JP2005306051A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却サイクル(冷凍サイクル)に可変容量コンプレッサを備えた車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner including a variable capacity compressor in a cooling cycle (refrigeration cycle).
車両用空調装置は、冷媒ガスを圧縮するためのコンプレッサを備えており、そのコンプレッサは車両に搭載したエンジンから動力供給を受けて駆動される。駆動源としてのエンジンにとって、コンプレッサは大きな負荷となるため、例えば、運転者が車両を加速しようとしてアクセルを踏み込んでも、コンプレッサを駆動している場合は、俊敏な加速を得ることが難しい。特に出力に余裕のないエンジンの場合、エンジン負荷に占めるコンプレッサ負荷の割合は相当に大きく、加速のもたつきは顕著になる。 The vehicle air conditioner includes a compressor for compressing the refrigerant gas, and the compressor is driven by power supply from an engine mounted on the vehicle. For the engine as the drive source, the compressor is a heavy load. For example, even if the driver steps on the accelerator to accelerate the vehicle, it is difficult to obtain agile acceleration when the compressor is driven. In particular, in the case of an engine having no output, the ratio of the compressor load to the engine load is considerably large, and the acceleration stagnation becomes remarkable.
この点、固定容量式のコンプレッサを使用している場合は、電磁クラッチを介してコンプレッサとエンジンを接続しており、車両加速時にクラッチを切ることで、エンジンへの負荷の軽減を図っている。 In this regard, when a fixed displacement compressor is used, the compressor and the engine are connected via an electromagnetic clutch, and the clutch is disengaged during vehicle acceleration to reduce the load on the engine.
しかし、コンプレッサが停止すると、その間、冷房運転が完全に停止してしまうため、冷風が車室内に出て来なくなるという問題がある。 However, when the compressor is stopped, the cooling operation is completely stopped during that time, so that there is a problem that the cold air does not come into the passenger compartment.
そこで、それを改善するものとして、コンプレッサとして可変容量式のコンプレッサを用い、車両加速時に、可変容量コンプレッサの吐出容量を強制的に小さくすることにより、エンジンの動力負荷を軽減して、加速性能のアップを図るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
ところで、従来では、図4に示すように、エンジンで直接駆動する可変容量コンプレッサについては、加速時に、吐出容量を強制的に小さめに制限するという加速時制御(加速時エンジン負荷低減制御)を行っているが、他の負荷を発生するコンデンサファンについては、エンジンで直接駆動するものではないということで、加速時制御から除外し、加速か否かに拘わらず通常通りに駆動していた。 Conventionally, as shown in FIG. 4, for a variable displacement compressor that is directly driven by an engine, acceleration control (acceleration engine load reduction control) is performed to forcibly limit the discharge capacity to a smaller value during acceleration. However, condenser fans that generate other loads are not driven directly by the engine, so they are excluded from the control during acceleration, and are driven normally regardless of whether or not they are accelerated.
しかし、コンデンサファンは、エンジンで直接駆動するものではないにせよ、エンジンで駆動される発電機を介して駆動電力の供給を受けるものであるため、多少なりともエンジンによる加速制御にマイナスの影響を及ぼす可能性があった。 However, the condenser fan is not directly driven by the engine, but is supplied with driving power via a generator driven by the engine, which has a negative effect on the acceleration control by the engine. There was a possibility of effect.
本発明は、上記事情を考慮し、一層の加速性能のアップを図れるようにした車両用空調装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can further improve acceleration performance.
請求項1の発明は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張手段、エバポレータを配管で接続した冷凍サイクルを有し、前記エバポレータを空調ダクト内に配置し、前記コンデンサを空調ダクト外の外気流通箇所に配置し、前記冷凍サイクル中のコンプレッサとして、車両のエンジンを駆動源として駆動されると共に外部制御により吐出容量を変更可能とされた可変容量コンプレッサを用いると共に、前記コンデンサを強制空冷する手段として、前記エンジンの動力を利用して発電された電力により駆動されると共に外部制御により回転数を変更可能とされたコンデンサファンを備えた車両用空調装置において、前記エンジンによる車両の加速時に、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を減少させる方向に制御すると共に前記コンデンサファンの回転数を減少させる方向に制御する制御手段を具備したことを特徴とする。 The invention of claim 1 has a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, an expansion means, and an evaporator are connected by piping, the evaporator is arranged in an air conditioning duct, and the condenser is arranged in an outside air circulation location outside the air conditioning duct, As the compressor in the refrigeration cycle, a variable capacity compressor that is driven by a vehicle engine as a drive source and whose discharge capacity can be changed by external control is used, and the power of the engine is used as means for forcibly air-cooling the condenser. In a vehicle air conditioner equipped with a condenser fan that is driven by electric power generated using an electric motor and that can change the rotational speed by external control, the discharge capacity of the variable-capacity compressor when the vehicle is accelerated by the engine In the direction of decreasing the Characterized by comprising control means for controlling the direction of reducing the rotation number.
