JP2004276700A

JP2004276700A - 車両蒸気圧縮式冷凍機

Info

Publication number: JP2004276700A
Application number: JP2003069381A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Okamoto; 俊明岡本; Yuichi Ikeda; 雄一池田; Nobutaka Tanaka; 信貴田中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】ＰＴＯを有する車両において、空調装置の消費動力増大を抑制しつつ、空調感の悪化を抑制する。
【解決手段】圧縮機１０の吐出圧Ｐｄが所定値を超えたときには、熱負荷によらず圧縮機１０の吐出容量を低下させる。これにより、吐出圧Ｐｄの上昇速度を鈍化させることができる。このため、吐出圧Ｐｄが、圧縮機１０、つまり蒸気圧縮式冷凍機を実質的に停止させなければならない圧力Ｐｄｍａｘまで上昇するに必要な時間が長くなるので、圧縮機１０の稼働率（稼動時間）を増大させることができる。したがって、圧縮機１０が停止している間に温度が上昇した室内空気を再び冷却するといった行為が頻繁に繰り返されることを抑制できるので、空調装置、つまり蒸気圧縮式冷凍機の消費動力が増大してしまうことを抑制できるとともに、空調感が悪化してしまうことを抑制できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーゲートやクレーン等の走行以外の仕事を行う特殊機器が装着された車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
パワーゲートやクレーン等の走行以外の仕事を行う特殊機器が装着された車両の空調装置において、特殊機器の駆動源と同一の駆動源（例えば、走行用エンジン）から動力を得て圧縮機を稼動させる場合、特殊機器を稼動させるべく駆動源の回転数を増大させると、これに連動して圧縮機の回転数が増大して高圧側冷媒圧力が異常に高くなってしまうおそれがあるので、従来は、吐出圧が所定圧力以上となったときに、電磁クラッチにて圧縮機への動力伝達を遮断して高圧側冷媒圧力が異常上昇してしまうことを防止していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−９４７４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の発明では、電磁クラッチが頻繁に断続してしまうおそれが高いので、空調感が悪化してしまうとともに、圧縮機が停止している間に温度が上昇した室内空気を再び冷却するといった行為が頻繁に繰り返されため、空調装置、つまり蒸気圧縮式冷凍機の消費動力が増大してしまうといった問題が発生するおそれが高い。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な車両用蒸気圧縮式冷凍機を提供し、第２には、蒸気圧縮式冷凍機の消費動力増大を抑制することを目的とする。
【０００６】
【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、走行以外の仕事を行う特殊機器の駆動源（１）から動力を得て稼動する圧縮機（１０）を備える車両用蒸気圧縮式冷凍機であって、圧縮機（１０）として可変容量型圧縮機が採用されているとともに、圧縮機（１０）の吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、熱負荷によらず圧縮機（１０）の吐出容量を低下させる保護手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、吐出圧（Ｐｄ）の上昇速度を鈍化させることができる。このため、吐出圧Ｐｄが、圧縮機（１０）、つまり蒸気圧縮式冷凍機を実質的に停止させなければならない圧力まで上昇するに必要な時間が長くなるので、圧縮機（１０）の稼働率（稼動時間）を増大させることができる。したがって、蒸気圧縮式冷凍機の消費動力が増大してしまうことを抑制できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、保護手段は、吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、吐出圧（Ｐｄ）の上昇に対して線形的に吐出容量を低下させることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、保護手段は、吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、吐出圧（Ｐｄ）の上昇に対して比例積分制御又は比例積分微分制御にて吐出容量を低下させることを特徴とするものである。
【００１０】
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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明に係る車両用蒸気圧縮式冷凍機を車両用空調装置に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。
【００１２】
圧縮機１０は走行用の駆動源（エンジン）１から動力を得て冷媒を吸入圧縮するもので、本実施形態では、斜板の傾斜角度を変更することにより連続的に吐出容量を変更することができる斜板型の可変容量圧縮機を採用している。
【００１３】
凝縮器１１は圧縮機１０から吐出された高温・高圧の冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する高圧側熱交換器であり、減圧器１２は凝縮器１１から流出した高圧冷媒を減圧するもので、本実施形態では、圧縮機１０に吸引される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度が制御される、いわゆる温度式膨脹弁が採用されている。
【００１４】
蒸発器１３は低圧冷媒と室内に吹き出す空気とを熱交換して低圧の液相冷媒を蒸発させることにより室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交換器であり、圧力センサ１４は圧縮機１０の吐出圧、つまり減圧器１２にて減圧される前の冷媒圧力を検出する圧力検出手段である。
【００１５】
そして、圧力センサ１４の検出信号は、圧縮機１０の吐出容量を制御する電子制御装置１５に入力されており、電子制御装置１５は、後述するＰＴＯスイッチ３のＯＮ信号及び圧力センサ１４の検出信号等をパラメータとして予め設定されたプログラムに従って圧縮機１０を制御する。
【００１６】
ＰＴＯ（パワーテイクオフ）２はパワーゲートやクレーン等の走行以外の仕事を行う特殊機器にエンジン１の出力を断続可能に伝達する動力伝達装置であり、ＰＴＯスイッチ３は特殊機器にエンジン１の出力を伝達する場合としない場合とを切換制御するスイッチ手段である。
【００１７】
