JP2565588B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、所定の条件を越えるとコンプレッサの冷房
能力を低減してエンジン負荷を軽減し、オーバーヒート
を防止する車両用空調装置に関する。

B.従来の技術 エンジン冷却水温度が設定温度以上になるとコンプレ
ッサをオフしてエンジン負荷を低減し、エンジンのオー
バーヒートを防止する車両用空調装置が知られている。

この種の車両用空調装置では、第５図に示すようにエ
ンジン冷却水温度が設定温度TH1以上になると、電磁ク
ラッチをオフしてコンプレッサを停止し、エンジン冷却
水温度が低下して設定温度TL1以下になると電磁クラッ
チをオンしてコンプレッサを運転再開する。

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の車両用空調装置では、設定温度
TH1は、第６図に示すように時刻t1で設定温度TH1を越え
た後の冷却水温度のオーバーシュートを考慮して、エン
ジン耐熱限界水温T0までには相当余裕のある温度に設定
されているので、耐熱限界水温T0よりかなり低い冷却水
温度でコンプレッサが停止してしまい、車室内の冷房が
行なわれないという問題がある。

本発明の目的は、エンジンの冷却能力が低下してもほ
ぼエンジンが耐熱限界値になるまで冷房運転を継続する
車両用空調装置を提供することにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図および第４図に対応づけて本発
明を説明すると、本発明は、冷媒を圧送するコンプレッ
サ１（６）と、エンジン３を冷却する冷却手段3aと，こ
の冷却手段3aによるエンジン３の冷却能力が第１の限界
値に達するときにコンプレッサ１（６）をオフする制御
手段５とを備えた車両用空調装置に適用される。

そして、冷却能力の時間変化率を算出する時間変化率
算出手段5aを備え、制御手段５は、第１の限界値より冷
却能力が高い第２の限界値に達したときに、時間変化率
算出手段5aによって算出された冷却能力の時間変化率が
所定値より大きいとコンプレッサ１（６）の冷房能力を
低減することにより、上記目的が達成される。

また、請求項２に記載の車両用空調装置では、コンプ
レッサを可変容量型コンプレッサ１とし、制御手段５
は、可変容量型コンプレッサ１の冷媒吐出容量を下げて
冷房能力を低減する。

さらに、請求項３に記載の車両用空調装置では、コン
プレッサを電磁クラッチ6aを介して駆動される定容量型
コンプレッサ６とし、制御手段５は、電磁クラッチ6aを
オフまたはオン・オフ駆動して定容量型コンプレッサ６
の冷房能力を低減する。

E.作用 制御手段５は、第１の限界値より前記冷却能力が高い
第２の限界値に達したときに、時間変化率算出手段5aに
よって算出された冷却能力の時間変化率が所定値より大
きいとコンプレッサ１や６の冷房能力を低減する。

また、請求項２に記載の車両用空調装置の制御手段５
は、可変容量型コンプレッサ１の冷媒吐出容量を下げて
冷房能力を低減する。

さらに、請求項３に記載の車両用空調装置の制御手段
５は、電磁クラッチ6aをオフまたはオン・オフ駆動して
定容量型コンプレッサ６の冷房能力を低減する。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

１は、可変容量型コンプレッサであり、冷媒吐出容量
を制御するための制御バルブ２を備えており、後述する
制御回路５から制御バルブ２のソレノイドSV1へ所望の
冷房能力に応じた制御信号を出力することにより冷媒吐
出容量が制御される。また、可変容量型コンプレッサ１
はラジエータ3aを備えた水冷式エンジン３により駆動さ
れる。４は、エンジン３の冷却水温度を検出する水温セ
ンサである。５は、冷却水温度の時間変化率算出部5aを
有する制御回路であり、マイクロコンピュータおよびそ
の周辺部品から構成され、水温センサ４からの信号に基
づいて後述するプログラムを実行し、制御バルブ２のソ
レノイドSV1の制御信号を出力してコンプレッサ１の冷
房能力を制御する。

第２図（ａ），（ｂ）は、水温センサ４により検出さ
れるエンジン冷却水温度THの経時変化を示すタイムチャ
ートで、（ａ）は温度上昇率が高い場合を示し、（ｂ）
は温度上昇率が低い場合を示す。

