JP2007505002A - 制御された空調装置及び空調を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、クラッチユニット（３）を介して車両エンジン（１）により駆動される圧縮機（２）と、凝縮器（７）と、少なくとも１つの気化器（８、９）と、圧縮機（２）、凝縮器（７）、及び気化器（８、９）間で冷媒流体を流す主回路を備える制御された車両用空調装置に関する。
【解決手段】前記主回路は、圧縮機（２）から凝縮器（７）に流体を供給する第１の分岐回路（３０）と、凝縮器（７）から気化器（８、９）に流体を供給する第２の分岐回路（３１）と、気化器（８、９））から圧縮機（２）に向かって流体を引く第３の分岐回路（３２）とを備え、また圧縮機により排気される気体をその吸気口に直接戻す、第１の分岐回路（３０）と第３の分岐回路（３２）の間に配設された補助回路（３３）を備え、また補助回路のオン／オフを切り替える制御装置（５、１０）を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両空調制御装置とその用法に関するものである。コンピュータ又は自動制御ユニットにより駆動される空調装置及び方法は存在し、それらは一般的には、車両内部に取り付けられた温度センサ、エンジン駆動の圧縮機、その下流にあり、車両の客室に対して冷却空気を生じるように設計された１つ以上の気化器、客室の温度を調節するために車両の内部温度をモニタし、空気流入口の位置を外部空気と冷却空気の間を交互に変化させるコンピュータに基づいている。

伝統的なシステムは、主圧縮機を駆動する車両のエンジン回転速度に対してその最良の出力と、頻繁に解除することのない長期間の圧縮機とエンジンの結合とをもたらすように設計される。これらのシステムは車両エンジンの最適稼動範囲内の動作速度に対して最適化される一方、それらの効率はアイドリング近傍のエンジン速度に対しては悪い。

市街輸送車両の場合、車両エンジンは大半の時間をアイドリングに費やし、加速と減速期間が頻繁にあり、高いエンジン速度での長い走行期間はほとんどない。

本発明による装置と方法は、車両の加速又はエネルギーの効率を劣化することなく、車両がアイドリングしているときに最適性能に適合した制御された空調装置を創造することを意図している。

これを達成するために、本発明の範囲内において、空調制御装置はクラッチ係合を介して車両エンジンにより動力供給される圧縮機と、凝縮器と、少なくとも１つの気化器と、圧縮機、凝縮器、及び前記気化器間で冷媒流体を循環する回路又は主回路であって、圧縮機から凝縮器に流体を導く第１の分岐回路と、凝縮器から気化器に流体を導く第２の分岐回路と、気化器から圧縮機に向かって流体を引く第３の分岐回路とを備える回路又は主回路を備え、主回路の第１の分岐回路と第３の分岐回路の間に位置し、圧縮機により集められた気体を圧縮機の吸気口に戻すように設計された補助回路と、補助回路を作動及び作動停止する制御装置とを有することにより特徴付けられる。装置は特に市街輸送車両又は市街を頻繁に移動する弱いエンジンの車両に有利である。

主回路は、補助回路が作動されるときに凝縮器内に流体を保持するために補助回路の下流にある第２の分岐回路に位置する逆止弁を組み入れられると有利である。

本発明の好ましい実施例において、装置は、車両が加速するときを検出することにより空調装置を管理するためにコンピュータを組み入れる。

コンピュータはまたアイドリング中のエンジン速度を検出する手段を組み入れられると有利である。

本発明はまた、クラッチ係合を介して車両エンジンにより動力供給される圧縮機と、凝縮器と、少なくとも１つの気化器と、圧縮機、凝縮器、及び前記気化器間で冷媒流体を循環する、圧縮機を封鎖しかつ主回路を分離するように設計された主回路と、補助回路の作動停止を作動する制御装置と、圧縮機を連動及び解除する制御装置と、車両のアイドリング、加速、及び減速を検出する手段とを備える空調制御装置を制御する方法において、車両における加速又は高エンジン速度の検出時に補助回路を作動するシーケンスを含む方法に関する。この方法は、圧縮機を連動する動作の数を制限して空調が市街移動に有効になるようにし、特に市街輸送車両にとって非常に好都合にする。

