JP2005001523A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の効率を良好にすることにより、車両走行時における空調装置の冷房能力の向上とエンジンの燃費の改善を図ることができる機能を備えた車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】空調装置1は、第1駆動源(エンジン2)で駆動される第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)と、第2駆動源(モータ3)で駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)とを備えている。空調装置1は、要求される冷房能力が所定値以上の場合に、第1駆動源(エンジン2)によって第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)を駆動させるとともに、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)の回転速度を調整し、要求される冷房能力が所定値以下の場合に、第2駆動源(モータ3)によって第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)を駆動させて第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)の回転速度を制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】空調装置1は、第1駆動源(エンジン2)で駆動される第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)と、第2駆動源(モータ3)で駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)とを備えている。空調装置1は、要求される冷房能力が所定値以上の場合に、第1駆動源(エンジン2)によって第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)を駆動させるとともに、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)の回転速度を調整し、要求される冷房能力が所定値以下の場合に、第2駆動源(モータ3)によって第2圧縮機(モータ駆動圧縮機7)を駆動させて第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機6)の回転速度を制御する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等でなる第1駆動源で駆動される第1圧縮機と、モータ等でなる第2駆動源で駆動される第2圧縮機とを備えた車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用空気調和装置(以下、単に「空調装置」という)は、車両の走行用エンジンを動力源とするエンジン駆動圧縮機や、電気自動車等に搭載されている電動圧縮機や、アイドリングストップ時に使用されるモータ駆動圧縮機を使用したものが知られている。
近年、環境保全やエンジンの低燃費化が急速に進んでおり、それに伴いアイドリングストップ機能(エンジンの自動停止・再始動機能)を備えた車両が増加傾向にある。このアイドリングストップ車両では、空調装置を使用中に車両を停止させると、エンジンのアイドリングストップが行われて、エンジンの停止に伴って圧縮機が作動できなくなる。その結果、外気温度が高い場合や、陽射しが強い場合には、車室内の温度が上昇して乗員が不快に感じることがある。また、外気温度が低い場合には、除湿能力が不足して乗員が呼吸する息によって湿度が上昇し、窓ガラスが曇るという不都合が発生する。
【0003】
そこで、車室内の温度に応じて一時的にエンジンを駆動させることによって圧縮機を作動させて、車室内の温度を適温に調整した後に再びアイドリングストップをさせる空調装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、所謂マイルドハイブリッド車両では、エンジンの回転速度がゼロになってから、電動モータで圧縮機を駆動させる空調装置が使用されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−179374号公報(第4〜5頁、図3および図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の空調装置では、圧縮機が起動しても直ぐに空調装置が所要の冷房能力を発揮しない。その結果、空調装置が所要の能力を発揮するまでの間は、送風機のみによって空調を行うことになる。したがって、この間には、温度や湿度が上昇するため、車室内の不快感が解消されないという問題点があった。
【0006】
本発明の課題は、圧縮機の効率を良好にすることにより、車両走行時における空調装置の冷房能力の向上とエンジンの燃費の改善を図ることができる機能を備えた車両用空調装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の車両用空調装置は、第1駆動源で駆動される第1圧縮機と、第2駆動源で駆動される第2圧縮機とを備えた空調装置であって、前記空調装置は、要求される冷房能力が所定値以上の場合に、前記第1駆動源によって前記第1圧縮機を駆動させるとともに、前記第2圧縮機の回転速度を調整し、要求される冷房能力が所定値以下の場合に、第2駆動源によって前記第2圧縮機を駆動させて前記第1圧縮機の回転速度を制御することを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、車両用空調装置は、要求される冷房能力が所定値以上の場合、第1駆動源(エンジン)によって第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を駆動して、第2駆動源(モータ)によって駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)の回転速度を調整する。
一方、車両用空調装置は、要求される冷房能力が所定値以下の場合、例えば、第2駆動源(モータ)によって駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)を駆動させて、前記第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)の回転速度を制御する。
このように、車両用空調装置は、要求される冷房能力に応じて2つの圧縮機を同時または独立させて運転させることにより、メインとなる圧縮機を切り換えるため、圧縮機の効率を良好にすることができるとともに、空調装置の冷房能力とエンジンの燃費との相反する要求を満たすことができる。
このため、例えば、第1駆動源(エンジン)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が停止した場合であっても、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみによる作動で、空調装置の冷房能力の低下を防止して、車室内の気温が上昇することを防止できる。これにより、車両用空調装置は、車室内に吐出される空調装置の冷気の温度を維持させて、車室内を快適な温度に保つことができる。
【0009】
請求項2に記載の車両用空調装置は、請求項1に記載の車両用空調装置であって、前記空調装置は、前記第1圧縮機を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に前記第1圧縮機を停止させることを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させることにより、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が空調装置の冷房能力に余力を与えてから停止するようにさせることができる。これにより、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させたときにも、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみで空調装置を作動させても、車室内を快適な温度に維持させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る車両用空調装置の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示すブロック図である。
図1に示すように、車両の空調装置1は、車両の駆動源であるエンジン2と、モータ駆動圧縮機7用のモータ3とを駆動源として作動するものである。
空調装置1は、例えば、アイドリングストップ機能(自動停止・再始動機能)を備えた車両に搭載される装置として最適なものであるが、アイドリングストップ機能を備えていない車両に搭載してもどちらでもよい。
以下、アイドリングストップ機能を搭載した車両における空調装置1を例にして本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
車両は、図1に示すエンジン2およびモータ・ジェネレータGを駆動源として走行する例えばハイブリッド車であって、排気ガスの排出量の低減するために、車両が信号待ちで一時停止したときや、渋滞中に一時停止したとき等に、自動的にエンジン2を停止して再始動させるアイドリングストップ機能を備えている。その車両は、例えば、エンジン2によって走行する場合、エンジン2のみで走行して、モータ・ジェネレータGの走行モータ(図示せず)が駆動されないモードと、エンジン2の動力の一部をモータ・ジェネレータGのジェネレータ(図示せず)を発電機として充電するようなモードを備えている。そのモータ・ジェネレータGの充電するモードは、エンジン2からの充電のほか、例えば、車両の減速時にエンジン2に燃料を噴射しない状態(ヒューエルカット状態)で、車輪からの駆動力によってモータ・ジェネレータGを回動して車両のエネルギーを充電するモード(減速回生モード)をも備えている。そして、その車両では、モータ・ジェネレータGの走行モータで単独走行する場合、エンジン2の吸排気弁を閉じて、シリンダが動く際のエネルギーロス(ポンピングロス)を減少させた状態で走行する。
また、その車両は、車室内の空気の暖房および冷房を行う空調装置1を備えている。その車両は、バス、トラック、作業車または乗用車であってもよく、車体の構造等は特に限定しない。
【0013】
図1に示すように、空調装置1は、空調装置1の冷凍サイクル装置Aを作動させるためのエンジン駆動圧縮機6およびモータ駆動圧縮機7からなるハイブリッド型コンプレッサ5と、凝縮器9と、受液器10と、膨張弁11と、蒸発器の空気温度センサ12bを備えた蒸発器12と、制御装置4とから構成されている。
【0014】
次に、図1を参照して各機器を説明する。
図1に示すように、エンジン2は、例えば、ガソリン等を燃料とする車両走行用の内燃機関であり、車輪Wを回転させるための役割と、モータ・ジェネレータGを回転させて蓄電装置17に電気エネルギーを蓄積させるための役割と、エンジン駆動圧縮機6を駆動させるための役割を備えている。エンジン2とモータ・ジェネレータGとは、回転軸21で直結されることによって、ハイブリッド型を構成している。この構成によりエンジン2とモータ・ジュエネレータGとによる駆動力の発生や、減速時など車輪からのエネルギーをモータ・ジジェネレータGの回転により蓄電することを可能としている。エンジン2の他端側には、エンジン駆動圧縮機6を連動させるための伝達装置8が設置されている。エンジン2の回転は、変速機Tを介して車輪Wに伝達される。
なお、エンジン2およびモータ・ジュエネレータGは、特許請求の範囲の「第1駆動源」に相当する。
【0015】
その伝達装置8は、エンジン2に設置されたプーリ82と、エンジン駆動圧縮機6に設置されたプーリ85とにベルト83を巻き掛けてなるベルト伝達機構からなる。伝達装置8は、例えば、エンジン2の他端側に配置されてこのエンジン2によって回転する回転軸81と、この回転軸81の先端に設置されたプーリ82と、エンジン駆動圧縮機6を駆動させるためのプーリ85と、プーリ82とプーリ85とを連動させるためのベルト83と、エンジン駆動圧縮機6に設置された駆動軸84と、この駆動軸84に設置された電磁クラッチ86とから構成されている。
【0016】
モータ・ジェネレータGは、エンジン2を始動させるためのスタータモータの機能と、エンジン2の回転または車輪からの駆動力の回転によって発電する機能とを備えている。そのモータ・ジェネレータGは、バッテリ18を充電し、各電気機器に電力を供給する蓄電装置17に電気的に接続されている。
【0017】
モータ3は、制御装置4、エアコンスイッチ15およびイグニッションスイッチ19を介してバッテリ18に電気的に接続されて、このバッテリ18によって回転して、モータ駆動圧縮機7を駆動するための動力源である。そのモータ3の回転は、中間部に電磁クラッチ32を介在した回転軸31によってモータ駆動圧縮機7に断続的に伝達できるように構成されている。
なお、モータ3は、特許請求の範囲の「第2駆動源」に相当する。
【0018】
冷凍サイクル装置Aは、空調装置1における冷凍サイクルを形成するものである。その冷凍サイクル装置Aは、ハイブリッド型コンプレッサ5と、凝縮器9と、受液器10と、膨張弁11と、蒸発器12とを主要部として構成され、ハイブリッド型コンプレッサ5を上流側、蒸発器12を下流側として、これらを順次に接続して構成されている。冷凍サイクルは、蒸発、圧縮、凝縮、膨張からなる冷媒のサイクルであり、蒸発は蒸発器12で行われ、圧縮はハイブリッド型コンプレッサ5で行われ、凝縮は凝縮器9で行われ、膨張は膨張弁11で行われる。
【0019】