次に、電子制御装置１５の制御作動、つまり圧縮機１０の制御について述べる。
【００１８】
１．通常運転モード
この運転モードは、ＰＴＯスイッチ３が遮断されて特殊機器への動力伝達が遮断されているときに実施されるモードである。具体的には、蒸発器１３を通過した直後の空気温度が制御目標温度となるように圧縮機１０の吐出容量を制御するものである。
【００１９】
なお、アイドリング運転時には、必要な流量が確保することができるように、エンジン１（エンジン制御装置）に対してエンジン回転数（アイドリング回転数）を増大させ旨の要求信号を発する。
【００２０】
２．ＰＴＯ作動時モード
このモードは、圧縮機１０の吐出容量が最小容量（０％容量）より大きくなって蒸気圧縮式冷凍機内に冷媒が循環しているときに実施されるモードである。
【００２１】
具体的には、圧縮機１０の吐出容量が最小容量（０％容量）より大きく蒸気圧縮式冷凍機内に冷媒が循環している場合に、ＰＴＯスイッチ３が投入されて特殊機器に動力が伝達され始めたときには、図２に示すように、吐出圧Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄａとなるまでは、現状の吐出容量、つまり蒸発器１３を通過した直後の空気温度が制御目標温度となるような吐出容量を維持し、吐出圧Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄａを超えたときには、空調負荷の変化、つまり制御目標温度の変化によらず、吐出圧Ｐｄの上昇に対して線形的に吐出容量を低下させる。
【００２２】
そして、吐出圧Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄａより高い第２所定圧力Ｐｄｍａｘとなったときには、吐出容量が最小容量（０％容量）として、蒸気圧縮式冷凍機を実質的に停止させる。因みに、図３は上記作動を示すフローチャートである。
【００２３】
なお、図２では、説明を容易にするために、最大容量（１００％容量）から吐出圧Ｐｄの上昇に対して線形的に吐出容量を低下させるように描かれているが、本実施形態は、図２に示されたものに限定されない。
【００２４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００２５】
本実施形態では、圧縮機１０の吐出圧Ｐｄが所定値を超えたときには、熱負荷によらず圧縮機１０の吐出容量を低下させるので、吐出圧Ｐｄの上昇速度を鈍化させることができる。
【００２６】
このため、吐出圧Ｐｄが、圧縮機１０、つまり蒸気圧縮式冷凍機を実質的に停止させなければならない圧力（第２所定圧力Ｐｄｍａｘ）まで上昇するに必要な時間が、電磁クラッチをＯＮ−ＯＦＦ制御する従来の空調装置に比べて長くなるので、圧縮機１０の稼働率（稼動時間）を増大させることができる。
【００２７】
したがって、圧縮機１０が停止している間に温度が上昇した室内空気を再び冷却するといった行為が頻繁に繰り返されることを抑制できるので、空調装置、つまり蒸気圧縮式冷凍機の消費動力が増大してしまうことを抑制できるとともに、空調感が悪化してしまうことを抑制できる。
【００２８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ＰＴＯスイッチ３が投入されて特殊機器に動力が伝達され始めた時の吐出容量を基準として、吐出圧Ｐｄの上昇に応じて徐々に吐出容量を低下させていったが、本実施形態は、図４に示すように、蒸発器１３を通過した直後の空気温度が制御目標温度となるような吐出容量に対して係数αを乗して実際の吐出容量を決定するとともに、ＰＴＯスイッチ３が投入されて特殊機器に動力が伝達され始めた時の係数αを基準（１００％）として、吐出圧Ｐｄの上昇に応じて徐々に小さくすることにより、吐出圧Ｐｄの上昇に応じて徐々に吐出容量を小さくするものである。
【００２９】
（第３実施形態）
本実施形態は、吐出圧Ｐｄが所定値を超えたときには、吐出圧Ｐｄの上昇に対して比例積分制御又は比例積分微分制御にて吐出容量を低下させるものである。
【００３０】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、吐出圧Ｐｄが所定値を超えたときには、吐出圧Ｐｄの上昇に応じて連続的に吐出容量を低下させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば吐出圧Ｐｄの上昇に応じて不連続的（段階的）に吐出容量を低下させてもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態では、最小容量とすることにより圧縮機１０を実質的に停止させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば駆動源（エンジン１）の動力を断続可能に圧縮機１０に伝達する電磁クラッチを設け、電磁クラッチを切ることにより圧縮機１０を停止させてもよい。
【００３２】
また、上述の実施形態では、通常運転モード時には、蒸発器１３を通過した直後の空気温度が制御目標温度となるように圧縮機１０の吐出容量を制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば吐出容量を一定（１００％）としてもよい。
【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】本発明の第１実施形態に係る吐出容量と吐出圧Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る吐出容量と吐出圧Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…エンジン、２…ＰＴＯ、３…ＰＴＯスイッチ、４…ラジエータ、
１０…圧縮機、１１…凝縮器、１２…減圧器、１３…蒸発器、
１４…圧力センサ、１５…電子制御装置。

Claims

走行以外の仕事を行う特殊機器の駆動源（１）から動力を得て稼動する圧縮機（１０）を備える車両用蒸気圧縮式冷凍機であって、
前記圧縮機（１０）として可変容量型圧縮機が採用されているとともに、前記圧縮機（１０）の吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、熱負荷によらず前記圧縮機（１０）の吐出容量を低下させる保護手段を備えていることを特徴とする車両用蒸気圧縮式冷凍機。
前記保護手段は、前記吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、前記吐出圧（Ｐｄ）の上昇に対して線形的に前記吐出容量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両用蒸気圧縮式冷凍機。
前記保護手段は、前記吐出圧（Ｐｄ）が所定値を超えたときには、前記吐出圧（Ｐｄ）の上昇に対して比例積分制御又は比例積分微分制御にて前記吐出容量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両用蒸気圧縮式冷凍機。