最も詳細には、この方法は圧縮機の連動と同時に補助回路を連動するシーケンスを含んでもよい。

本発明の好ましい実施例において、この方法は車両における加速度又は高エンジン速度の検出時に圧縮機を連動するシーケンスを含む。

１つの特定の実施例によれば、この方法は車両の内部及び外部の温度の測定により補助回路を管理して車両内部を温度調節するシーケンスを伴う。

最も有利な実施例において、車両エンジンの加速を検出する補助回路を作動するシーケンスの後に、車両内部温度の測定値により決定される最大期間の間、補助回路の稼動を維持するシーケンスが続く。

本発明の他の特徴及び利点は、示された図を参照しながら本発明の非制限的実施例に付随する説明を読むことにより、よりよく理解される。

本発明により規定される、特に車両１００のための空調制御装置が、一般的な輸送車両へのその応用の枠内で図１に示される。それはクラッチ係合３を介して車両エンジン１により動力供給される圧縮機２を含む。圧縮機の動力供給は伝統的にはベルト５０を用いて行われ、電磁信号４を組み入れた係合手段が圧縮機を連動及び解除させる。

装置はまた、冷媒流体を気体から液体に変化させる凝縮器７と、この例では２つの気化器８、９と、圧縮機２、凝縮器７、及び気化器８、９の間にある冷媒循環回路とを含む。気化器には弁８１、９１が取り付けられ、流体を液体から冷却気体に変化させる。

回路は伝統的には流体を圧縮機２から凝縮器７に導く第１の分岐回路３０と、流体を凝縮器７から気化器（この例では気化器８、９）に導く第２の分岐回路３１、流体を気化器８、９から圧縮機２に戻す吸気口に対する第３の分岐回路３２を備える。

空調を最適化するために、考慮すべき第１項目は、典型的な市街用途において、車両がアイドリング稼動に費やす時間量が非常に多い（およそ時間の３０乃至５０％）ことである。車両エンジンが最高速度で稼動している時間量は大都市ではおよそ５％に制限され、残りの時間は加速及び減速の時間を含む。

アイドリングしているエンジンを支援するために、エンジンの速度の２又は３倍の速度で圧縮機を連動すると有利である。これは、圧縮機とエンジン間の速度比が圧縮機２０００ｒｐｍ／エンジン１６００ｒｐｍより小さい車両巡航速度に最適化された伝統的な空調装置と反対に、車両エンジンがアイドリングしているときに圧縮機から十分な動力を得ることを意味する。

しかしながら、圧縮機のｒｐｍとエンジンのｒｐｍの比が市街用に設定されていることにより、車両エンジン速度を考慮に入れない圧縮機の連動及び解除に基づく制御が車両加速中の頻繁な圧縮機の連動をもたらし、それにより加速に利用可能な動力を制限し、加速時間外での圧縮機の連動をもたらし、これがベルト、及び圧縮機の装置連動に対する著しい抑制を行い、潜在的にこれらの部品を早期に磨耗させる。

また、本発明の主要な実施態様を最適化しまたそれに固執するために、装置は主回路の第１の分岐回路３０と第３の分岐回路３２の間に位置する補助回路３３を考慮に入れ、この補助回路は圧縮機を封鎖しかつそれが保持する気体を圧縮機の吸気口に戻すように設計される。この補助回路の動作は圧縮機を封鎖し、圧縮機を解除することなく空調装置により消費される動力をエンジン１において利用可能にする。

この補助回路３３を管理するために、本発明は電磁弁５と、補助回路を作動及び作動停止して圧縮機により排出された気体を直接圧縮機の入口に戻す制御コンピュータ１０とを備える装置５、１０を考慮している。