ハイブリッド型コンプレッサ5は、フロン(HFC134a)や二酸化炭素(CO2)等からなる冷媒を圧縮する機器である。ハイブリッド型コンプレッサ5は、圧縮機の省動力のために、エンジン2によって駆動されるエンジン駆動方式のエンジン駆動圧縮機6と、モータ3によって駆動される電動式のモータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機から構成されている。ハイブリッド型コンプレッサ5は、この2種類の圧縮機によって構成されていることにより、省動力と車室内の環境の快適性と、エンジン2の燃費の改善を適宜に図るように作動する。このハイブリッド型コンプレッサ5で圧縮された冷媒は、配管を介して凝縮器9に圧送される。ハイブリッド型コンプレッサ5は、制御装置4の圧縮機制御部41aに電気的に接続されて制御されている。
なお、ハイブリッド型コンプレッサ5は、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とを一体にしたものでも、別体にしたものでもどちらであってもよい。
【0020】
エンジン駆動圧縮機6は、例えば、エンジン2の回転軸81の回転を伝達装置8によって伝達されることで駆動する圧縮機からなる。このエンジン駆動圧縮機6は、モータ駆動圧縮機7より容量が大きな圧縮機からなる。エンジン駆動圧縮機6は、冷房が必要とされる環境下において、2つある圧縮機の中、このエンジン駆動圧縮機6が主に稼動して蒸発器12の下流の空気の温度(以下、単に「蒸発器温度(EVA)」という)が目標蒸発器温度(TGTAC)に制御されている。このエンジン駆動圧縮機6は、車室内温度設定部16で設定された車室内設定温度と、湿度、日射等の環境要素とに基づいて目標温度算出部41cで算出された目標蒸発器温度(TGTAC)と、蒸発器の空気温度センサ12bで検出された空気の蒸発器温度(EVA)との差によって、圧縮機制御部41aで制御されて駆動する。エンジン駆動圧縮機6に設置された駆動軸84の中間部位には、電磁クラッチ86が設置されて、エンジン2の回転が断続的に伝達されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6は、圧縮機制御部41aに電気的に接続されている。
なお、エンジン駆動圧縮機6は、特許請求の範囲の「第1圧縮機」に相当する。
【0021】
モータ駆動圧縮機7は、電磁クラッチ32を介して回転軸31によってモータ3に接続され、エンジン駆動圧縮機6の補助のためのモータ3によって回転する電動式圧縮機である。モータ駆動圧縮機7は、エンジン2によって駆動されるエンジン駆動圧縮機6と一緒に作動するか、エンジン2をアイドリングストップさせているときに作動するか、若しくはそのエンジン駆動圧縮機6の単独作動に係わらず作動する。モータ駆動圧縮機7は、低負荷または除湿暖房等が必要とされる環境下において、2つある圧縮機の中、このモータ駆動圧縮機7が主に稼動して蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)に制御されている。このモータ駆動圧縮機7は、前記車室内設定温度と、前記目標蒸発器温度(TGTAC)と、前記蒸発器温度(EVA)との差等によって、圧縮機制御部41aで制御されて駆動する。
このように、モータ駆動圧縮機7は、蒸発器12によって冷却された空気が流れるこの蒸発器12の下流側(以下、単に「蒸発器12の出口側」という)の空気温度と目標蒸発器温度(TGTAC)によって、その回転が制御されるが、エンジン2の作動時には、その目標蒸発器温度(TGTAC)が2〜3℃程度高く持ち替えられる。
なお、モータ駆動圧縮機7は、特許請求の範囲の「第2圧縮機」にそれぞれ相当する。
【0022】
凝縮器9は、ハイブリッド型コンプレッサ5で高圧高温になった冷媒を熱交換によって冷却し、液化する機器である。この凝縮器9は、配管によって、受液器10に接続されている。
【0023】
受液器10は、凝縮器9によって液化された冷媒を一時貯えるボンベに相当する機器である。受液器10は、ドライヤ(図示せず)等を介して膨張弁11に接続され、そのドライヤ(図示せず)で冷媒中の水分を除去して膨張弁11に冷媒を供給する。
【0024】
膨張弁11は、蒸発器12の入り口に取り付けられ、高温高圧の液化冷媒がここを通過すると液体から霧状の気体に変化して噴射する機器である。この膨張弁11は、配管によって蒸発器12に接続されて、電気的に制御装置4に接続されている。膨張弁11には、絞り弁(図示せず)が内設されており、蒸発器12に設置された蒸発器の空気温度センサ12bの検出値によって絞り弁を制御装置4がコントロールして、蒸発器12に噴射する冷媒の流量(冷媒能力)を調節している。
【0025】
蒸発器12は、冷媒を気化することにより車室内の空気の熱を奪って冷却する熱交換器であり、空調ケース14に内設されている。その蒸発器12には、ファン12aが設置されており、このファン12aによって、冷却された空気を車室内に送り、直射日光や外気温度によって高温になった車室内の空気を吸引して循環が行われる。蒸発器12は、バルブ類(図示せず)を介して圧力調整された冷媒を元のハイブリッド型コンプレッサ5に戻るように配管によって接続されている。蒸発器12の冷媒の温度は、蒸発器の温度設定部12cおよび蒸発器制御部41eによって制御されている。蒸発器12は、蒸発器の温度設定部12cを介して空調制御部41に電気的に接続されている。
【0026】
ファン12aは、蒸発器12の出口側等に設置されて、車室内の空気を吸引して蒸発器12に当て、その蒸発器12で冷却された空気を各種ダクト(図示せず)を介してデフロスタ吹出口(図示せず)やフェイス吹出口(図示せず)やフット吹出口(図示せず)から車室内に戻して車室内の空気を循環させるためのものである。ファン12aは、制御装置4のファン制御部41dに電気的に接続されている。ファン12aは、このファン制御部41dによって回転が制御されて、送風量がコントロールされている。
【0027】
蒸発器の空気温度センサ12bは、蒸発器12で冷媒を気化することによって冷却された空気の温度を検出する温度検出器であり、蒸発器12内を流れる空気の出口側の空調ケース14内に設置されている。
【0028】
蒸発器の温度設定部12cは、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7をそれぞれ単独に制御する蒸発器温度設定制御手段(図示せず)と、モータ駆動圧縮機7の制御に合わせてエンジン駆動圧縮機6を制御するエンジン駆動圧縮機用の蒸発器温度設定制御手段(図示せず)とを備えてなる。
【0029】
車室内温度設定部16は、乗員が車室内の気温を設定するものであり、例えば、インストルメントパネルの中央部に設置された制御器(コントロールパネル)からなる。この車室内温度設定部16は、制御装置4に電気的に接続されている。
【0030】
制御装置4は、電気・電子回路と所定のプログラムとからなるECUであり、空調制御部41、エンジン2をコントロールするエンジン制御部42、蓄電装置17への充放電の切り替えを行う制御部、およびその他機器の制御部(図示せず)を備えている。
【0031】
次に、図1および図2を参照して空調制御部41を説明する。
図2は、図1の空調装置に使用する制御装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、空調制御部41は、エンジン駆動圧縮機6、モータ駆動圧縮機7、膨張弁11、蒸発器12およびファン12aの作動を制御するものであって、圧縮機制御部41aと、タイマ41bと、目標温度算出部41cと、ファン制御部41dと、蒸発器制御部41eと、膨張弁制御部41fとから構成されている。
【0032】
そして、空調制御部41は、次のような機能を備えている。
まず、空調制御部41は、蒸発器の空気温度センサ12bで検出した蒸発器温度(EVA)と、目標温度算出部41cで算出した目標蒸発器温度(TGTAC)とを比較して、蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)より低いときに、モータ駆動圧縮機7を駆動するモータ3の出力を低減させる機能を備えている。
空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止する前に、モータ駆動圧縮機7の出力を予め上昇させて、モータ駆動圧縮機7による冷房能力を高めておく機能を備えている。
空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止させる際に、モータ駆動圧縮機7の出力が所定値以上になる場合、エンジン駆動圧縮機6を作動させてモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
また、空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止させる際に、モータ駆動圧縮機7の出力が所定値以上である場合、エンジン駆動圧縮機6を所定時間後に停止させて、エンジン駆動圧縮機6を所定時間作動してモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
さらに、空調装置1は、モータ駆動圧縮機7が作動中に、このモータ駆動圧縮機7の負荷が所定値以上になったときに、エンジン駆動圧縮機6を作動させて、このエンジン駆動圧縮機6がモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
【0033】
図2に示すように、空調制御部41には、車速検出信号を出力する車速センサ22と、アクセル開度検知信号を出力するアクセル開度検知センサ23と、エンジン2(図1参照)の回転速度を検出してエンジン回転速度信号Neを出力するエンジン回転速度センサ(Neセンサ)24と、車室内の温度を検出して車室温度検出信号を出力する車室温度センサ25と、車室外の温度を検出して外気温度検出信号を出力する外気温度センサ26と、太陽の日射量を検出して日射量検出信号を出力する日射量センサ27と、目標蒸発器温度(TGTAC)の基準となる乗員によって設定された車室内の設定温度の目標温度設定信号を出力する車室内温度設定部16と、エンジン駆動圧縮機負荷信号を出力するエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機負荷信号を出力するモータ駆動圧縮機7と、蒸発器負荷信号を出力する蒸発器12と、この蒸発器12で冷却された空気の温度を検出して蒸発器の空気温度検出信号を出力する蒸発器の空気温度センサ12bと、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とを制御するための蒸発器温度設定信号を出力する蒸発器の温度設定部12cと、絞り弁開度信号を出力する膨張弁11とが接続されている。
なお、エンジン駆動圧縮機負荷信号およびモータ駆動圧縮機負荷信号は、例えば、回転速度の指令値である。
【0034】
図1に示すように、空調制御部41は、冷凍サイクル装置Aを作動させるにあたり、例えば、エンジン2のみが駆動している場合には、エンジン駆動圧縮機6を作動させる命令信号が出力されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6の駆動命令信号によって電磁クラッチ86が繋がれてエンジン駆動圧縮機6が、作動するように構成されている。
また、空調制御部41は、エンジン2が自動停止中(アイドリングストップ中)には、モータ駆動圧縮機7の駆動命令信号を出力して、モータ駆動圧縮機7が作動されるように構成されている。
【0035】
空調制御部41は、エンジン2がアイドリングストップする前に、このエンジン2でエンジン駆動圧縮機6を駆動させるとともに、モータ駆動圧縮機7の駆動命令信号を出力することによって、モータ駆動圧縮機7が作動されるように構成されている。
そして、空調制御部41は、モータ駆動圧縮機7を作動させる時期を、車速検出信号、アクセル開度検知信号およびエンジン回転速度信号Neによって演算して予測する機能を備えている。
また、空調制御部41は、エンジン2がアイドリングストップした際に、モータ駆動圧縮機7の負荷状況によって、エンジン駆動圧縮機6の停止および駆動命令信号が出力されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6の停止命令信号で電磁クラッチ86が切断することによって、エンジン駆動圧縮機6は停止し、モータ駆動圧縮機7のみが作動されるように構成されている。
そして、エンジン2を自動再始動するにあたって、空調制御部41は、モータ・ジェネレータGによってエンジン2が駆動すると同時に、エンジン駆動圧縮機6の駆動命令信号を出力して、エンジン駆動圧縮機6が作動されるように構成されている。そして、自動停止再始動制御部42aによってモータ・ジェネレータGによりエンジン2が駆動すると、空調制御部41は、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが一緒に作動させるように構成されている。
【0036】
圧縮機制御部41aは、車室内の気温が目標温度算出部41cで算出した目標蒸発器温度(TGTAC)になるように、ハイブリッド型コンプレッサ5のエンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7をコントロールする制御器である。
タイマ41bは、エンジン駆動圧縮機6の停止信号を受けてからこのエンジン駆動圧縮機6を停止させるまでの所定時間を計測するものである。
【0037】
目標温度算出部41cは、予め設定した外気温度や日射量等の所定の外乱条件により、車室内温度設定部16で乗員が設定した設定温度に車室内の気温が等しくなるように蒸発器12の出口側の温度を算出するものである。この目標温度算出部41cで算出される値は、外気温度や日射量等によって適切な値に変更される。
【0038】
ファン制御部41dは、ファン12aを作動させることによって蒸発器12の冷気を車室内に循環させるとともに、蒸発器の空気温度センサ12bで検出した蒸発器12の空気温度が、目標温度算出部41cで算出された目標蒸発器温度(TGTAC)に適宜になるようにファン12aの回転速度をコントロールする制御器である。なお、ファン12aは、手動的な操作によってON・OFFするようにしてもよい。
【0039】
蒸発器制御部41eは、蒸発器の温度設定部12cの蒸発器温度設定信号に基づき、モータ駆動圧縮機7およびエンジン駆動圧縮機6を制御するものである。
膨張弁制御部41fは、膨張弁11に設置された絞り弁(図示せず)の開度を調整して冷媒の流れをコントロールする制御器である。
【0040】
次に、図1および図2を参照してエンジン制御部42を説明する。
