JP2016101827A

JP2016101827A - 車両用エアコン制御装置

Info

Publication number: JP2016101827A
Application number: JP2014240769A
Authority: JP
Inventors: 浩介幕内; Kosuke Makuuchi; 智弘八木; Tomohiro Yagi
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

【課題】バッテリの消耗を招くことなく、エアコンの圧縮機（コンプレッサ）の液圧縮音を抑制できるようにする。
【解決手段】前回エアコン１が作動されていないときに、エンジン１０の始動後、エンジン回転数が所定回転数以上低下した場合に、エンジンＥＣＵ１４により、マグネットクラッチ１７が予め設定された断続タイミングで所定回数断続されたのち接続状態に保持されて、圧縮機２が断続されたのち連続的に駆動される。これにより、圧縮機２に冷媒の液体が溜まった状態で圧縮機２を駆動するときに、はじめに圧縮機２を断続することで、圧縮機２内の液体を排出してから圧縮機２を連続駆動でき、圧縮機２に溜まった冷媒の液体に起因する激しい液圧縮音を未然に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用エアコンを制御する車両用エアコン制御装置に関する。

一般に、車両用エアコンは、エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）と、圧縮機により圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、コンデンサにより冷却された冷媒を蒸発させるエバポレータとを備えている。そして、圧縮機（コンプレッサ）には、ベーン式とスクロール式とがあり、圧縮効率では後者のスクロール式の方が優れており、小型車や軽自動車などに適用されている。

ところが、スクロール式の場合、圧縮機（コンプレッサ）内に液化された冷媒が溜まった状態でエアコンの駆動スイッチをオンして、エンジンと圧縮機（コンプレッサ）とを接続するマグネットクラッチを接続状態に切り換えると、液体の冷媒は非圧縮性であることから非常に大きな圧力が生じて、激しい液圧縮音と呼ばれるショック音が発生する。

そこで、このような液圧縮音を防止するために、例えば特許文献１に記載のように、駐車時や放置時などの車両の未使用時にコンプレッサ内で冷媒が液化しているかどうかを推定し、液化していると推定したときにスタータを作動させて液圧縮音の発生を防止することが提案されている。

特開２００５−２３８９５１号公報（要約、段落００１０〜００１１，００３５〜００４２および図３、図４参照）

しかしながら、上記した特許文献１に記載のものでは、駐車時や放置時などの車両の未使用時にスタータが作動してコンプレッサを駆動するため、バッテリの消耗を招くという問題がある。

本発明は、バッテリの消耗を招くことなく、エアコンの圧縮機（コンプレッサ）の液圧縮音を抑制できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両用エアコン制御装置は、エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を冷却するコンデンサと、前記コンデンサにより冷却された前記冷媒を蒸発させるエバポレータとを備えた車両用エアコンを制御する車両用エアコン制御装置において、前記エンジンの回転数を検出する検出手段と、前記圧縮機を駆動したときに、前記検出手段により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上低下するかどうか判断し、低下する場合には前記圧縮機を予め設定された断続タイミングで所定回数断続したのち連続的に駆動し、低下しない場合には前記圧縮機を断続なしに連続的に駆動する制御手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る発明は、圧縮機の駆動には大きなトルクを必要とするので、特に圧縮機に冷媒の液体が溜まっている状態で圧縮機を駆動すると、エンジンが一挙に所定回転数以上低下することに着目し、エンジン回転数が所定回転数以上低下するかどうかで圧縮機に冷媒の液体が溜まっているかどうか判断するようにした。

よって、請求項１に係る発明によれば、圧縮機を駆動したときに、検出手段により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上低下する場合には、圧縮機に冷媒の液体が溜まっていると推定できるため、そのときに制御手段により、圧縮機を予め設定された断続タイミングで所定回数断続したのち連続的に駆動することにより、圧縮機内の液体を排出することができ、従来のように車両未使用時にバッテリを消耗することがなく、スクロール式の圧縮機であっても、圧縮機の駆動時における液圧縮音を抑制することができる。このとき、圧縮機の断続回数は、圧縮機のマグネットクラッチが接続される際に発生する耳障りな異音が乗員に不快感を与えない程度の回数（例えば、２〜３回の断続）に設定するのが望ましい。

