのため、この場合にはエアコンカット要求があってもコンプレッサ３１を停止せず、低回転（Ｎｃ１）でコンプレッサ３１の運転を継続する。
【００３０】
次いで、ステップＳ３０８で領域Ｂか否かを判定し、領域Ｂと判定されるとステップＳ３０９で電磁弁７１に制御信号を出力して電磁弁７１を閉じる。これにより車両コントローラ７２を通過する冷媒量が増加し、電気部品の冷却が促進される。ステップＳ３０８で領域Ｂ’と判定されるとステップＳ３０９をパスしてステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では領域ＢからＢ’に移行した直後か否かを判定し、肯定されるとステップＳ３１１で電磁弁７１に制御信号を出力して電磁弁７１を開き、否定されるとステップＳ３１１をパスしてリターンする。
【００３１】
一方、ステップＳ３０２で領域Ａと判定されるとステップＳ３１２に進み電磁弁７１に制御信号を出力して電磁弁７１を開く。次いで、ステップＳ３０３に進み、エアコンカットが車両コントローラ７２からの要求（上述の▲１▼〜▲３▼）か、バッテリコントローラ２０６からの要求（上述の▲４▼）かを判定する。車両コントローラ７２からの要求と判定されるとステップＳ３０４に進み、コンプレッサ３１を停止してから設定時間を経過したか否かを判定する。ここで設定時間は、車両加速やエンジン始動に悪影響を与えない程度の時間、例えば数秒程度に設定される。ステップＳ３０４が否定されるとステップＳ３０６に進み、インバータ３５に制御信号を出力してコンプレッサ３１を停止する。ステップＳ３０４が肯定されるとステップＳ３０５に進み、インバータ３５に所定の制御信号を出力し、コンプレッサ３１が通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ２で回転するようにモータ３１ａを駆動制御する。これによりエンジン負荷を制限しつつ、吹出空気温度Ｔｏｕｔの上昇を抑える。
【００３２】
ステップＳ３０３で、エアコンカットがバッテリコントローラ２０６からの要求と判定されると図４のステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１では、予め定めた外気温Ｔａｍｂとコンプレッサ３１の最大停止時間ｔｏｆｆとの関係を用い、外気温Ｔａｍｂに対応する最大停止時間ｔｏｆｆを算出する。外気温Ｔａｍｂと最大停止時間ｔｏｆｆの関係はステップＳ４０１に示す通りであり、車内空調への影響を最小限とするために外気温Ｔａｍｂが高いほど最大停止時間ｔｏｆｆを短くするとともに、最大停止時間ｔｏｆｆは、少なくともバッテリ蓄電量が所定量となるのに必要な時間より大きく設定する。
【００３３】
次いで、ステップＳ４０２で、コンプレッサ３１が停止した状態でステップＳ４０１の最大停止時間ｔｏｆｆを経過したか否かを判定する。ステップＳ４０２が肯定されるとステップＳ４０３に進み、インバータ３５に所定の制御信号を出力し、コンプレッサ３１が通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ３で回転するようにモータ３１ａを駆動制御する。すなわちバッテリ３７への負担を最小限にしつつ、車室内の温度上昇を抑制する。
【００３４】
ステップＳ４０２が否定されるとステップＳ４０４に進み、図示のように吹出空気温度Ｔｏｕｔに応じてコンプレッサ３１のオン信号またはオフ信号を出力する。この場合、コンプレッサ停止状態で吹出空気温度ＴｏｕｔがＴ０２以上になるとオン信号を出力し、コンプレッサオン状態で吹出空気温度ＴｏｕｔがＴ０１（＜Ｔ０２）以下になるとオフ信号を出力する。次いで、ステップＳ４０５でコンプレッサ３１のオン信号が出力されたか否かを判定する。ステップＳ４０５が肯定されるとステップＳ４０３に進み、否定されるとステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６ではインバータ３５に所定の制御信号を出力し、コンプレッサ３１を停止する。なお、以上の処理で所定回転数Ｎｃ１，Ｎｃ２，Ｎｃ３は、例えばＮｃ１≦Ｎｃ３≦Ｎｃ２に設定されている。
【００３５】
本実施の形態による車両用空調装置の特徴的な動作を説明する。
エアコンカット要求がない場合は電磁弁７１は開放され、コンプレッサ３１は通常回転数Ｎｃで回転する（ステップＳ２１１）。これによりコンプレッサ３１から吐出された冷媒は車両コントローラ７２、インバータ３５とエバポレータ３４にそれぞれ導かれる。その結果、電気部品が冷却されるとともに、車室内に所定温度の空調風が送風される。
【００３６】