図1に示すように、エンジン制御部42は、エンジン2のアイドリングストップや自動再始動によるアイドリングストップの可否の判断を行う自動停止再始動制御部42aと、この自動停止再始動制御部42aからの信号に基づいてエンジン2への燃料の供給を停止してアイドリングストップを行うための燃料供給停止部42bと、アイドリングストップ中のエンジン2を再始動させるための再始動駆動部42cとから構成されている。
【0041】
自動停止再始動制御部42aは、燃料供給停止部42bと再始動駆動部42cとにエンジン2への燃料の供給や供給の停止の信号を発信してアイドリングストップを行うとともに、バッテリ18への充放電の切り替えを主に行うものである。
【0042】
図2に示すように、自動停止再始動制御部42aは、車速センサ22と、アクセル開度検知センサ23と、バッテリ18(図1参照)に残存する電力量を検出するとともに、その電力量に基づいてバッテリ残容量信号SOC(StatusOf Charge)を出力するバッテリ残容量センサ28とに電気的に接続されている。また、自動停止再始動制御部42aには、燃料供給停止部42bと、再始動駆動部42cとが電気的に接続されている。
【0043】
この自動停止再始動制御部42aは、後記する所定の条件を満たしていることを前提に、アクセル開度検知センサ23からのアクセルを閉じたアクセル開度検知信号を受けてから、予め設定されたタイマ時間経過後に、燃料供給停止部42bに向けて停止許可フラグF1が出力されるように構成されている。そして、停止許可フラグF1を受けた燃料供給停止部42bは、エンジン2(図1参照)への燃料供給を停止して、エンジン2(図1参照)を停止させる。また、自動停止再始動制御手段42aは、エンジン2(図1参照)が停止した際に、空調制御部41に向けてエンジン停止信号CSが出力されるように構成されている。
【0044】
前記した所定条件、すなわち、図1に示すエンジン2のアイドリングストップの条件は、例えば、「車両が予め設定された基準速度以下の低車速になったこと」、「ブレーキスイッチがONになっていること」、「エンジン2の冷却水の温度が所定値以上であること」、「車両のシフトポジションがR(リバース)またはL(ロウ)以外の所定のポジションになっていること」および「バッテリ残容量信号SOCに基づいて自動停止再始動制御部42aが判断した結果、バッテリ18の残存容量が所定値以上であること」からなる要素を少なくとも備えるとともに、これらの要素がすべて満たされていることを要する。
【0045】
ここで、「ブレーキスイッチがON」とは、ブレーキが掛けられている状態をいう。また、「エンジン2の冷却水の温度が所定値以上」とは、水温が低いとエンジン2を再始動できないこともあるため、冷却水がエンジン2を再始動できる温度にあるかをいう。「R(リバース)またはL(ロウ)以外」とは、シフトポジションがそれ以外のD(ドライブ)レンジ等であることを意味する。「バッテリ残存容量所定値以上」とは、バッテリ残容量センサ28(図2参照)で検出したバッテリ18の残容量が所定値、例えば、フル充電時の25%以上であることを意味する。
【0046】
ただし、次の条件が満たされる場合、自動停止再始動制御部42aは、停止許可フラグF1を出力せず、エンジン2は停止しない。この条件、すなわち、エンジン2のアイドリングストップの禁止条件は、例えば「モータ駆動圧縮機7用のモータ3が故障していること」、「バッテリ18の残存容量が例えば前記所定値未満であること」、「エンジン2の冷却水の温度が所定値未満であること」等が挙げられ、エンジン2のアイドリングストップの禁止条件は、これらの要素のうち少なくとも一つが満たされればよい。なお、前記した「モータ3の故障」としては、例えば、モータ3に対する過負荷、過電流、過電圧、電圧低下、コンタクトの溶着等が挙げられる。
【0047】
また、この自動停止再始動制御部42aは、アクセルが踏み込まれて作動するルーチンによってモータ・ジェネレータGを駆動させると同時に、再始動駆動部42cに向けて再始動許可フラグF2(図2参照)が出力されるように構成されている。そして、再始動許可フラグF2(図2参照)を受けた再始動駆動部42cは、エンジン2に対する燃料供給および燃料点火を行い、エンジン2が再始動されるように構成されている。
【0048】
このような構成でなる本発明の実施の形態に係る車両用空調装置は、車室内の温度が、制御装置4によって、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とをコントロールすることにより、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが互いに負担を軽減し合って車室内温度設定部16で設定した所定温度に維持されるように調整される。
【0049】
次に、図3(a)を参照してエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係(TTEVAテーブル)を説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係を示すグラフであり、(b)はエンジン駆動圧縮機のOFF時間と目標吹き出し温度との関係を示すグラフである。
図3(a)において、図1に示すエンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が10℃のときに0時間になるように制御され、車室内温度(Tr)が40℃のときに約80秒になるように制御され、車室内温度(Tr)が50℃のときに約400秒になるように制御され、車室内温度(Tr)が55℃以上のときに約600秒になるように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。そのON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が10℃〜40℃のときに略比例して上昇する。このように、エンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が高くなれば、この車室内温度(Tr)を快適な温度にするために時間がかかり、ON時間(TTEVA)も長くなる。
【0050】
次に、図3(b)を参照してエンジン駆動圧縮機のOFF時の蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係(TEVAテーブル)を説明する。
図3(b)において、図1に示すエンジン駆動圧縮機6のOFF時の蒸発器温度(TEVA)は、目標吹き出し温度(TAO)が0℃〜約15℃のときに約5℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約15℃〜約25℃のときに約5℃〜10℃に上昇するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が25℃〜約35℃のときに約10℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約35℃〜約50℃のときに約10℃〜5℃に下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃以上のときに約5℃になるように蒸発器制御部41eによってそれぞれ制御されている。このように、エンジン駆動圧縮機6のOFF時の蒸発器温度(TEVA)は、5℃〜10℃になるように制御されている。
【0051】
次に、図5(a)を参照してモータ駆動圧縮機による目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係(TGTACテーブル)を説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はモータ駆動圧縮機の目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(b)はモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(c)はモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係を示すグラフである。
図5(a)において、図1に示すモータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)が−10℃〜約0℃のときに約5℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約0℃〜約25℃のときに約5℃〜15℃に上昇するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が25℃〜約35℃のときに約15℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約35℃〜約50℃のときに約15℃〜0℃に下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃以上のときに約0℃になるように蒸発器制御部41eによってそれぞれ制御される。このように、モータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)によって0℃〜15℃に制御されている。モータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)が約10℃を超えると、この目標吹き出し温度(TAO)より低い温度に制御されて、車室内を冷やすようになっている。
【0052】
次に、図4のフローチャートを参照しながら、実施の形態における空調装置1の動作を説明する。
図4は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、エンジン駆動圧縮機を自動停止させるときの許可制御のフローチャートである。
まず、図4を主に、各図を参照してエンジン駆動圧縮機6を自動停止させるときの許可制御を説明する。
【0053】
まず、図1に示すように、イグニッションスイッチ19を回動操作してエンジン2を始動する。すると、各機関や機器に設置した各センサがONしてその情報の読み込みが自動的に行われる。
【0054】
そして、図4において、ステップS1では、図1に示すエアコンスイッチ15がOFFからONに変わったかを判断する。
エアコンスイッチ15がONしたとき(YES)は、ハイブリッド型コンプレッサ5のエンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが作動し、ステップS2に進んで、ハイブリッド型コンプレッサ5のメインとなるエンジン駆動圧縮機6を作動させるタイマ41bがON時間(TTEVA)セットされる。このON時間(TTEVA)は、図3(a)に示すように、車室内温度(Tr)の変化によって時間が変わる。エンジン駆動圧縮機6は、図3(a)に示す現在の車室内温度(Tr)を快適な温度にするのにかかるエンジン駆動圧縮機6のTTEVAテーブルにおけるON時間(TTEVA)だけ作動する(ステップ4)。
なお、前記タイマが作動するON時間(TTEVA)経過後は、特許請求の範囲の「所定時間後」に相当する。
また、エアコンスイッチ15がONした後、ハイブリッド型コンプレッサ5は、タイマ41bが所定時間(ON時間(TTEVA))作動して、メインとなるエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機のよって冷媒を圧縮して加圧することにより、冷凍サイクル装置Aが動いて、蒸発器12および車室内を冷やす。
一方、エアコンスイッチ15がOFFしたとき(NO)は、ステップS2に進む。
【0055】
ステップS3では、エンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)が、0より大きいかを判断する。
そして、「TTEVA>0」のとき(YES)、つまり、エンジン駆動圧縮機6がそのON時間(TTEVA)作動している最中は、このON時間(TTEVA)だけエンジン駆動圧縮機6を作動させる(ステップ4)。
一方、「TTEVA>0」でないとき(NO)、つまり、エンジン駆動圧縮機6が0で、停止しているときは、ステップS5に進む。
【0056】
ステップS5では、モータ駆動圧縮機7が停止しているかを監視し、判断する。
「モータ駆動圧縮機作動中」でないとき(NO)、つまり、モータ駆動圧縮機7が停止しているときは、ステップS6に進む。
一方、「モータ駆動圧縮機作動中」のとき(YES)は、ステップS8に進む。
【0057】
ステップS6では、蒸発器12の出口側の蒸発器温度(EVA)が5℃以下かを判断する。
そして、「蒸発器温度≦5℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)が5℃以下のときは、車室内が快適な温度になっているとみなして、ステップS7に進んで、エンジン駆動圧縮機6をOFFする。
一方、「蒸発器温度≦5℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)が5℃を超えるときは、車室内の温度が高く快適な温度になっていないとみなして、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONして車室内を快適な温度になるようにする。
【0058】
ステップS8では、目標温度算出部41cで算出された蒸発器12の目標吹き出し温度(TAO)と車室内の冷房要求温度(TCOOL)とを比較して、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)以下かを判断する。
そして、「TAO≦TCOOL」のとき(YES)、つまり、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)以下のときは、ステップS9に進む。
一方、「TAO≦TCOOL」でないとき(NO)、つまり、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)を超えているときは、ステップS11に進む。
【0059】
ステップS9では、現在の蒸発器温度(EVA)と、図3(b)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)とを比較して、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)以下かを判断する。