また、圧縮機を駆動したときに、検出手段により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上低下しない場合には、圧縮機には冷媒の液体が溜まっていないと推定することができ、そのときには制御手段により圧縮機が断続なしに連続的に駆動され、無駄に圧縮機を断続することによるマグネットクラッチの接続の際の異音の発生もなく、乗員に不快感を与えることがない。

本発明に係る車両用エアコン制御装置の一実施形態のブロック図である。図１の動作説明用フローチャートである。図１の動作説明用タイミングチャートである。

本発明に係る車両用エアコン制御装置の一実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

本実施形態における車両用エアコン１は、図１に示すように構成されている。すなわち、図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）２が設けられ、圧縮機２により圧縮されて高温高圧状態となった冷媒がコンデンサ３で放熱され、膨張弁４を介してエバポレータ５内に放熱された冷媒が流入して気化し、エバポレータ５を通過する際にエアコンダクト内を流れる空気が熱交換されて冷却される一方、エバポレータ５で熱交換された冷媒が圧縮機２に送られて圧縮されるようになっている。

そして、図１に示すように、エアコン１を制御するマイクロコンピュータ構成のエアコンＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）６が設けられ、インストルメントパネル等に配設されたエアコンスイッチ７が後述するイグニッショションスイッチオンの状態でオンされることにより、エアコン１の制御を開始する。

さらに、当該車両には１２Ｖの比較的小容量の１個の鉛バッテリ９が搭載され、このバッテリ９の負極端子は車体に接続され、バッテリ９の正極端子にはリレー１２を介してエンジン１０の始動用のスタータ１１が接続され、バッテリ９からの電力がリレー１２により断接自在にスタータ１１に供給されてエンジン１０が始動されて、エンジン１０が駆動力を発生する。

また、図１に示すように、エンジン１０を制御するマイクロコンピュータ構成のエンジンＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１４が設けられ、イグニッションスイッチ１５のオンによる始動時に、リレー１２にオン制御信号を出力してリレー１２をオン状態に切り換え、バッテリ９からの電力をスタータ１１に供給してエンジン１０を始動する。そして、エンジン始動後にエアコンスイッチ７のオンを検知すると、エンジンＥＣＵ１４により、電磁的に作動するマグネットクラッチ１７が接続状態に切り換えられ、エンジン１０の駆動力がベルト１８を介して圧縮機２に伝達され、圧縮機２が駆動されるようになっている。なお、エンジンＥＣＵ１４は本発明における制御手段として機能する。また、エンジン１０の回転数を検出する本発明の検出手段として、図１に示すようにエンジン回転数センサ２０が設けられている。

このように、圧縮機２が駆動されると、上記したとおり、圧縮機２により圧縮された冷媒がコンデンサ３で放熱され、膨張弁４を介してエバポレータ５内に放熱された冷媒が流入して気化し、エバポレータ５で熱交換された冷媒が圧縮機２に送られて圧縮されるというサイクルを繰り返す。このとき、例えば前回の走行時にエアコン１が作動されなかった場合には、今回の走行に際してエアコン１を作動させたときに、圧縮機２内に冷媒の液体が溜まった状態になっていることがあり、この状態で圧縮機２を駆動すると、激しい液圧縮音が発生して乗員に不快感を与えてしまう。

そこで、次のような手順の制御により液圧縮音を防止する。すなわち、エアコンＥＣＵ６により、前回の走行時におけるエアコンスイッチ７のオン、オフを記憶してエアコン１の作動の有無を記憶しておき、図２に示すように、今回イグニッションスイッチ１５がオンされてエンジン１０が始動したときに、エンジンＥＣＵ１４により、エアコンＥＣＵ６から前回エアコン１が作動されたか否かの情報を取得し（ステップＳ１）、前回エアコンスイッチ７がオンされておらずステップＳ１の判定をＮＯで通過すると、エンジンＥＣＵ１４により、イグニッションスイッチ１５がオンされたか否かが判定され（ステップＳ２）、この判定結果がＮＯであれば判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２の判定が繰り返される。