電磁弁は、アクセルに取り付けられた位置センサによりボタンスイッチシステムを介して直接制御できるようになり、そのコンピュータによる管理は最適性能を考慮している。

特に圧縮機２は車両加速時に電磁弁５又はバイパス弁の媒介により作動でき、これは圧縮機の連動３に際して遊びなしに圧縮機により吸収された動力に対して車両エンジン１から動力を切断する。図４（ｂ）は前に見たサイクルに関連して如何に負荷回避が働くかを図解する。

補助回路３３が作動されたときに主回路内に圧力損失を生じないように、凝縮器７を圧縮機から分離し、それにより主回路の高圧部を分離することが賢明である。

本発明は、補助回路３３が作動されたときに凝縮器内の流体を保持するために補助回路３３の下流にある第１の分岐回路３０に取り付けられた逆止弁６を考慮している。従って、負荷回避のときに、凝縮器は圧力調節器８１、９１により調節された冷媒流体を気化器８、９に供給し続ける

減速又はアイドリングのときは、主回路は電磁弁５を閉じることにより速やかに再作動でき、空調動作を維持できる。

こうして、本発明に規定されるように、圧縮機２の頻繁な連動／解除なしに、しかし補助回路を始動して負荷回避弁５により与えられるプログラムに従って駆動されながら、エンジンに対する負荷を減らすことが可能である。

あるいは、本発明の精神から逸れることなく、弁５及び逆止弁６を三方弁に置き換えることができる。

補助回路による再ロックアップ時に圧縮機が過熱する程度を制限するために、螺旋回転圧縮機、又は「スクロール」圧縮機が推奨される。実際に、このタイプの回転圧縮機により吸収される動力は同等の往復運動圧縮機により吸収される動力に劣り、内部摩擦によるその損失のために、このタイプの圧縮機は一旦封鎖されるとほとんど過熱しない。更に、そのような圧縮機は高速を考慮し、より良好な出力を有する。

装置の動作の仕方を改善するために、負荷回避のための電磁弁５の管理は、走行する車両におけるこれらの段階を検知する手段１５を用いたコンピュータ１０に任せられる。

コンピュータ１０は特にエンジン１のアイドリング速度を検出する手段１６、即ち、直接手段としてアクセル上のセンサ１６、間接手段として車両の停止を検出するセンサ等を組み入れる。

この例によるコンピュータは温度センサ１１を用いた外部温度、温度センサ１２を用いた内部温度を測定する能力と、クラッチ係合３と弁５を管理する法則を有する計算機とを有し、これらは空調装置の本発明により規定される制御方法の枠内で下に図解される。

コンピュータはまた客室にある気化器８、９により冷却空気を押し出す送風装置４０、４１の温度を管理することもできる。

コンピュータ１０により制御される空調装置の動作は以下に述べるシーケンスを組み入れる。

試験シーケンスは菱形で表示され、動作は矩形で表示される。図３ａに示される最初の動作は空調装置の作動に関係する。

ベルト５０及びクラッチ係合３に関する摩滅を抑制する目的で、圧縮機の連動２０３の段階と同時に補助回路３３を作動するシーケンス２０２がある。また上側センサ１２により測定された内部温度が所定値（例えば約２３℃）に達した瞬間から空調装置を作動し、下側の内部温度に対してそれを作動停止することも可能である。温度試験シーケンス２０００はこれを考慮に入れている。

また、装置の機械要素を劣化させない目的で、方法は、特に車両がアイドリング又は停止されない限り装置を始動させないようにするために、車両の加速を検出したら圧縮機の連動を禁止するシーケンス２０１を組み入れる。

例えば市街用途に対して、圧縮機を所定の内部温度閾値以上で連続的に稼動することも１つの選択肢である。

この原理により、空調装置が一旦稼動すると（これは図３ｂの「制御」に相当する）、本発明は弁５の制御によるエンジン動力の減少を考慮し、それにより、コンピュータが車両加速の開始において、エンジン動力の経済性を優先するためにバイパス弁を開く。