「蒸発器温度≦TEVA」のとき(YES)、つまり、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)以下のときは、蒸発器12の温度が十分に低下しているものとみなし、ステップS10に進んでエンジン駆動圧縮機6をOFFする。そして、ハイブリッド型コンプレッサ5は、モータ駆動圧縮機7のみが作動して、蒸発器温度(EVA)を目標蒸発器温度(TGTAC)に収束されるように蒸発器制御部41eによって制御される。一方、「蒸発器温度≦TEVA」でないとき(NO)、つまり、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)を超えているときは、蒸発器12の温度が十分に低下していないものとみなし、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONして蒸発器12の温度が目標蒸発器温度(TGTAC)になるように蒸発器制御部41eによって制御される。
【0060】
ステップS11では、蒸発器温度(EVA)と、図5(a)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)より2℃高い温度とを比較して、目標吹き出し温度(TAO)が目標蒸発器温度(TGTAC)より2℃高い温度以下であるか否かを判断する。
そして、「蒸発器温度≦TGTAC+2℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)がTGTAC+2℃以下のときは、蒸発器12が十分に冷えている状態とみなして、ステップS7に進んで、エンジン駆動圧縮機6をOFFさせる。
一方、「蒸発器温度≦TGTAC+2℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)がTGTAC+2℃を超えているときは、蒸発器12の出口側の温度が十分に冷えていないとみなして、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONさせる。これにより、蒸発器12の出口側の温度は、エンジン駆動圧縮機6が作動したことにより、徐々に低下する。
【0061】
このように、空調装置1は、エアコンスイッチ15がONした後、タイマ41bが所定時間(ON時間(TTEVA))作動して、メインとなるエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機によって冷媒を圧縮して加圧することにより、急速に蒸発器12および車室内を冷やすことができる。
また、モータ駆動圧縮機7のON/OFFは、冷房要求温度(TCOOL)が目標吹き出し温度(TAO)より小さいとき(TAO>TCOOL)に、モータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)テーブルによってON/OFFが決定される。
そして、モータ駆動圧縮機7により蒸発器温度(EVA)は、目標蒸発器温度(TGTAC)に収束するように制御されて、車室内を快適な温度に維持する。
【0062】
次に、図5(b)を参照してモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係(ECBNテーブル)を説明する。
図5(b)に示すように、モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)が約0℃〜約20℃のときに4000rpmになるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃〜約50℃のときに4000rpm〜0rpmに下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃を超えるときにモータ駆動圧縮機7が停止するように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。このように、モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)によって4000rpm〜0rpmになるように制御される。モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃以下のときに4000rpmになるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃を超えると、反比例して遅い回転速度となるように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。
【0063】
次に、図5(c)を参照してモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係(KECテーブル)を説明する。
図5(c)に示すように、モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が−10℃〜−5℃のときに0になり、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が−5℃〜5℃のときに0〜1に上昇して、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が5℃〜10℃のときに1なる。このように、モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)によって0〜1になっている。
【0064】
図6は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、モータ駆動圧縮機の制御のフローチャートである。
次に、図6を主に、各図を参照してモータ駆動圧縮機7を制御を説明する。
【0065】
まず、図6において、ステップS20では、図1に示すエアコンスイッチ15がONされたかを監視し、判断する。
「AC SW ON」でないとき(NO)、つまり、エアコンスイッチ15がOFFしているときは、ステップS21に進んで、モータ駆動圧縮機7がOFFしている。
一方、「AC SW ON」のとき(YES)、つまり、エアコンスイッチ15がONされたときは、ステップS22に進む。
【0066】
ステップS22では、目標吹き出し温度(TAO)に応じたモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)と、モータ駆動圧縮機7の基本回転速度(BNEC)とを図5(b)に示すECBテーブルから検索して、ステップS23に進む。
【0067】
ステップS23では、現在の蒸発器温度(EVA)と目標蒸発器温度(TGTAC)の差からモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)の検索を行い、ステップS24に進む。
【0068】
ステップS24では、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)の算出を行い、ステップS25に進む。このモータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)は、モータ駆動圧縮機7の基本回転速度(BNEC)にモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)を掛けた数値である。
【0069】
ステップS25では、図2に示す車速センサ22、アクセル開度検知センサ23およびNeセンサ24によって、エンジン2(図1参照)がアイドリングストップ中かを判断する。
「アイドリングストップ中」のとき(YES)、つまり、エンジン2(図1参照)およびエンジン駆動圧縮機6を自動停止してモータ駆動圧縮機7が作動しているときは、ステップS26に進む。
一方、「アイドリングストップ中」でないとき(NO)、つまり、エンジン2(図1参照)が作動しているときは、ステップS27に進む。
【0070】
ステップS26では、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpmを超えているかについて監視し、判断する。
「NEC>3000rpm」のとき(YES)、つまり、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpmを超えているときは、モータ駆動圧縮機7に負担が掛かり過ぎているとみなして、ステップS28に進み、回転速度(NEC)を3000rpmにする。
一方、「NEC>3000rpm」でないとき(NO)、つまり、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpm以下のときは、ステップS27に進む。
【0071】
ステップS27では、蒸発器温度(EVA)が0℃を超えているかについて監視し、判断する。
「蒸発器温度>0℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)が0℃を超えているときは、ステップS29に進んで、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)を基本回転速度(BNEC)にモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)を掛けた数値にする。モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、図5(c)に示すように、0〜1であるため、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が基本回転速度(BNEC)より遅く回転して、蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)に収束するように空調制御部41によって制御される。
一方、「蒸発器温度>0℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)が0℃以下のときは、蒸発器12の出口側の温度が低く十分に冷えているとみなして、ステップS21に進んで、モータ駆動圧縮機7をOFFする。
【0072】
このように空調装置1は、アイドリングストップ中には、モータ駆動圧縮機7を図5(a)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTACテーブル)によって、モータ駆動圧縮機7をON/OFFさせることにより、蒸発器温度(EVA)を目標蒸発器温度(TGTAC)に収束させて、車室内の温度を快適に維持できる。
そして、モータ駆動圧縮機7の負担が高くなったときには、モータ駆動圧縮機7の回転速度を3000rpmにすることにより、モータ駆動圧縮機7の負担を軽減させて空調装置1の冷房能力が低下することを防止して、車室内を常に快適な気温に維持することができる。
【0073】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【0074】
例えば、空調装置1は、アイドリングストップ機能を備えていない車両においても、エンジン(第1駆動源)2で駆動されるエンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)6と、モータ(第2駆動源)3で駆動されるモータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7とを備えたものであれば適用することが可能である。そのような車両における空調装置1は、エンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)6を停止させる前にモータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7を作動させて空調装置1の冷房能力を向上させるとともに、モータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7の回転速度が上がってきたときにエンジン(第1駆動源)2を始動させて、その2つの圧縮機6,7を互いに適宜に作動させることにより、車室内の温度を快適に維持することができるとともに、燃費の改善と排気ガスのクリーン化を図ることができる。そして、空調装置1は、その2つの圧縮機6,7の負担を互いに軽減し合うようにさせて空調装置1の冷房能力が低下することを防止して、車室内の気温を快適に維持することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載の車両用空調装置によれば、車両用空調装置は、要求される冷房能力に応じて2つの圧縮機を同時または独立させて運転させることにより、メインとなる圧縮機を切り換えるため、圧縮機の効率を良好にすることができるとともに、空調装置の冷房能力とエンジンの燃費との相反する要求を満たすことができる。
このため、例えば、第1駆動源(エンジン)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が停止した場合であっても、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみによる作動で、空調装置の冷房能力の低下を防止して、車室内の気温が上昇することを防止できる。これにより、車両用空調装置は、車室内に吐出される空調装置の冷気の温度を維持させて、車室内を快適な温度に保つことができる。
【0076】
本発明の請求項2に記載の車両用空調装置によれば、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させることにより、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が空調装置の冷房能力に余力を与えてから停止するようにさせることができる。これにより、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させたときにも、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみで空調装置を作動させても、快適な温度に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示すブロック図である。