そして、イグニッションスイッチ１５がオンされてステップＳ２をＹＥＳで通過すると、リレー１２がオンされてスタータ１１にバッテリ９からの電力が供給され、スタータ９によりエンジン１０が始動されたのち（ステップＳ３）、エアコンスイッチ７がオンされたか否かの判定がなされ（ステップＳ４）、この判定結果がＮＯであれば判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ４の判定が繰り返され、エアコンスイッチ７がオンされてステップＳ４をＹＥＳで通過するとエンジン回転数センサ２０により検出されるエンジン１０の回転数が、予め定められた所定回転数（例えば１００ｒｐｍ）以上低下したか否かの判定がなされる（ステップＳ５）。

このステップＳ５の判定結果がＹＥＳ、つまりエンジン１０の回転数が予め定められた所定回転数以上低下した場合には、エンジンＥＣＵ１４によるマグネットクラッチ１７の断続制御が行われ（ステップＳ６）、ステップＳ５の判定結果がＮＯ、つまりエンジン１０の回転数が予め定められた所定回転数以上低下しない場合には、エンジンＥＣＵ１４によるマグネットクラッチ１７の連続接続制御が行われ（ステップＳ７）、ステップＳ６，Ｓ７を経て制御処理は終了する。

ところで、上記したステップＳ６のマグネットクラッチ１７の断続制御は、例えば図３（ａ）に示すように、イグニッションスイッチ１５がオンされてから時刻ｔ１にエアコンスイッチ７がオンされたときに、エンジンＥＣＵ１４によりマグネットクラッチ１７をまず６０〜１００ｍｓ接続状態（ＯＮ）に切り換えられ、その後時刻ｔ２にマグネットクラッチ１７が遮断状態（ＯＦＦ）に切り換えられ、この遮断状態が８０ｍｓの時間保持され、８０ｍｓ経過後の時刻ｔ３に再びマグネットクラッチ１７が接続状態に切り換えられ、この接続状態が６０ｍｓの時間保持され、６０ｍｓ経過後の時刻ｔ４にマグネットクラッチ１７が再び遮断状態に切り換えられ、この遮断状態が８０ｍｓの時間保持され、８０ｍｓ経過後の時刻ｔ５にマグネットクラッチ１７が連続的な接続状態に切り換えてその後この接続状態が保持されるようになっている。また、ステップＳ７では、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ６にイグニッションスイッチ１５がオンされると、マグネットクラッチ１７が連続的に接続状態（ＯＮ）に保持される。

こうして、エンジン回転数が所定回転数以上低下した場合に、エンジンＥＣＵ１４により、マグネットクラッチ１７が予め設定された断続タイミングで所定回数断続されたのち接続状態に保持されることにより、圧縮機２が断続されたのち連続的に駆動される。一方、エンジン回転数が所定回転数以上低下しない場合には、エンジンＥＣＵ１４により、マグネットクラッチ１７が断続されることなく接続状態に保持されて圧縮機２が断続なしに連続的に駆動される。

このような制御により、圧縮機２に冷媒の液体が溜まった状態で圧縮機２を駆動するときに、初めに圧縮機２を断続することで、圧縮機２内の液体を排出してから圧縮機２を連続駆動でき、圧縮機２に溜まった冷媒の液体に起因する激しい液圧縮音を未然に防止することができる。

ところで、上記したステップＳ１の判定結果がＹＥＳ、つまりエンジンＥＣＵ１４がエアコンＥＣＵ６７から取得した前回エアコン１の作動の有無の情報に基づき、次のようなクランキング制御が実行され（ステップＳ８）、その後上記したステップＳ４に移行する。そして、ステップＳ８のクランキング制御とは、ステップＳ１の判定により、前回エアコンスイッチ７がオンされたと判断されるときにはイグニッションスイッチ１５がオンされ、エンジンＥＣＵ１４により、スタータ１１にバッテリ９からの電力が供給されて、スタータ９によるエンジン１０の始動が行われている間に、マグネットクラッチ１７が強制的に接続状態に切り換えられて圧縮機２から冷媒の液体が排出され、エンジン回転数が例えば３５０ｒｐｍを超えれば、その時点で圧縮機２〜液体が排出されたと推定することができ、エンジンＥＣＵ１４によりマグネットクラッチ１７が遮断されるようになっている。こうすることで、圧縮機２に溜まっている冷媒の液体を圧縮機２から排出することができ、次にエアコン１を作動させる際の不要な液圧縮音を防止することができる。