一方、エンジン始動時、加速時、またはバッテリ残量不足によりエアコンカット要求があると、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭと冷媒圧力Ｐｄ（またはモータ駆動電流Ｉａｃ）に応じたエアコンカット制御が実行される。例えば、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ以上になると（領域Ｂ）、コンプレッサ３１が所定回転数Ｎｃ１で回転するとともに、電磁弁７１が閉じられる（ステップＳ３０７、ステップＳ３０９）。これによりエアコンカット要求があってもコンプレッサ３１の運転が継続され、コンプレッサ３１からの冷媒は全て車両コントローラ７２およびインバータ３５に導かれる。その結果、電気部品から多量の熱が奪われ、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭを速やかに目標冷却温度Ｔｃ以下に低減することができる。また、コンプレッサ３１の回転数Ｎｃ１は通常回転数Ｎｃよりも低いので、エンジン負荷が軽減され、エンジンのオーバーヒートやバッテリ切れによるエンストなどを可及的に防止できる。
【００３７】
冷媒圧力Ｐｄがα以上、すなわちコンプレッサ駆動トルクがコンプレッサ３１の再起動を可能とする所定トルク以上で、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ未満になると（領域Ｂ’）、コンプレッサ３１は所定回転数Ｎｃ１で回転したまま電磁弁７１が開放される（ステップＳ３０７，ステップＳ３１１）。これにより冷媒は車両コントローラ７２およびインバータ３５だけでなくエバポレータ３４にも導かれ、電気部品を冷却するとともに、空調風の温度上昇を抑えることができる。この場合、エアコンカット要求があってもコンプレッサ３１を停止しないので、コンプレッサ３１は再起動されることがない。なお、領域Ｂと比べると電気部品に導かれる冷媒量が少ないため、電気部品からの放熱量が減少するが、ＴＩＰＭ温度は目標冷却温度Ｔｃ未満であるため問題ない。
【００３８】
冷媒圧力Ｐｄがα未満、すなわちコンプレッサ駆動トルクがコンプレッサ３１の再起動を可能とする所定トルク未満で、かつ、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ未満になると（領域Ａ）、エアコンカット要求に応じたエアコンカット制御が実行される。車両加速やエンジン始動によるエアコンカット要求の場合、電磁弁７１が開放されるとともに、コンプレッサ３１の回転が停止する（ステップＳ３０６、ステップＳ３１２）。これによりエンジン負荷が軽減され、良好な車両加速性、エンジン始動性を発揮できる。コンプレッサ停止後、設定時間（数秒程度）が経過するとコンプレッサ３１は再起動し、所定回転数Ｎｃ２で回転する。これにより電気部品を冷却することができるとともに、吹出空気温度の上昇が抑えられ、車室内に再び所望の空調風を送風できる。この場合、コンプレッサ３１の再起動時の回転数Ｎｃ２は通常回転数Ｎｃよりも低いのでエンジン負荷は小さく、エアコンカット要求下でコンプレッサ３１を回転させても問題ない。また、冷媒圧力Ｐｄはα未満なので、コンプレッサ３１の起動に高トルクを要せず、再起動は容易である。
【００３９】
これに対し、バッテリ３７によるエアコンカット要求の場合、電磁弁７１が開放されるとともに、吹出空気温度Ｔｏｕｔが所定値Ｔ０１以下のときはコンプレッサ３１が停止する（ステップＳ３１２、ステップＳ４０６）。これによりモータジェネレータ２０５で発電した電力は全てバッテリ３７に蓄えられ、バッテリ残量が早期に回復する。コンプレッサ停止後、外気温Ｔａｍｂに応じた最大停止時間ｔｏｆｆを経過すると、所定回転数Ｎｃ３でコンプレッサ３１が回転する（ステップＳ４０３）。これにより電気部品を冷却することができるとともに、吹出空気温度の上昇が抑えられ、車室内に再び所望の空調風を送風できる。この場合、コンプレッサ３１の再起動時の回転数Ｎｃ１は通常回転数Ｎｃよりも低いので、電力消費量が少なく、モータジェネレータ２０５からの余剰電力によりバッテリ３７を充電することができる。また、外気温Ｔａｍｂが高いほど最大停止時間ｔｏｆｆを短く設定するので、外気温Ｔａｍｂが高い場合にコンプレッサ３１の停止は短時間で済み、車室内の空調状態の悪化を最小限に抑制できる。
【００４０】
コンプレッサ停止時に、吹出空気温度Ｔｏｕｔが所定値Ｔ０２以上になると、コンプレッサ３１は所定回転数Ｎｃ３で回転する（ステップＳ４０５→ステップＳ４０３）。これにより吹出空気温度Ｔｏｕｔの上昇が抑えられ、乗員の空調快適性を保つことができる。この場合、コンプレッサ３１は低回転（Ｎｃ３）で回転するため、電力消費量が少なく、モータジェネレータ２０５からの余剰電力によりバッテリ３７の充電も可能である。
【００４１】
エンジン２０１の始動、加速の終了、またはバッテリ３７の充電終了によりエアコンカット要求が解除されると、エアコンカット制御が終了し、コンプレッサ３１の回転数はエアコンカット制御前の通常回転数Ｎｃに復帰する（ステップＳ２１１）。
【００４２】