【図2】図1の空調装置に使用する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係を示すグラフであり、(b)はエンジン駆動圧縮機のOFF時間と目標吹き出し温度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、エンジン駆動圧縮機を自動停止させるときの許可制御のフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はモータ駆動圧縮機の目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(b)はモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(c)はモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、モータ駆動圧縮機の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 空調装置
2 エンジン(第1駆動源)
3 モータ(第2駆動源)
4 制御装置
5 ハイブリッド型コンプレッサ
6 エンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)
7 モータ駆動圧縮機(第2圧縮機)
41b タイマ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等でなる第1駆動源で駆動される第1圧縮機と、モータ等でなる第2駆動源で駆動される第2圧縮機とを備えた車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用空気調和装置(以下、単に「空調装置」という)は、車両の走行用エンジンを動力源とするエンジン駆動圧縮機や、電気自動車等に搭載されている電動圧縮機や、アイドリングストップ時に使用されるモータ駆動圧縮機を使用したものが知られている。
近年、環境保全やエンジンの低燃費化が急速に進んでおり、それに伴いアイドリングストップ機能(エンジンの自動停止・再始動機能)を備えた車両が増加傾向にある。このアイドリングストップ車両では、空調装置を使用中に車両を停止させると、エンジンのアイドリングストップが行われて、エンジンの停止に伴って圧縮機が作動できなくなる。その結果、外気温度が高い場合や、陽射しが強い場合には、車室内の温度が上昇して乗員が不快に感じることがある。また、外気温度が低い場合には、除湿能力が不足して乗員が呼吸する息によって湿度が上昇し、窓ガラスが曇るという不都合が発生する。
【0003】
そこで、車室内の温度に応じて一時的にエンジンを駆動させることによって圧縮機を作動させて、車室内の温度を適温に調整した後に再びアイドリングストップをさせる空調装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、所謂マイルドハイブリッド車両では、エンジンの回転速度がゼロになってから、電動モータで圧縮機を駆動させる空調装置が使用されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−179374号公報(第4〜5頁、図3および図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の空調装置では、圧縮機が起動しても直ぐに空調装置が所要の冷房能力を発揮しない。その結果、空調装置が所要の能力を発揮するまでの間は、送風機のみによって空調を行うことになる。したがって、この間には、温度や湿度が上昇するため、車室内の不快感が解消されないという問題点があった。
【0006】
本発明の課題は、圧縮機の効率を良好にすることにより、車両走行時における空調装置の冷房能力の向上とエンジンの燃費の改善を図ることができる機能を備えた車両用空調装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の車両用空調装置は、第1駆動源で駆動される第1圧縮機と、第2駆動源で駆動される第2圧縮機とを備えた空調装置であって、前記空調装置は、要求される冷房能力が所定値以上の場合に、前記第1駆動源によって前記第1圧縮機を駆動させるとともに、前記第2圧縮機の回転速度を調整し、要求される冷房能力が所定値以下の場合に、第2駆動源によって前記第2圧縮機を駆動させて前記第1圧縮機の回転速度を制御することを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、車両用空調装置は、要求される冷房能力が所定値以上の場合、第1駆動源(エンジン)によって第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を駆動して、第2駆動源(モータ)によって駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)の回転速度を調整する。
一方、車両用空調装置は、要求される冷房能力が所定値以下の場合、例えば、第2駆動源(モータ)によって駆動される第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)を駆動させて、前記第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)の回転速度を制御する。
このように、車両用空調装置は、要求される冷房能力に応じて2つの圧縮機を同時または独立させて運転させることにより、メインとなる圧縮機を切り換えるため、圧縮機の効率を良好にすることができるとともに、空調装置の冷房能力とエンジンの燃費との相反する要求を満たすことができる。
このため、例えば、第1駆動源(エンジン)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が停止した場合であっても、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみによる作動で、空調装置の冷房能力の低下を防止して、車室内の気温が上昇することを防止できる。これにより、車両用空調装置は、車室内に吐出される空調装置の冷気の温度を維持させて、車室内を快適な温度に保つことができる。
【0009】
請求項2に記載の車両用空調装置は、請求項1に記載の車両用空調装置であって、前記空調装置は、前記第1圧縮機を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に前記第1圧縮機を停止させることを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させることにより、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が空調装置の冷房能力に余力を与えてから停止するようにさせることができる。これにより、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させたときにも、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみで空調装置を作動させても、車室内を快適な温度に維持させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る車両用空調装置の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示すブロック図である。
図1に示すように、車両の空調装置1は、車両の駆動源であるエンジン2と、モータ駆動圧縮機7用のモータ3とを駆動源として作動するものである。
空調装置1は、例えば、アイドリングストップ機能(自動停止・再始動機能)を備えた車両に搭載される装置として最適なものであるが、アイドリングストップ機能を備えていない車両に搭載してもどちらでもよい。
以下、アイドリングストップ機能を搭載した車両における空調装置1を例にして本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
車両は、図1に示すエンジン2およびモータ・ジェネレータGを駆動源として走行する例えばハイブリッド車であって、排気ガスの排出量の低減するために、車両が信号待ちで一時停止したときや、渋滞中に一時停止したとき等に、自動的にエンジン2を停止して再始動させるアイドリングストップ機能を備えている。その車両は、例えば、エンジン2によって走行する場合、エンジン2のみで走行して、モータ・ジェネレータGの走行モータ(図示せず)が駆動されないモードと、エンジン2の動力の一部をモータ・ジェネレータGのジェネレータ(図示せず)を発電機として充電するようなモードを備えている。そのモータ・ジェネレータGの充電するモードは、エンジン2からの充電のほか、例えば、車両の減速時にエンジン2に燃料を噴射しない状態(ヒューエルカット状態)で、車輪からの駆動力によってモータ・ジェネレータGを回動して車両のエネルギーを充電するモード(減速回生モード)をも備えている。そして、その車両では、モータ・ジェネレータGの走行モータで単独走行する場合、エンジン2の吸排気弁を閉じて、シリンダが動く際のエネルギーロス(ポンピングロス)を減少させた状態で走行する。
また、その車両は、車室内の空気の暖房および冷房を行う空調装置1を備えている。その車両は、バス、トラック、作業車または乗用車であってもよく、車体の構造等は特に限定しない。
【0013】
図1に示すように、空調装置1は、空調装置1の冷凍サイクル装置Aを作動させるためのエンジン駆動圧縮機6およびモータ駆動圧縮機7からなるハイブリッド型コンプレッサ5と、凝縮器9と、受液器10と、膨張弁11と、蒸発器の空気温度センサ12bを備えた蒸発器12と、制御装置4とから構成されている。
【0014】
次に、図1を参照して各機器を説明する。
図1に示すように、エンジン2は、例えば、ガソリン等を燃料とする車両走行用の内燃機関であり、車輪Wを回転させるための役割と、モータ・ジェネレータGを回転させて蓄電装置17に電気エネルギーを蓄積させるための役割と、エンジン駆動圧縮機6を駆動させるための役割を備えている。エンジン2とモータ・ジェネレータGとは、回転軸21で直結されることによって、ハイブリッド型を構成している。この構成によりエンジン2とモータ・ジュエネレータGとによる駆動力の発生や、減速時など車輪からのエネルギーをモータ・ジジェネレータGの回転により蓄電することを可能としている。エンジン2の他端側には、エンジン駆動圧縮機6を連動させるための伝達装置8が設置されている。エンジン2の回転は、変速機Tを介して車輪Wに伝達される。
なお、エンジン2およびモータ・ジュエネレータGは、特許請求の範囲の「第1駆動源」に相当する。
【0015】
その伝達装置8は、エンジン2に設置されたプーリ82と、エンジン駆動圧縮機6に設置されたプーリ85とにベルト83を巻き掛けてなるベルト伝達機構からなる。伝達装置8は、例えば、エンジン2の他端側に配置されてこのエンジン2によって回転する回転軸81と、この回転軸81の先端に設置されたプーリ82と、エンジン駆動圧縮機6を駆動させるためのプーリ85と、プーリ82とプーリ85とを連動させるためのベルト83と、エンジン駆動圧縮機6に設置された駆動軸84と、この駆動軸84に設置された電磁クラッチ86とから構成されている。
【0016】
モータ・ジェネレータGは、エンジン2を始動させるためのスタータモータの機能と、エンジン2の回転または車輪からの駆動力の回転によって発電する機能とを備えている。そのモータ・ジェネレータGは、バッテリ18を充電し、各電気機器に電力を供給する蓄電装置17に電気的に接続されている。
【0017】
モータ3は、制御装置4、エアコンスイッチ15およびイグニッションスイッチ19を介してバッテリ18に電気的に接続されて、このバッテリ18によって回転して、モータ駆動圧縮機7を駆動するための動力源である。そのモータ3の回転は、中間部に電磁クラッチ32を介在した回転軸31によってモータ駆動圧縮機7に断続的に伝達できるように構成されている。
なお、モータ3は、特許請求の範囲の「第2駆動源」に相当する。
【0018】
冷凍サイクル装置Aは、空調装置1における冷凍サイクルを形成するものである。その冷凍サイクル装置Aは、ハイブリッド型コンプレッサ5と、凝縮器9と、受液器10と、膨張弁11と、蒸発器12とを主要部として構成され、ハイブリッド型コンプレッサ5を上流側、蒸発器12を下流側として、これらを順次に接続して構成されている。冷凍サイクルは、蒸発、圧縮、凝縮、膨張からなる冷媒のサイクルであり、蒸発は蒸発器12で行われ、圧縮はハイブリッド型コンプレッサ5で行われ、凝縮は凝縮器9で行われ、膨張は膨張弁11で行われる。
【0019】
ハイブリッド型コンプレッサ5は、フロン(HFC134a)や二酸化炭素(CO2)等からなる冷媒を圧縮する機器である。ハイブリッド型コンプレッサ5は、圧縮機の省動力のために、エンジン2によって駆動されるエンジン駆動方式のエンジン駆動圧縮機6と、モータ3によって駆動される電動式のモータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機から構成されている。ハイブリッド型コンプレッサ5は、この2種類の圧縮機によって構成されていることにより、省動力と車室内の環境の快適性と、エンジン2の燃費の改善を適宜に図るように作動する。このハイブリッド型コンプレッサ5で圧縮された冷媒は、配管を介して凝縮器9に圧送される。ハイブリッド型コンプレッサ5は、制御装置4の圧縮機制御部41aに電気的に接続されて制御されている。
なお、ハイブリッド型コンプレッサ5は、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とを一体にしたものでも、別体にしたものでもどちらであってもよい。
【0020】
エンジン駆動圧縮機6は、例えば、エンジン2の回転軸81の回転を伝達装置8によって伝達されることで駆動する圧縮機からなる。このエンジン駆動圧縮機6は、モータ駆動圧縮機7より容量が大きな圧縮機からなる。エンジン駆動圧縮機6は、冷房が必要とされる環境下において、2つある圧縮機の中、このエンジン駆動圧縮機6が主に稼動して蒸発器12の下流の空気の温度(以下、単に「蒸発器温度(EVA)」という)が目標蒸発器温度(TGTAC)に制御されている。このエンジン駆動圧縮機6は、車室内温度設定部16で設定された車室内設定温度と、湿度、日射等の環境要素とに基づいて目標温度算出部41cで算出された目標蒸発器温度(TGTAC)と、蒸発器の空気温度センサ12bで検出された空気の蒸発器温度(EVA)との差によって、圧縮機制御部41aで制御されて駆動する。エンジン駆動圧縮機6に設置された駆動軸84の中間部位には、電磁クラッチ86が設置されて、エンジン2の回転が断続的に伝達されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6は、圧縮機制御部41aに電気的に接続されている。