従って、閉じた弁３００での稼動状態を維持する際に、この制御方法は加速試験のためのシーケンス３０１を組み入れ、そのシーケンスの結果は回路３３を制御する電磁弁５の開放シーケンス３０６又は閉鎖をトリガする。

早い加速中の過度に頻繁な、あるいはタイミングの悪い弁５の開閉を避けるために、加速試験シーケンス３０１がヒステリシス確認段階を必須とし、遅延シーケンス３０８を開始してもよい。

加速試験に対して、コンピュータは、例えばガスペダル１７に取り付けられたセンサ１５により車両の加速度を検出することが可能である。

装置の制御は検出試験３０１を組み入れ、その後に遅延シーケンス３０８に対して遅延値を与える、温度試験シーケンス３０２、３０３、３０４が続いて、温度により決定される最大時間の間、吐出動作回路が延長されるようにし、その結果、車両内部の温度の測定値に依存する最大時間の間、補助回路を維持するシーケンスをもたらす。

例えば、負荷回避は、加速が例えば２４℃の閾値の低温に対して検出される瞬間から１６秒で実行されてもよく（これは試験３０２に相当する）、試験３０３による２４乃至２５℃の内部温度に対する加速により１２秒まで減少し、試験３０４による２５乃至２６℃の内部温度に対して８秒に制限され、車両の内部温度が乗員の快適さに適応する２６℃以上に上昇したら作動停止される。

温度で駆動される負荷回避Ｄの例と車両の動作段階の例が図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される。

図４（ａ）は時間対エンジン速度の曲線Ｎと、内部温度Ｔ°による図４（ｂ）の弁５の制御への効果を示す。図示のように、弁を開放するサイクルは温度上昇により制限される。

本発明の範囲内で他の制御方法も可能である。例えば、遅延が終わる前に弁を閉じるために減速を検出することも可能であり、その場合、弁の開放時間は遅延設定時間と加速時間の内の最小値である。

もちろん、センサを試験することも可能であり、試験ループには制御弁５の過度に頻繁な開閉を避けるように設計された接触子又は検出閾値の跳ね返りの除去が設けられる。

内部温度が所定の閾値以下に下がったら、この実施例では空調装置は停止される。図３ｃに示される方法は（「停止」と名付けられる）、このための試験温度シーケンス３１０を組み入れる。本発明の方法によれば、コンピュータは、過剰な急上昇及び／又は抑制を避けかつ車両の空調回路の慣性を補助するように、減速又は高速中の圧縮機の解除を禁止するようにプログラムされる。

エンジンのアイドリング段階以外でセンサを解除する１つのシーケンスは車両の停止時にアイドリングしているエンジンの試験３１１を組み入れる。アイドリングしているエンジンが動作していたら圧縮機の解除に対するシーケンス３１３が生じる。

精密な温度制御のために、補助回路３３が開閉のシーケンスを通じて弁５を制御することにより車両の内部と外部での温度測定値により制御してもよく、これは安定した速度での市街コースに有用である。

客室全体に分布する気化器８，９ａ，９ｂは、バイパス弁５が車両加速時に設定されたときに、タンク／脱水器３６を前に置いた気化器が使用可能な冷却備蓄を作れる程度の大きさをもつ。

装置はまた、過度の流体圧力１８又は低流体圧力１９の検出時に補助回路の下流にある主回路２１を切断２１する手段を組み入れる。

この方法により、空調動作は減速及びアイドリングの間、安定的に維持される。空調装置の他の指標も組み入れてもよく、種々の用法に適応するために、送風機又は気化器等のある一定の物品が選択的に作動停止されてもよい。