請求項2の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置であって、前記制御手段が、前記エバポレータの実測温度が目標温度にほぼ等しいと判断した場合に限り、前記エンジンによる車両の加速時に、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を減少させる方向に制御すると共に前記コンデンサファンの回転数を減少させる方向に制御することを特徴とする。
The invention according to
請求項1の発明によれば、車両加速時に、可変容量コンプレッサを吐出容量減少側に制御すると同時に、コンデンサファンを回転数減少(回転停止または回転数を下げる)側に制御するので、駆動源であるエンジンの負荷を低減することができ、その分、駆動輪への動力配分を増すことができて、車両の加速性の向上を図ることができる。但し、この車両加速時においても、コンプレッサの吐出能力が必ずしもゼロになるわけではないから、車両加速と空調能力保持との両立を図ることができる。因みに、アイドル状態からのアクセル全開加速で、車速100km/hまでの到達時間が約0.3秒(約5%)短縮できた。 According to the first aspect of the present invention, when the vehicle is accelerated, the variable capacity compressor is controlled to the discharge capacity decreasing side, and at the same time, the condenser fan is controlled to the rotation speed decreasing (rotation stop or rotation speed decreasing) side. The load on a certain engine can be reduced, and accordingly, the power distribution to the drive wheels can be increased, and the acceleration of the vehicle can be improved. However, since the discharge capacity of the compressor does not necessarily become zero even during this vehicle acceleration, it is possible to achieve both vehicle acceleration and air conditioning capacity maintenance. By the way, with the accelerator fully opened from the idle state, the time required to reach a vehicle speed of 100 km / h was shortened by about 0.3 seconds (about 5%).
請求項2の発明によれば、エバポレータの実測温度が目標温度にほぼ等しいと判断した場合に限り、車両加速時に前記の制御を行うので、冷力を損なうことなく、加速性能の向上を図ることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は車両用空調装置を搭載した車両10の概略構成図である。図において、1は空調装置の冷凍サイクル、11はエンジンルーム、12は車室である。冷凍サイクル1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、膨張手段4、エバポレータ5を配管で接続することにより構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エバポレータ5は空調ユニット20の空調ダクト21内に配され、コンデンサ3はエンジンルーム11内の外気のよく流通する箇所に、図示略のラジエータと並べて配されている。エンジンルーム11内には、車両を駆動するためのエンジンE、エンジンEで駆動される発電機30、バッテリ40、コンデンサ3を強制空冷するコンデンサファン7等が搭載され、コンプレッサ2はエンジンEで直接駆動され、コンデンサファン7は発電機30で生成した電力で駆動される。
The
この場合のコンプレッサ2としては、外部制御により吐出容量を変更可能とされた可変容量コンプレッサが用いられている。また、コンデンサファン7は、外部制御により回転数を変更可能とされている。また、そのほかに、この車両には、エンジンEやその他の機器を制御するためのコントロールユニット100が備わっている。
As the
このコントロールユニット100は、図2に示すように、エンジンEによる車両の加速時に、可変容量コンプレッサ2の吐出容量を減少させる方向に制御すると共に、コンデンサファン7の回転数を減少させる方向(図示例ではOFF)に制御する制御機能を具備している。この機能は、エバポレータ5の実測温度が目標温度にほぼ等しいと判断した場合に限って実行されるように設定されている。
As shown in FIG. 2, the
また、空調ユニット20には、空調ダクト21内に空調風を流通させる送風ファン22、エバポレータ5の後流において空調風を加温するヒータコア23、冷風と温風の割合を調節するエアミックスドア24等が備わっている。
Further, the
図3は加速制御の内容を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the acceleration control.
ステップ101でエンジンコンピュータ(コントロールユニット100内に含まれる)において、加速制御成立1次判断を行う。この加速制御成立1次判断のステップでは、次の条件が全部成立したとき、制御成立と判断し、そうでないとき制御不成立と判断する。
In
(1)エンジン回転数が所定値Xより大きい。
(2)スロットル開度が所定角度Yより大きい。
(3)コンプレッサ吐出圧力が所定値Zより小さい。
(4)エンジン水温が所定値Wより低い。
(1) The engine speed is greater than a predetermined value X.