以上の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）車両コントローラ７２およびインバータ３５とエバポレータ３４とに並列に冷媒が流れるように冷媒回路を形成し、エンジン始動、加速、バッテリ残量不足等によりエアコンカット要求がなされると、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ以上のときはコンプレッサ３１を通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ１で運転するようにした。これによりエンジン負荷およびバッテリ３７への負荷を軽減してエアコンカット要求を満たしつつ、電気部品を冷却することができる。
（２）ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ未満のとき、冷媒圧力Ｐｄまたはモータ駆動電流Ｉａｃがα以上の場合にコンプレッサ３１を所定回転数Ｎｃ１で運転するようにしたので、コンプレッサ駆動トルクが大きい状態でコンプレッサ３１を再起動する必要がない。その結果、コンプレッサ３１の停止後すぐに再起動できずに冷却性能を悪化するといった不具合を解消できる。
（３）冷凍サイクルの分岐点７６の下流に電磁弁７１を設け、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが目標冷却温度Ｔｃ以上のときは電磁弁７１を閉じてコンプレッサ３１から吐出された冷媒を全て電気部品に導き、所定値Ｔｃ未満のときは電磁弁７１を開いて電気部品とエバポレータ３４にそれぞれ冷媒を導くようにした。これにより空調への影響を最小限に抑えつつ、電気部品の温度を速やかに目標冷却温度Ｔｃ以下に制御することができる。
（４）ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが所定値Ｔｃ未満で、かつ、冷媒圧力Ｐｄまたはモータ駆動電流がα未満のとき、車両コントローラ７２からエアコンカット要求がなされると、数秒程度コンプレッサ３１を停止させた後、通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ２で再起動するようにした。これによりエンジン始動性、加速性を損なうことなく、空調への影響も最小限に抑えることができる。
（５）ＩＰＭ温度ＴＩＰＭが所定値Ｔｃ未満で、かつ、冷媒圧力Ｐｄまたはモータ駆動電流がα未満のとき、バッテリコントローラ２０６からエアコンカット要求がなされると、所定の最大停止時間ｔｏｆｆだけコンプレッサ３１を停止させた後、通常回転数Ｎｃよりも低い所定回転数Ｎｃ３で再起動するようにした。これによりバッテリ残量を速やかに回復することができる。
（６）外気温Ｔａｍｂが高くなるほど最大停止時間ｔｏｆｆを短くしたので、乗員の空調快適性の悪化を最小限に抑えられる。
（７）吹出空気温度が所定値Ｔ０２以上のときは、最大停止時間ｔｏｆｆ経過前でもコンプレッサ３１を所定回転数Ｎｃ３で駆動するので、吹出空気温度の上昇を抑えつつ、余剰電力によりバッテリ３７を充電することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭと冷媒圧力Ｐｄに応じて領域Ａ，Ｂ，Ｂ’を分け、各領域に応じたエアコンカット制御を行うようにしたが、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭのみに応じたエアコンカット制御、または冷媒圧力Ｐｄのみに応じたエアコンカット制御を行うようにしてもよい。この場合、領域Ａ，Ｂ，Ｂ’に分けるのでなく、領域Ａ，Ｂまたは領域Ａ，Ｂ’に分ければよい。上記では、エアコンカット制御によりコンプレッサ３１の回転数を低減してコンプレッサ３１の負荷を軽減するようにしたが、コンプレッサ３１をオンオフ制御（デューティー制御）して負荷を軽くしてもよい。
【００４４】
電磁弁７１を可変電磁弁として構成し、ＩＰＭ温度ＴＩＰＭや外気温Ｔａｔｍに応じて徐々に電磁弁の開閉量を調整するようにしてもよい。バッテリコントローラ２０６からエアコンカット要求がなされたときの最大停止時間ｔｏｆｆを外気温Ｔａｍｂに応じて設定したが、車両コントローラ７２からエアコンカット要求がなされたときのコンプレッサ停止時間も外気温に応じて設定するようにしてもよい。車両コントローラ７２、インバータ３５だけでなく、冷却の必要な他の電気部品をエバポレータ３４と並列に設けて冷却するようにしてもよい。ＩＰＭ温度センサ７３を車両コントローラ７２に設けたが、インバータ３５に設けてもよい。
【００４５】
コンプレッサ３１とインバータ３５を別体にしたが、コンプレッサ３１とインバータ３５を一体に設けてもよい。コンプレッサ駆動用モータ３１ａは、コンプレッサ３１のケーシング内に一体に設けてもよく、ケーシング外に別体に設けてもよい。
【００４６】
なお、上記実施の形態において、例えば指令手段を車両コントローラ７２およびバッテリコントローラ２０６により、温度検出手段をＩＰＭ温度センサ７３により、圧力検出手段を圧力センサ７５により、電流検出手段をインバータ３５により、分配手段を電磁弁７１によりそれぞれ実現したが、これに限らず種々の構成によりこれらの手段を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する制御装置で実行される処理の一例を示すフローチャート（その１）。