本発明により規定される空調制御装置の模式図である。 本発明により規定される空調装置を備える輸送車両の模式図である。 本発明の方法により規定される装置の各動作段階の図解で、空調装置の作動に関係する図である。 本発明の方法により規定される装置の各動作段階の図解で、弁５の制御への効果を示す図である。 本発明の方法により規定される装置の各動作段階の図解で、空調装置が停止される状態を示す図である。 動作サイクルを図解する図で、（ａ）は一般的な市街輸送車両に対する動作サイクルを示す図、(ｂ)は本発明により規定される装置の動作サイクルを示す図である。

符号の説明

１ 車両エンジン
２ 圧縮機
３ クラッチ係合
５ 制御装置
７ 凝縮器
８ 気化器
９ 気化器
１０ コンピュータ
１１ 温度センサ
１２ 温度センサ
１５ 加速センサ
１６ 加速センサ
３０ 第１の分岐回路
３１ 第２の分岐回路
３２ 第３の分岐回路
３３ 補助回路
１００ 車両

Claims (11)

1. クラッチ係合（３）を介して車両エンジン（１）により動力供給される圧縮機（２）と、凝縮器（７）と、少なくとも１つの気化器（８、９）と、前記圧縮機（２）、前記凝縮器（７）、及び前記気化器（８、９）間で冷媒流体を循環する主回路とからなり、前記圧縮機（２）から前記凝縮器（７）に流体を導く第１の分岐回路（３０）と、前記凝縮器（７）から気化器（８、９）に流体を導く第２の分岐回路（３１）と、前記気化器（８、９））から前記圧縮機（２）に向かって流体を引く第３の分岐回路（３２）とを有する主回路を備える車両用空調制御装置において、前記第の１分岐回路（３０）と前記第３の分岐回路（３２）の間に位置し、前記圧縮機により集められた気体を前記圧縮機の吸気口に戻すように設計された補助回路（３３）と、前記補助回路を作動及び作動停止する制御装置（５、１０）とを有することを特徴とする空調制御装置。
2. 前記補助回路（３３）が動作されるときに前記凝縮器内に流体を保持するために前記補助回路の下流にある前記第１の分岐回路（３０）に位置する逆止弁（６）を組み入れることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 車両が加速するときを検出する手段（１５）により前記空調装置を管理するためにコンピュータ（１０）を組み入れることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. 前記コンピュータ（１０）がアイドリング中のエンジン（１）速度を検出する手段（１６）を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 車両の内部及び／又は外部の温度を測定する手段（１１、１２）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。
6. 前記圧縮機が螺旋回転圧縮機であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
7. クラッチ係合（３）を介して車両（１００）のエンジン（１）により動力供給される圧縮機（２）と、凝縮器（７）と、少なくとも１つの気化器（８、９）と、前記圧縮機（２）、前記凝縮器（７）、及び前記気化器（８、９）間で冷媒流体を循環する主回路（３０、３１、３２）と、前記圧縮機により集められた気体を前記圧縮機の吸気口に戻すように設計された補助回路（３３）と、前記補助回路のための制御装置（5、１０）と、車両のアイドリング、加速、及び減速を検出する手段（１５、１６）とを備える車両空調装置を制御する方法において、車両エンジンの加速の検出時に前記補助回路（３３）を作動するシーケンスを組み入れることを特徴とする方法。
8. 前記空調装置が前記圧縮機を連動及び解除する制御装置（４、１０）を組み入れることを特徴とする前記圧縮機の連動と同時に前記補助回路（３３）を作動する請求項７記載のシーケンスを含む方法。
9. 車両における加速又は高エンジン速度の検出時に前記圧縮機の連動を禁止するシーケンスを組み入れることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記装置が車両の内部及び外部の温度を測定する手段（１１、１２）を組み入れ、前記方法が車両の内部及び外部の温度を測定する前記手段により生み出された測定値の関数により前記補助回路（３３）を管理することにより車両内部の温度を調節するシーケンスを組み入れることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載の方法。
11. 車両エンジンの加速の検出時に前記補助回路（３３）を作動するシーケンスの後に、車両内部の温度の測定値により決定される最大期間の間、前記補助回路を維持するシーケンスが続くことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項記載の方法。
    
    

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