したがって、上記した実施形態によれば、エンジンＥＣＵ１４によるマグネットクラッチ１７の断続制御により、圧縮機２を駆動したときに、エンジン回転数センサ２０により検出されるエンジン回転数が所定回転数（例えば１００ｒｐｍ）以上低下する場合には、圧縮機２に冷媒の液体が溜まっていると推定できるため、そのときにエンジンＥＣＵ１４により、圧縮機２を予め設定された断続タイミングで所定回数断続したのち連続的に駆動することにより、圧縮機２内の液体を排出することができ、従来のように車両未使用時にバッテリを消耗することがなく、圧縮機２の駆動時における液圧縮音を抑制することができる。

このとき、マグネットクラッチ１７の断続を２回だけ繰り返すことで、マグネットクラッチ１７が接続される際の耳障りな異音の発生を、乗員に不快感を与えない程度の回数に抑えたため、乗員に与える不快感を最小限に抑制することができる。

また、エンジン回転数が所定回転数（１００ｒｐｍ）以上低下しない場合には、圧縮機２には冷媒の液体が溜まっていないと推定することができ、そのときにはエンジンＥＣＵ１４により圧縮機２が断続なしに連続的に駆動され、無駄に圧縮機２を断続することによるマグネットクラッチ１７の接続の際の異音の発生もなく、乗員に不快感を与えることがない。

さらに、上記したクランキング制御により、圧縮機２に溜まっている冷媒の液体を圧縮機２から排出することができ、次にエアコン１を作動させる際の不要な液圧縮音を防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、マグネットクラッチ１７の断続制御において、マグネットクラッチ１７の断続の回数を２回としたが、２回に限定されるものではなく、３回以上であっても構わない。また、マグネットクラッチ１７の断続のタイミングを図３に示すように、１回目の接続状態を６０ｍｓ〜１００ｍｓとし、２回目の接続状態を６０ｍｓとし、その間の遮断状態を８０ｍｓとした場合について説明したが、マグネットクラッチ１７の断続タイミングは、図３に示す例に限るものではないのは勿論である。

また、上記したマグネットクラッチ１７の断続制御において、図２のステップＳ５の処理は、エアコンスイッチ７のオンから予め設定された時間の間に、エンジン回転数が所定回転数以上低下するかどうか判定するようにしてもよい。

また、前回エアコンスイッチ７がオンされていないときに、イグニッションスイッチ１５がオンされ、かつ、エアコンスイッチ７がオンされたときに、車速が１０ｋｍ／ｈ以上になったときにも何らかの要因でエンジン回転数が所定回転数（１００ｒｐｍ）以上低下することがあり、エンジン回転数のこのような低下が圧縮機２内に液体が溜まっていることに起因するのかその他の要因によるのか区別できないため、車速が１０ｋｍ／ｈ以上になったときにも、上記したエンジンＥＣＵ１４によるマグネットクラッチ１７の断続制御を強制的に行うようにしてもよい。

１ …エアコン
２ …圧縮機
１０ …エンジン
１４ …エンジンＥＣＵ（制御手段）
１７ …マグネットクラッチ
２０ …エンジン回転数センサ（検出手段）

Claims

エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を冷却するコンデンサと、前記コンデンサにより冷却された前記冷媒を蒸発させるエバポレータとを備えた車両用エアコンを制御する車両用エアコン制御装置において、
前記エンジンの回転数を検出する検出手段と、
前記圧縮機を駆動したときに、前記検出手段により検出されるエンジン回転数が所定回転数以上低下するかどうか判断し、低下する場合には前記圧縮機を予め設定された断続タイミングで所定回数断続したのち連続的に駆動し、低下しない場合には前記圧縮機を断続なしに連続的に駆動する制御手段と
を備えたことを特徴とする車両用エアコン制御装置。