この実施例では、従来の設定温度TH1よりも低い第２
の設定温度TH2を設け、エンジン冷却水温度THがこの第
２の設定温度TH2を越えたときに冷却水温度THの上昇率d
TH/dtを算出し、この上昇率dTH/dtが所定値K1以上のと
きは第２図（ａ）に示すようにコンプレッサ１の冷房能
力を低減する。すなわち、上昇率が高いほど冷媒吐出容
量の低減量を多くし、水温上昇率が低ければ吐出容量の
低減量を少なくする。これによって、エンジン冷却水温
度THは、第２図（ａ）の時刻t2でコンプレッサ１の冷房
能力を低減した後も上昇を続けるが、エンジン３の負荷
が軽減されるので水温上昇率が低下しエンジン耐熱限界
温度T0を越えることはない。なお、設定温度TH1は従来
の設定値よりも高い、ほぼエンジン耐熱限界温度T0に近
い値に設定され、エンジン冷却水温度THがこの設定温度
TH1を越えたときはコンプレッサ１を完全にオフする。

一方、第２図（ｂ）に示すように、時刻t3でエンジン
冷却水温度THが設定温度TH2を越えても冷却水温度上昇
率dTH/dtが所定値K1より低いときは、そのまま所望の冷
房能力で運転を継続する。その後、エンジン冷却水温度
THが上昇を続けて設定温度TH1に達したらコンプレッサ
１の冷媒吐出容量を０とする。この設定温度TH1はエン
ジン耐熱限界温度T0に近い値に設定されているが、水温
上昇率dTH/dtが低いので冷却水温度THが設定温度TH1を
越えたときにコンプレッサ１をオフしてもその後のオー
バーシュートによってエンジン耐熱限界温度T0を越える
ことはない。

なお、冷却水により冷却されるエンジン３は、冷却水
温度THが低いほどエンジン冷却能力が高くなり、冷却水
温度THが高いほど冷却能力が低くなる。従って、この実
施例の設定温度TH1が前述した冷却能力の第１の限界値
に相当し、第２の設定温度TH2が第２の限界値に相当す
るものである。

第３図は、制御回路５で実行される制御プログラムを
示すフローチャートである。この制御プログラムは、空
調装置の運転が開始されると実行される。同図により動
作を説明する。

ステップS1において、コンプレッサ１が運転中かどう
かを判別し、運転中であればステップS2へ進み、そうで
なければステップS8へ進む。ステップS2で、エンジン冷
却水温度THが設定温度TH2以上かどうかを判別し、TH≧T
H2であればステップS3へ進み、そうでなければステップ
S1へ戻る。ステップS3では、冷却水温度上昇率dTH/dtを
算出してステップS4へ進む。このステップS3が時間変化
率算出部5aに対応する。ステップS4において、上昇率dT
H/dtが所定値K1以上かどうかを判別し、dTH/dt≧K1であ
ればステップS5へ進み、上述したように冷媒吐出容量を
少なくしてコンプレッサ１の冷房能力を低減する。ステ
ップS4で、dTH/dt＜K1であればそのままコンプレッサ１
の冷房運転を継続してステップS6へ進む。

ステップS6で、水温THが設定温度TH1以上かどうかを
判別し、TH≧TH1であればステップS7へ進み、そうでな
ければステップS1へ戻る。ステップS7で、冷媒吐出量を
０にしてコンプレッサ１を停止し、ステップS8へ進む。
ステップS8では、水温THが設定温度TH2よりも低いかど
うか判別し、TH＜TH2であればステップS9へ進み、そう
でなければステップS1へ戻る。ステップS9では、コンプ
レッサ１の冷房運転を再開する。

このように、エンジン冷却水温度THが設定温度TH2を
越えたときに冷却水温上昇率dTH/dtを算出し、この上昇
率が所定値以上であれば冷却水温度THがこのまま上昇を
続けるとエンジンの耐熱限界温度T0を越えると判断す
る。そして、コンプレッサ１の冷房能力を低減し、エン
ジン３の負荷を軽減する。上昇率が所定値以下であれば
そのまま冷房運転を継続するが、冷却水温度THが従来の
設定温度TH1を越えたらコンプレッサを停止する。これ
によって、従来の設定温度TH1をほぼエンジンの耐熱限
界温度T0近くに設定することができるので、従来のよう
に低い設定温度でコンプレッサが停止して車室内が冷房
不足になるようなことがなく、合理的な空調が行なえ
る。

なお、上記実施例では、水温THが設定温度TH2を越え
たときの水温上昇率が所定値以上であれば冷媒吐出容量
を小さくしてコンプレッサ１の冷房能力を低減したが、
このときコンプレッサ１の冷媒吐出量を０として冷房運
転を停止してもよい。

以上の実施例では、可変容量型のコンプレッサ１を用
いたが、定容量型コンプレッサを用いてもよい。第４図
は、この定容量型コンプレッサ６を装備した空調装置の
ブロック図を示す。図中、第１図と同様な機器に対して
は同一の符号を付して説明を省略する。