(2) The throttle opening is larger than the predetermined angle Y.
(3) The compressor discharge pressure is smaller than the predetermined value Z.
(4) The engine water temperature is lower than the predetermined value W.
制御成立の場合は、次のステップ102で、エアコンアンプ(コントロールユニット100内に含まれる)において、加速制御成立2次判断を行う。この加速制御成立2次判断のステップでは、次の条件が全部成立したとき、制御成立と判断し、そうでないとき制御不成立と判断する。
When the control is established, in
(1)目標冷力T(℃)から制御冷力T’(℃)を引いた値(T−T’)が所定値Aより小さい。
(2)コンプレッサ制御デューティ比がB(%)より小さい。
(1) A value (T−T ′) obtained by subtracting the control cooling power T ′ (° C.) from the target cooling power T (° C.) is smaller than the predetermined value A.
(2) The compressor control duty ratio is smaller than B (%).
制御成立の場合は、次のステップ103で加速制御指令を出し、その指令の一環としてステップ104コンデンサファン制御(コンデンサファンOFF)を行う。また、同時にステップ105でコンプレッサの吐出容量を減少させる制御を行う。
If the control is established, an acceleration control command is issued in the
以上のように、車両加速時に、可変容量コンプレッサ2を吐出容量減少側に制御すると同時に、コンデンサファン7を回転数減少(回転停止または回転数を下げる)側に制御するので、駆動源であるエンジンEの負荷を低減することができ、その分、駆動輪への動力配分を増すことができて、車両の加速性の向上を図ることができる。
As described above, during the acceleration of the vehicle, the
また、この車両加速時においても、コンプレッサ2の吐出能力が必ずしもゼロになるわけではないから、車両加速と空調能力保持との両立を図ることができる。
Further, since the discharge capacity of the
また、エバポレータ5の実測温度(T’が目標温度(T)にほぼ等しいと判断した場合に限り、車両加速時に前記の制御を行うようにすれば、冷力を損なうことなく、加速性能の向上を図ることができる。
Further, only when it is determined that the actually measured temperature (T ′) of the
1 冷凍サイクル
2 可変容量コンプレッサ
3 コンデンサ
4 膨張手段
5 エバポレータ
7 コンデンサファン
21 空調ダック
100 コントロールユニット(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記エンジン(E)による車両の加速時に、前記可変容量コンプレッサ(2)の吐出容量を減少させる方向に制御すると共に前記コンデンサファン(7)の回転数を減少させる方向に制御する制御手段(100)を具備したことを特徴とする車両用空調装置。 Having a refrigeration cycle (1) in which a compressor (2), a condenser (3), an expansion means (4), and an evaporator (5) are connected by piping, and the evaporator (5) is disposed in an air conditioning duct (21); The condenser (3) is disposed at an outside air circulation location outside the air conditioning duct (21), and the compressor (2) in the refrigeration cycle (1) is driven using a vehicle engine (E) as a drive source and external control. As a means for forcibly air-cooling the condenser (3), the variable capacity compressor (2) whose discharge capacity can be changed by the above is used and driven by the electric power generated using the power of the engine (E). In addition, in the vehicle air conditioner provided with the condenser fan (7) whose rotational speed can be changed by external control,
When the vehicle is accelerated by the engine (E), the control means (100) controls the discharge capacity of the variable capacity compressor (2) in a direction to decrease and also controls the speed of the condenser fan (7) to decrease. A vehicle air conditioner characterized by comprising:
前記制御手段(100)が、前記エバポレータ(5)の実測温度が目標温度にほぼ等しいと判断した場合に限り、前記エンジン(E)による車両の加速時に、前記可変容量コンプレッサ(2)の吐出容量を減少させる方向に制御すると共に前記コンデンサファン(7)の回転数を減少させる方向に制御することを特徴とする車両用空調装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1,
Only when the control means (100) determines that the measured temperature of the evaporator (5) is substantially equal to the target temperature, the discharge capacity of the variable capacity compressor (2) during acceleration of the vehicle by the engine (E) The vehicle air conditioner is controlled so as to reduce the rotational speed of the condenser fan (7).
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JP2007145223A (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Sanden Corp | Air conditioner for vehicle |
EP2703198A1 (en) * | 2007-11-20 | 2014-03-05 | Thermo King Corporation | HVAC system for a vehicle |
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JP4667217B2 (en) * | 2005-11-29 | 2011-04-06 | サンデン株式会社 | Air conditioner for vehicles |
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