なお、エンジン駆動圧縮機6は、特許請求の範囲の「第1圧縮機」に相当する。
【0021】
モータ駆動圧縮機7は、電磁クラッチ32を介して回転軸31によってモータ3に接続され、エンジン駆動圧縮機6の補助のためのモータ3によって回転する電動式圧縮機である。モータ駆動圧縮機7は、エンジン2によって駆動されるエンジン駆動圧縮機6と一緒に作動するか、エンジン2をアイドリングストップさせているときに作動するか、若しくはそのエンジン駆動圧縮機6の単独作動に係わらず作動する。モータ駆動圧縮機7は、低負荷または除湿暖房等が必要とされる環境下において、2つある圧縮機の中、このモータ駆動圧縮機7が主に稼動して蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)に制御されている。このモータ駆動圧縮機7は、前記車室内設定温度と、前記目標蒸発器温度(TGTAC)と、前記蒸発器温度(EVA)との差等によって、圧縮機制御部41aで制御されて駆動する。
このように、モータ駆動圧縮機7は、蒸発器12によって冷却された空気が流れるこの蒸発器12の下流側(以下、単に「蒸発器12の出口側」という)の空気温度と目標蒸発器温度(TGTAC)によって、その回転が制御されるが、エンジン2の作動時には、その目標蒸発器温度(TGTAC)が2〜3℃程度高く持ち替えられる。
なお、モータ駆動圧縮機7は、特許請求の範囲の「第2圧縮機」にそれぞれ相当する。
【0022】
凝縮器9は、ハイブリッド型コンプレッサ5で高圧高温になった冷媒を熱交換によって冷却し、液化する機器である。この凝縮器9は、配管によって、受液器10に接続されている。
【0023】
受液器10は、凝縮器9によって液化された冷媒を一時貯えるボンベに相当する機器である。受液器10は、ドライヤ(図示せず)等を介して膨張弁11に接続され、そのドライヤ(図示せず)で冷媒中の水分を除去して膨張弁11に冷媒を供給する。
【0024】
膨張弁11は、蒸発器12の入り口に取り付けられ、高温高圧の液化冷媒がここを通過すると液体から霧状の気体に変化して噴射する機器である。この膨張弁11は、配管によって蒸発器12に接続されて、電気的に制御装置4に接続されている。膨張弁11には、絞り弁(図示せず)が内設されており、蒸発器12に設置された蒸発器の空気温度センサ12bの検出値によって絞り弁を制御装置4がコントロールして、蒸発器12に噴射する冷媒の流量(冷媒能力)を調節している。
【0025】
蒸発器12は、冷媒を気化することにより車室内の空気の熱を奪って冷却する熱交換器であり、空調ケース14に内設されている。その蒸発器12には、ファン12aが設置されており、このファン12aによって、冷却された空気を車室内に送り、直射日光や外気温度によって高温になった車室内の空気を吸引して循環が行われる。蒸発器12は、バルブ類(図示せず)を介して圧力調整された冷媒を元のハイブリッド型コンプレッサ5に戻るように配管によって接続されている。蒸発器12の冷媒の温度は、蒸発器の温度設定部12cおよび蒸発器制御部41eによって制御されている。蒸発器12は、蒸発器の温度設定部12cを介して空調制御部41に電気的に接続されている。
【0026】
ファン12aは、蒸発器12の出口側等に設置されて、車室内の空気を吸引して蒸発器12に当て、その蒸発器12で冷却された空気を各種ダクト(図示せず)を介してデフロスタ吹出口(図示せず)やフェイス吹出口(図示せず)やフット吹出口(図示せず)から車室内に戻して車室内の空気を循環させるためのものである。ファン12aは、制御装置4のファン制御部41dに電気的に接続されている。ファン12aは、このファン制御部41dによって回転が制御されて、送風量がコントロールされている。
【0027】
蒸発器の空気温度センサ12bは、蒸発器12で冷媒を気化することによって冷却された空気の温度を検出する温度検出器であり、蒸発器12内を流れる空気の出口側の空調ケース14内に設置されている。
【0028】
蒸発器の温度設定部12cは、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7をそれぞれ単独に制御する蒸発器温度設定制御手段(図示せず)と、モータ駆動圧縮機7の制御に合わせてエンジン駆動圧縮機6を制御するエンジン駆動圧縮機用の蒸発器温度設定制御手段(図示せず)とを備えてなる。
【0029】
車室内温度設定部16は、乗員が車室内の気温を設定するものであり、例えば、インストルメントパネルの中央部に設置された制御器(コントロールパネル)からなる。この車室内温度設定部16は、制御装置4に電気的に接続されている。
【0030】
制御装置4は、電気・電子回路と所定のプログラムとからなるECUであり、空調制御部41、エンジン2をコントロールするエンジン制御部42、蓄電装置17への充放電の切り替えを行う制御部、およびその他機器の制御部(図示せず)を備えている。
【0031】
次に、図1および図2を参照して空調制御部41を説明する。
図2は、図1の空調装置に使用する制御装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、空調制御部41は、エンジン駆動圧縮機6、モータ駆動圧縮機7、膨張弁11、蒸発器12およびファン12aの作動を制御するものであって、圧縮機制御部41aと、タイマ41bと、目標温度算出部41cと、ファン制御部41dと、蒸発器制御部41eと、膨張弁制御部41fとから構成されている。
【0032】
そして、空調制御部41は、次のような機能を備えている。
まず、空調制御部41は、蒸発器の空気温度センサ12bで検出した蒸発器温度(EVA)と、目標温度算出部41cで算出した目標蒸発器温度(TGTAC)とを比較して、蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)より低いときに、モータ駆動圧縮機7を駆動するモータ3の出力を低減させる機能を備えている。
空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止する前に、モータ駆動圧縮機7の出力を予め上昇させて、モータ駆動圧縮機7による冷房能力を高めておく機能を備えている。
空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止させる際に、モータ駆動圧縮機7の出力が所定値以上になる場合、エンジン駆動圧縮機6を作動させてモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
また、空調装置1は、エンジン駆動圧縮機6を停止させる際に、モータ駆動圧縮機7の出力が所定値以上である場合、エンジン駆動圧縮機6を所定時間後に停止させて、エンジン駆動圧縮機6を所定時間作動してモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
さらに、空調装置1は、モータ駆動圧縮機7が作動中に、このモータ駆動圧縮機7の負荷が所定値以上になったときに、エンジン駆動圧縮機6を作動させて、このエンジン駆動圧縮機6がモータ駆動圧縮機7の出力を補助させる機能を備えている。
【0033】
図2に示すように、空調制御部41には、車速検出信号を出力する車速センサ22と、アクセル開度検知信号を出力するアクセル開度検知センサ23と、エンジン2(図1参照)の回転速度を検出してエンジン回転速度信号Neを出力するエンジン回転速度センサ(Neセンサ)24と、車室内の温度を検出して車室温度検出信号を出力する車室温度センサ25と、車室外の温度を検出して外気温度検出信号を出力する外気温度センサ26と、太陽の日射量を検出して日射量検出信号を出力する日射量センサ27と、目標蒸発器温度(TGTAC)の基準となる乗員によって設定された車室内の設定温度の目標温度設定信号を出力する車室内温度設定部16と、エンジン駆動圧縮機負荷信号を出力するエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機負荷信号を出力するモータ駆動圧縮機7と、蒸発器負荷信号を出力する蒸発器12と、この蒸発器12で冷却された空気の温度を検出して蒸発器の空気温度検出信号を出力する蒸発器の空気温度センサ12bと、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とを制御するための蒸発器温度設定信号を出力する蒸発器の温度設定部12cと、絞り弁開度信号を出力する膨張弁11とが接続されている。
なお、エンジン駆動圧縮機負荷信号およびモータ駆動圧縮機負荷信号は、例えば、回転速度の指令値である。
【0034】
図1に示すように、空調制御部41は、冷凍サイクル装置Aを作動させるにあたり、例えば、エンジン2のみが駆動している場合には、エンジン駆動圧縮機6を作動させる命令信号が出力されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6の駆動命令信号によって電磁クラッチ86が繋がれてエンジン駆動圧縮機6が、作動するように構成されている。
また、空調制御部41は、エンジン2が自動停止中(アイドリングストップ中)には、モータ駆動圧縮機7の駆動命令信号を出力して、モータ駆動圧縮機7が作動されるように構成されている。
【0035】
空調制御部41は、エンジン2がアイドリングストップする前に、このエンジン2でエンジン駆動圧縮機6を駆動させるとともに、モータ駆動圧縮機7の駆動命令信号を出力することによって、モータ駆動圧縮機7が作動されるように構成されている。
そして、空調制御部41は、モータ駆動圧縮機7を作動させる時期を、車速検出信号、アクセル開度検知信号およびエンジン回転速度信号Neによって演算して予測する機能を備えている。
また、空調制御部41は、エンジン2がアイドリングストップした際に、モータ駆動圧縮機7の負荷状況によって、エンジン駆動圧縮機6の停止および駆動命令信号が出力されるように構成されている。このエンジン駆動圧縮機6の停止命令信号で電磁クラッチ86が切断することによって、エンジン駆動圧縮機6は停止し、モータ駆動圧縮機7のみが作動されるように構成されている。
そして、エンジン2を自動再始動するにあたって、空調制御部41は、モータ・ジェネレータGによってエンジン2が駆動すると同時に、エンジン駆動圧縮機6の駆動命令信号を出力して、エンジン駆動圧縮機6が作動されるように構成されている。そして、自動停止再始動制御部42aによってモータ・ジェネレータGによりエンジン2が駆動すると、空調制御部41は、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが一緒に作動させるように構成されている。
【0036】
圧縮機制御部41aは、車室内の気温が目標温度算出部41cで算出した目標蒸発器温度(TGTAC)になるように、ハイブリッド型コンプレッサ5のエンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7をコントロールする制御器である。
タイマ41bは、エンジン駆動圧縮機6の停止信号を受けてからこのエンジン駆動圧縮機6を停止させるまでの所定時間を計測するものである。
【0037】
目標温度算出部41cは、予め設定した外気温度や日射量等の所定の外乱条件により、車室内温度設定部16で乗員が設定した設定温度に車室内の気温が等しくなるように蒸発器12の出口側の温度を算出するものである。この目標温度算出部41cで算出される値は、外気温度や日射量等によって適切な値に変更される。
【0038】
ファン制御部41dは、ファン12aを作動させることによって蒸発器12の冷気を車室内に循環させるとともに、蒸発器の空気温度センサ12bで検出した蒸発器12の空気温度が、目標温度算出部41cで算出された目標蒸発器温度(TGTAC)に適宜になるようにファン12aの回転速度をコントロールする制御器である。なお、ファン12aは、手動的な操作によってON・OFFするようにしてもよい。
【0039】
蒸発器制御部41eは、蒸発器の温度設定部12cの蒸発器温度設定信号に基づき、モータ駆動圧縮機7およびエンジン駆動圧縮機6を制御するものである。
膨張弁制御部41fは、膨張弁11に設置された絞り弁(図示せず)の開度を調整して冷媒の流れをコントロールする制御器である。
【0040】
次に、図1および図2を参照してエンジン制御部42を説明する。
図1に示すように、エンジン制御部42は、エンジン2のアイドリングストップや自動再始動によるアイドリングストップの可否の判断を行う自動停止再始動制御部42aと、この自動停止再始動制御部42aからの信号に基づいてエンジン2への燃料の供給を停止してアイドリングストップを行うための燃料供給停止部42bと、アイドリングストップ中のエンジン2を再始動させるための再始動駆動部42cとから構成されている。
【0041】
自動停止再始動制御部42aは、燃料供給停止部42bと再始動駆動部42cとにエンジン2への燃料の供給や供給の停止の信号を発信してアイドリングストップを行うとともに、バッテリ18への充放電の切り替えを主に行うものである。
【0042】
図2に示すように、自動停止再始動制御部42aは、車速センサ22と、アクセル開度検知センサ23と、バッテリ18(図1参照)に残存する電力量を検出するとともに、その電力量に基づいてバッテリ残容量信号SOC(StatusOf Charge)を出力するバッテリ残容量センサ28とに電気的に接続されている。また、自動停止再始動制御部42aには、燃料供給停止部42bと、再始動駆動部42cとが電気的に接続されている。
【0043】
この自動停止再始動制御部42aは、後記する所定の条件を満たしていることを前提に、アクセル開度検知センサ23からのアクセルを閉じたアクセル開度検知信号を受けてから、予め設定されたタイマ時間経過後に、燃料供給停止部42bに向けて停止許可フラグF1が出力されるように構成されている。そして、停止許可フラグF1を受けた燃料供給停止部42bは、エンジン2(図1参照)への燃料供給を停止して、エンジン2(図1参照)を停止させる。また、自動停止再始動制御手段42aは、エンジン2(図1参照)が停止した際に、空調制御部41に向けてエンジン停止信号CSが出力されるように構成されている。