定容量コンプレッサ６は、電磁クラッチ6aを介してエ
ンジン３により駆動される。制御回路５によって電磁ク
ラッチ6aのソレノイドSV2を駆動すると、電磁クラッチ6
aがオンしてコンプレッサ６が冷房運転する。この定容
量型コンプレッサ６の冷房能力は、電磁クラッチ6aをオ
ン・オフしてコンプレッサ６を間欠運転することにより
低減される。すなわち、冷却水温度THが設定温度TH2を
越えたときの水温上昇率dTH/dtが所定値K1以上のとき
は、水温上昇率が高いほどオン時間を短くオフ時間を長
くし、水温上昇率が低いほどオン時間が長くオフ時間が
短くする。なお、冷却水温THが設定温度TH2を越えたと
きに電磁クラッチ6aをオフしてコンプレッサ６の運転を
停止してもよい。

なお、この定容量型コンプレッサ６を用いた場合も、
可変容量型コンプレッサ１と同様に第３図に示す制御プ
ログラムによってエンジン冷却水温THが上昇したときの
冷房能力が制御される。

また、上記実施例では、冷却水によりエンジンを冷却
したが、エンジンを冷却する方法は上記実施例に限定さ
れなく、例えば、アルコールを冷媒として用いてその気
化熱により冷却を行なうものなどにも適用できる。

さらに、上記実施例では、エンジンの冷却能力を検出
するために冷却水温センサ４を用いたが、エンジン冷却
用の冷媒が水ではない場合にもその冷媒温度を検出する
ものであれば何でもよいし、エンジン自体に温度センサ
を設置して直接エンジン温度を検出してもよい。

以上の実施例の構成において、可変容量型コンプレッ
サ１および定容量型コンプレッサ６がコンプレッサを、
ラジエータ3aが冷却手段を、制御回路５が制御手段を、
時間変化率算出部5aが時間変化率検出手段をそれぞれ構
成する。

G.発明の効果 以上説明したように本発明によれば、エンジン冷却手
段が第１の限界値に達するとコンプレッサをオフすると
ともに、第１の限界値より冷却能力の高い第２の限界値
に達したときにその冷却能力の時間変化率が所定値以上
であるとコンプレッサの冷房能力を低減するようにした
ので、従来のオーバーシュートによる問題が回避されて
エンジン冷却手段の能力限界まで冷房運転を継続するこ
とができ、エンジン冷却手段が従来よりも限界に近いと
きでも充分な冷房を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は可変容量型コンプレッサを用いた一実施例を示
すブロック図、第２図はエンジン冷却水温度の経時変化
を示すタイムチャートで、（ａ）は冷却水温度の上昇率
が高いときを示し、（ｂ）は上昇率が低いときを示す。
第３図は冷房能力低減制御プログラム例を示すフローチ
ャート、第４図は定容量型コンプレッサを用いた一実施
例を示すブロック図、第５図は従来の空調装置で行なわ
れているコンプレッサの制御方法を示す図、第６図は従
来の空調装置におけるエンジン冷却水温度の経時変化を
示すタイムチャートである。 1:可変容量型コンプレッサ、2:制御バルブ 3:エンジン、3a:ラジエータ 4:水温センサ、5:制御回路 5a:時間変化率算出部 6:定容量型コンプレッサ 6a:電磁クラッチ SV1,2:ソレノイド

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を圧送するコンプレッサと、 エンジンを冷却する冷却手段と、 この冷却手段によるエンジンの冷却能力が第１の限界値
   に達するときに前記コンプレッサをオフする制御手段と
   を備えた車両用空調装置において、 前記冷却能力の時間変化率を算出する時間変化率算出手
   段を備え、 前記制御手段は、前記第１の限界値より前記冷却能力が
   高い第２の限界値に達したときに、前記時間変化率算出
   手段によって算出された冷却能力の時間変化率が所定値
   より大きいと前記コンプレッサの冷房能力を低減するこ
   とを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記コンプレッサを可変容量型コンプレッサとし、前記
   制御手段は、前記可変容量型コンプレッサの冷媒吐出容
   量を下げて冷房能力を低減することを特徴とする車両用
   空調装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記コンプレッサを電磁クラッチを介して駆動される定
   容量型コンプレッサとし、前記制御手段は、前記電磁ク
   ラッチをオフまたはオン・オフ駆動して前記定容量型コ
   ンプレッサの冷房能力を低減することを特徴とする車両
   用空調装置。