【図３】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する制御装置で実行される処理の一例を示すフローチャート（その２）。
【図４】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する制御装置で実行される処理の一例を示すフローチャート（その３）。
【符号の説明】
３１ コンプレッサ ３１ａ 電動モータ
３４ エバポレータ ３５ インバータ
４３ 制御装置 ７２ 車両コントローラ
７３ ＩＰＭ温度センサ ７１ 電磁弁
７５ 圧力センサ ２０６ バッテリコントローラ

Claims (9)

1. 電動モータにより駆動されるコンプレッサと、
   前記コンプレッサにより圧送された冷媒を、吸熱器としてのエバポレータと所定の電気部品とにそれぞれ並列に導くように形成した冷媒回路と、
   所定の条件でエアコンカット指令を出力する指令手段と、
   前記指令手段によりエアコンカット指令が出力されたとき、コンプレッサ駆動トルクが前記コンプレッサの再起動を可能とする所定トルクより低いときは前記コンプレッサを停止し、コンプレッサ駆動トルクが前記所定トルク以上のときは前記コンプレッサを通常よりも低回転で駆動するコンプレッサ制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 電動モータにより駆動されるコンプレッサと、
   前記コンプレッサにより圧送された冷媒を、吸熱器としてのエバポレータと所定の電気部品とにそれぞれ並列に導くように形成した冷媒回路と、
   所定の条件でエアコンカット指令を出力する指令手段と、
   前記電気部品の温度を検出する温度検出手段と、
   前記指令手段によりエアコンカット指令が出力されたとき、前記電気部品が耐熱温度を超えないように、前記温度検出手段により検出された電気部品の温度に応じて前記コンプレッサを制御するコンプレッサ制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記コンプレッサ制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度が所定値以上になるとエアコンカット指令が出力されても前記コンプレッサを停止しないで通常よりも低回転で駆動し、前記温度が所定値未満になると前記コンプレッサを停止することを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項３に記載の車両用空調装置において、
   前記コンプレッサ制御手段は、前記電気部品の温度が所定値未満のときでも、コンプレッサ駆動トルクが所定値を越える場合はエアコンカット指令が出力されても前記コンプレッサを停止しないで通常よりも低回転で駆動し、コンプレッサ駆動トルクが前記所定値未満になると前記コンプレッサを少なくとも所定時間停止することを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項４に記載の車両用空調装置において、
   前記所定の条件は、車両の高負荷状態またはバッテリの電力不足状態であり、前記車両の高負荷状態より前記バッテリの電力不足状態の方が、前記所定時間を長く設定することを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項４または５に記載の車両用空調装置において、
   前記所定時間は、外気温が高いほど短くなるように設定されることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項４〜６に記載の車両用空調装置において、
   冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を備え、この圧力検出手段による検出結果に基づいてコンプレッサ駆動トルクが前記所定値を越えたことを検出することを特徴とする車両用空調装置。
8. 請求項４〜７に記載の車両用空調装置において、
   前記電動モータの駆動電流を検出する電流検出手段を備え、前記電流検出手段による検出結果に基づいてコンプレッサ駆動トルクが前記所定値を越えたことを検出することを特徴とする車両用空調装置。
9. 請求項２〜８のいずれかに記載の車両用空調装置において、
   前記エバポレータと前記電気部品へ冷媒を分配する分配手段と、
   前記電気部品の温度が高いほど前記電気部品への冷媒の分配割合が増加するように前記分配手段を制御する分配制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。

Images