【0044】
前記した所定条件、すなわち、図1に示すエンジン2のアイドリングストップの条件は、例えば、「車両が予め設定された基準速度以下の低車速になったこと」、「ブレーキスイッチがONになっていること」、「エンジン2の冷却水の温度が所定値以上であること」、「車両のシフトポジションがR(リバース)またはL(ロウ)以外の所定のポジションになっていること」および「バッテリ残容量信号SOCに基づいて自動停止再始動制御部42aが判断した結果、バッテリ18の残存容量が所定値以上であること」からなる要素を少なくとも備えるとともに、これらの要素がすべて満たされていることを要する。
【0045】
ここで、「ブレーキスイッチがON」とは、ブレーキが掛けられている状態をいう。また、「エンジン2の冷却水の温度が所定値以上」とは、水温が低いとエンジン2を再始動できないこともあるため、冷却水がエンジン2を再始動できる温度にあるかをいう。「R(リバース)またはL(ロウ)以外」とは、シフトポジションがそれ以外のD(ドライブ)レンジ等であることを意味する。「バッテリ残存容量所定値以上」とは、バッテリ残容量センサ28(図2参照)で検出したバッテリ18の残容量が所定値、例えば、フル充電時の25%以上であることを意味する。
【0046】
ただし、次の条件が満たされる場合、自動停止再始動制御部42aは、停止許可フラグF1を出力せず、エンジン2は停止しない。この条件、すなわち、エンジン2のアイドリングストップの禁止条件は、例えば「モータ駆動圧縮機7用のモータ3が故障していること」、「バッテリ18の残存容量が例えば前記所定値未満であること」、「エンジン2の冷却水の温度が所定値未満であること」等が挙げられ、エンジン2のアイドリングストップの禁止条件は、これらの要素のうち少なくとも一つが満たされればよい。なお、前記した「モータ3の故障」としては、例えば、モータ3に対する過負荷、過電流、過電圧、電圧低下、コンタクトの溶着等が挙げられる。
【0047】
また、この自動停止再始動制御部42aは、アクセルが踏み込まれて作動するルーチンによってモータ・ジェネレータGを駆動させると同時に、再始動駆動部42cに向けて再始動許可フラグF2(図2参照)が出力されるように構成されている。そして、再始動許可フラグF2(図2参照)を受けた再始動駆動部42cは、エンジン2に対する燃料供給および燃料点火を行い、エンジン2が再始動されるように構成されている。
【0048】
このような構成でなる本発明の実施の形態に係る車両用空調装置は、車室内の温度が、制御装置4によって、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とをコントロールすることにより、エンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが互いに負担を軽減し合って車室内温度設定部16で設定した所定温度に維持されるように調整される。
【0049】
次に、図3(a)を参照してエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係(TTEVAテーブル)を説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係を示すグラフであり、(b)はエンジン駆動圧縮機のOFF時間と目標吹き出し温度との関係を示すグラフである。
図3(a)において、図1に示すエンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が10℃のときに0時間になるように制御され、車室内温度(Tr)が40℃のときに約80秒になるように制御され、車室内温度(Tr)が50℃のときに約400秒になるように制御され、車室内温度(Tr)が55℃以上のときに約600秒になるように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。そのON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が10℃〜40℃のときに略比例して上昇する。このように、エンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)は、車室内温度(Tr)が高くなれば、この車室内温度(Tr)を快適な温度にするために時間がかかり、ON時間(TTEVA)も長くなる。
【0050】
次に、図3(b)を参照してエンジン駆動圧縮機のOFF時の蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係(TEVAテーブル)を説明する。
図3(b)において、図1に示すエンジン駆動圧縮機6のOFF時の蒸発器温度(TEVA)は、目標吹き出し温度(TAO)が0℃〜約15℃のときに約5℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約15℃〜約25℃のときに約5℃〜10℃に上昇するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が25℃〜約35℃のときに約10℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約35℃〜約50℃のときに約10℃〜5℃に下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃以上のときに約5℃になるように蒸発器制御部41eによってそれぞれ制御されている。このように、エンジン駆動圧縮機6のOFF時の蒸発器温度(TEVA)は、5℃〜10℃になるように制御されている。
【0051】
次に、図5(a)を参照してモータ駆動圧縮機による目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係(TGTACテーブル)を説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はモータ駆動圧縮機の目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(b)はモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(c)はモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係を示すグラフである。
図5(a)において、図1に示すモータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)が−10℃〜約0℃のときに約5℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約0℃〜約25℃のときに約5℃〜15℃に上昇するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が25℃〜約35℃のときに約15℃になるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約35℃〜約50℃のときに約15℃〜0℃に下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃以上のときに約0℃になるように蒸発器制御部41eによってそれぞれ制御される。このように、モータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)によって0℃〜15℃に制御されている。モータ駆動圧縮機7による目標蒸発器温度(TGTAC)は、目標吹き出し温度(TAO)が約10℃を超えると、この目標吹き出し温度(TAO)より低い温度に制御されて、車室内を冷やすようになっている。
【0052】
次に、図4のフローチャートを参照しながら、実施の形態における空調装置1の動作を説明する。
図4は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、エンジン駆動圧縮機を自動停止させるときの許可制御のフローチャートである。
まず、図4を主に、各図を参照してエンジン駆動圧縮機6を自動停止させるときの許可制御を説明する。
【0053】
まず、図1に示すように、イグニッションスイッチ19を回動操作してエンジン2を始動する。すると、各機関や機器に設置した各センサがONしてその情報の読み込みが自動的に行われる。
【0054】
そして、図4において、ステップS1では、図1に示すエアコンスイッチ15がOFFからONに変わったかを判断する。
エアコンスイッチ15がONしたとき(YES)は、ハイブリッド型コンプレッサ5のエンジン駆動圧縮機6とモータ駆動圧縮機7とが作動し、ステップS2に進んで、ハイブリッド型コンプレッサ5のメインとなるエンジン駆動圧縮機6を作動させるタイマ41bがON時間(TTEVA)セットされる。このON時間(TTEVA)は、図3(a)に示すように、車室内温度(Tr)の変化によって時間が変わる。エンジン駆動圧縮機6は、図3(a)に示す現在の車室内温度(Tr)を快適な温度にするのにかかるエンジン駆動圧縮機6のTTEVAテーブルにおけるON時間(TTEVA)だけ作動する(ステップ4)。
なお、前記タイマが作動するON時間(TTEVA)経過後は、特許請求の範囲の「所定時間後」に相当する。
また、エアコンスイッチ15がONした後、ハイブリッド型コンプレッサ5は、タイマ41bが所定時間(ON時間(TTEVA))作動して、メインとなるエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機のよって冷媒を圧縮して加圧することにより、冷凍サイクル装置Aが動いて、蒸発器12および車室内を冷やす。
一方、エアコンスイッチ15がOFFしたとき(NO)は、ステップS2に進む。
【0055】
ステップS3では、エンジン駆動圧縮機6のON時間(TTEVA)が、0より大きいかを判断する。
そして、「TTEVA>0」のとき(YES)、つまり、エンジン駆動圧縮機6がそのON時間(TTEVA)作動している最中は、このON時間(TTEVA)だけエンジン駆動圧縮機6を作動させる(ステップ4)。
一方、「TTEVA>0」でないとき(NO)、つまり、エンジン駆動圧縮機6が0で、停止しているときは、ステップS5に進む。
【0056】
ステップS5では、モータ駆動圧縮機7が停止しているかを監視し、判断する。
「モータ駆動圧縮機作動中」でないとき(NO)、つまり、モータ駆動圧縮機7が停止しているときは、ステップS6に進む。
一方、「モータ駆動圧縮機作動中」のとき(YES)は、ステップS8に進む。
【0057】
ステップS6では、蒸発器12の出口側の蒸発器温度(EVA)が5℃以下かを判断する。
そして、「蒸発器温度≦5℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)が5℃以下のときは、車室内が快適な温度になっているとみなして、ステップS7に進んで、エンジン駆動圧縮機6をOFFする。
一方、「蒸発器温度≦5℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)が5℃を超えるときは、車室内の温度が高く快適な温度になっていないとみなして、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONして車室内を快適な温度になるようにする。
【0058】
ステップS8では、目標温度算出部41cで算出された蒸発器12の目標吹き出し温度(TAO)と車室内の冷房要求温度(TCOOL)とを比較して、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)以下かを判断する。
そして、「TAO≦TCOOL」のとき(YES)、つまり、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)以下のときは、ステップS9に進む。
一方、「TAO≦TCOOL」でないとき(NO)、つまり、目標吹き出し温度(TAO)が冷房要求温度(TCOOL)を超えているときは、ステップS11に進む。
【0059】
ステップS9では、現在の蒸発器温度(EVA)と、図3(b)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)とを比較して、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)以下かを判断する。
「蒸発器温度≦TEVA」のとき(YES)、つまり、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)以下のときは、蒸発器12の温度が十分に低下しているものとみなし、ステップS10に進んでエンジン駆動圧縮機6をOFFする。そして、ハイブリッド型コンプレッサ5は、モータ駆動圧縮機7のみが作動して、蒸発器温度(EVA)を目標蒸発器温度(TGTAC)に収束されるように蒸発器制御部41eによって制御される。一方、「蒸発器温度≦TEVA」でないとき(NO)、つまり、現在の蒸発器温度(EVA)がエンジン駆動圧縮機6の停止時の蒸発器温度(TEVA)を超えているときは、蒸発器12の温度が十分に低下していないものとみなし、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONして蒸発器12の温度が目標蒸発器温度(TGTAC)になるように蒸発器制御部41eによって制御される。
【0060】
ステップS11では、蒸発器温度(EVA)と、図5(a)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)より2℃高い温度とを比較して、目標吹き出し温度(TAO)が目標蒸発器温度(TGTAC)より2℃高い温度以下であるか否かを判断する。
そして、「蒸発器温度≦TGTAC+2℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)がTGTAC+2℃以下のときは、蒸発器12が十分に冷えている状態とみなして、ステップS7に進んで、エンジン駆動圧縮機6をOFFさせる。
一方、「蒸発器温度≦TGTAC+2℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)がTGTAC+2℃を超えているときは、蒸発器12の出口側の温度が十分に冷えていないとみなして、ステップS12に進んで、エンジン駆動圧縮機6をONさせる。これにより、蒸発器12の出口側の温度は、エンジン駆動圧縮機6が作動したことにより、徐々に低下する。
【0061】
このように、空調装置1は、エアコンスイッチ15がONした後、タイマ41bが所定時間(ON時間(TTEVA))作動して、メインとなるエンジン駆動圧縮機6と、モータ駆動圧縮機7との2つの圧縮機によって冷媒を圧縮して加圧することにより、急速に蒸発器12および車室内を冷やすことができる。
また、モータ駆動圧縮機7のON/OFFは、冷房要求温度(TCOOL)が目標吹き出し温度(TAO)より小さいとき(TAO>TCOOL)に、モータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)テーブルによってON/OFFが決定される。
そして、モータ駆動圧縮機7により蒸発器温度(EVA)は、目標蒸発器温度(TGTAC)に収束するように制御されて、車室内を快適な温度に維持する。
【0062】
次に、図5(b)を参照してモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係(ECBNテーブル)を説明する。
図5(b)に示すように、モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)が約0℃〜約20℃のときに4000rpmになるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃〜約50℃のときに4000rpm〜0rpmに下降するように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が50℃を超えるときにモータ駆動圧縮機7が停止するように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。このように、モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)によって4000rpm〜0rpmになるように制御される。モータ駆動圧縮機7の目標回転速度rpmは、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃以下のときに4000rpmになるように制御され、目標吹き出し温度(TAO)が約20℃を超えると、反比例して遅い回転速度となるように圧縮機制御部41aによってそれぞれ制御される。
【0063】
次に、図5(c)を参照してモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係(KECテーブル)を説明する。
図5(c)に示すように、モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が−10℃〜−5℃のときに0になり、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が−5℃〜5℃のときに0〜1に上昇して、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)が5℃〜10℃のときに1なる。このように、モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、蒸発器温度(EVA)−目標蒸発器温度(TGTAC)によって0〜1になっている。
【0064】
図6は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、モータ駆動圧縮機の制御のフローチャートである。
次に、図6を主に、各図を参照してモータ駆動圧縮機7を制御を説明する。
【0065】
まず、図6において、ステップS20では、図1に示すエアコンスイッチ15がONされたかを監視し、判断する。
「AC SW ON」でないとき(NO)、つまり、エアコンスイッチ15がOFFしているときは、ステップS21に進んで、モータ駆動圧縮機7がOFFしている。
一方、「AC SW ON」のとき(YES)、つまり、エアコンスイッチ15がONされたときは、ステップS22に進む。
【0066】
ステップS22では、目標吹き出し温度(TAO)に応じたモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTAC)と、モータ駆動圧縮機7の基本回転速度(BNEC)とを図5(b)に示すECBテーブルから検索して、ステップS23に進む。
【0067】
ステップS23では、現在の蒸発器温度(EVA)と目標蒸発器温度(TGTAC)の差からモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)の検索を行い、ステップS24に進む。
【0068】
ステップS24では、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)の算出を行い、ステップS25に進む。このモータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)は、モータ駆動圧縮機7の基本回転速度(BNEC)にモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)を掛けた数値である。
【0069】
ステップS25では、図2に示す車速センサ22、アクセル開度検知センサ23およびNeセンサ24によって、エンジン2(図1参照)がアイドリングストップ中かを判断する。
「アイドリングストップ中」のとき(YES)、つまり、エンジン2(図1参照)およびエンジン駆動圧縮機6を自動停止してモータ駆動圧縮機7が作動しているときは、ステップS26に進む。
一方、「アイドリングストップ中」でないとき(NO)、つまり、エンジン2(図1参照)が作動しているときは、ステップS27に進む。
【0070】
ステップS26では、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpmを超えているかについて監視し、判断する。
「NEC>3000rpm」のとき(YES)、つまり、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpmを超えているときは、モータ駆動圧縮機7に負担が掛かり過ぎているとみなして、ステップS28に進み、回転速度(NEC)を3000rpmにする。
一方、「NEC>3000rpm」でないとき(NO)、つまり、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が3000rpm以下のときは、ステップS27に進む。
【0071】
ステップS27では、蒸発器温度(EVA)が0℃を超えているかについて監視し、判断する。
「蒸発器温度>0℃」のとき(YES)、つまり、蒸発器温度(EVA)が0℃を超えているときは、ステップS29に進んで、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)を基本回転速度(BNEC)にモータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)を掛けた数値にする。モータ駆動圧縮機7の制御係数(KEC)は、図5(c)に示すように、0〜1であるため、モータ駆動圧縮機7の回転速度(NEC)が基本回転速度(BNEC)より遅く回転して、蒸発器温度(EVA)が目標蒸発器温度(TGTAC)に収束するように空調制御部41によって制御される。
一方、「蒸発器温度>0℃」でないとき(NO)、つまり、蒸発器温度(EVA)が0℃以下のときは、蒸発器12の出口側の温度が低く十分に冷えているとみなして、ステップS21に進んで、モータ駆動圧縮機7をOFFする。
【0072】
このように空調装置1は、アイドリングストップ中には、モータ駆動圧縮機7を図5(a)に示す目標吹き出し温度(TAO)に対するモータ駆動圧縮機7の目標蒸発器温度(TGTACテーブル)によって、モータ駆動圧縮機7をON/OFFさせることにより、蒸発器温度(EVA)を目標蒸発器温度(TGTAC)に収束させて、車室内の温度を快適に維持できる。
そして、モータ駆動圧縮機7の負担が高くなったときには、モータ駆動圧縮機7の回転速度を3000rpmにすることにより、モータ駆動圧縮機7の負担を軽減させて空調装置1の冷房能力が低下することを防止して、車室内を常に快適な気温に維持することができる。
【0073】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【0074】
例えば、空調装置1は、アイドリングストップ機能を備えていない車両においても、エンジン(第1駆動源)2で駆動されるエンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)6と、モータ(第2駆動源)3で駆動されるモータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7とを備えたものであれば適用することが可能である。そのような車両における空調装置1は、エンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)6を停止させる前にモータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7を作動させて空調装置1の冷房能力を向上させるとともに、モータ駆動圧縮機(第2圧縮機)7の回転速度が上がってきたときにエンジン(第1駆動源)2を始動させて、その2つの圧縮機6,7を互いに適宜に作動させることにより、車室内の温度を快適に維持することができるとともに、燃費の改善と排気ガスのクリーン化を図ることができる。そして、空調装置1は、その2つの圧縮機6,7の負担を互いに軽減し合うようにさせて空調装置1の冷房能力が低下することを防止して、車室内の気温を快適に維持することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載の車両用空調装置によれば、車両用空調装置は、要求される冷房能力に応じて2つの圧縮機を同時または独立させて運転させることにより、メインとなる圧縮機を切り換えるため、圧縮機の効率を良好にすることができるとともに、空調装置の冷房能力とエンジンの燃費との相反する要求を満たすことができる。
このため、例えば、第1駆動源(エンジン)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が停止した場合であっても、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみによる作動で、空調装置の冷房能力の低下を防止して、車室内の気温が上昇することを防止できる。これにより、車両用空調装置は、車室内に吐出される空調装置の冷気の温度を維持させて、車室内を快適な温度に保つことができる。
【0076】
本発明の請求項2に記載の車両用空調装置によれば、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させることにより、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)が空調装置の冷房能力に余力を与えてから停止するようにさせることができる。これにより、車両用空調装置は、例えば、第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)をアイドリングストップして第1圧縮機(エンジン駆動圧縮機)を停止させたときにも、第2圧縮機(モータ駆動圧縮機)のみで空調装置を作動させても、快適な温度に維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示すブロック図である。
【図2】図1の空調装置に使用する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はエンジン駆動圧縮機のON時間と車室内温度との関係を示すグラフであり、(b)はエンジン駆動圧縮機のOFF時間と目標吹き出し温度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、エンジン駆動圧縮機を自動停止させるときの許可制御のフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、(a)はモータ駆動圧縮機の目標蒸発器温度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(b)はモータ駆動圧縮機の目標回転速度と目標吹き出し温度との関係を示すグラフであり、(c)はモータ駆動圧縮機の制御係数と蒸発器温度−目標蒸発器温度との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す図で、モータ駆動圧縮機の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 空調装置
2 エンジン(第1駆動源)
3 モータ(第2駆動源)
4 制御装置
5 ハイブリッド型コンプレッサ
6 エンジン駆動圧縮機(第1圧縮機)
7 モータ駆動圧縮機(第2圧縮機)
41b タイマ
Claims (2)
- 第1駆動源で駆動される第1圧縮機と、第2駆動源で駆動される第2圧縮機とを備えた空調装置であって、
前記空調装置は、要求される冷房能力が所定値以上の場合に、前記第1駆動源によって前記第1圧縮機を駆動させるとともに、前記第2圧縮機の回転速度を調整し、
要求される冷房能力が所定値以下の場合に、第2駆動源によって前記第2圧縮機を駆動させて前記第1圧縮機の回転速度を制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 前記空調装置は、前記第1圧縮機を停止させる際に、停止信号を受けてからタイマにより所定時間後に前記第1圧縮機を停止させることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
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