JP3201055B2 - 空調装置を備えた車両 - Google Patents

空調装置を備えた車両

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JP3201055B2 JP04968493A JP4968493A JP3201055B2 JP 3201055 B2 JP3201055 B2 JP 3201055B2 JP 04968493 A JP04968493 A JP 04968493A JP 4968493 A JP4968493 A JP 4968493A JP 3201055 B2 JP3201055 B2 JP 3201055B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサで圧縮さ
れた冷媒をエバポレータで気化させ、ブロアファンによ
りエバポレータに送風して導入空気を冷却するようにし
た空調装置を備えた車両に関する。
【従来の技術】
【0002】エンジンにより駆動される冷媒圧縮用のコ
ンプレッサと、このコンプレッサで圧縮された冷媒を気
化するエバポレータと、導入された空気をエバポレータ
を通過させて車室内に送風するブロアファンとを備えた
車両用空調装置が知られている。この種の空調装置を搭
載する車両にあっては、たとえばスロットルバルブをバ
イパスする空気通路に補助空気流量を調節するバルブ
(AACバルブ)を設け、上記コンプレッサ作動(オ
ン)時は、このAACバルブを一定開度だけ開いてエン
ジンアイドル回転数を増加させている(たとえば、日産
サービス周報 昭和62年6月 第578号 第B−7
1頁)。
【0003】またこの種の車両用空調装置において、本
出願人は先に特願平4−250297号明細書におい
て、熱負荷に応じてエンジンアイドル回転数の増分を増
加させるようにした車両用空調装置を提案した。この空
調装置においては、外気温とブロアファンの速度から熱
負荷を推定し、エンジンアイドル時に熱負荷が第1の所
定値以上のときにはエンジンアイドル回転数をΔN1だ
け増量し、熱負荷が第1の所定値よりも大きい第2の所
定値以上のときにはエンジンアイドル回転数をΔN2
(>ΔN1)だけ増量する。このような制御により、熱
負荷が大きいときの冷媒流量の増加を図って冷房能力を
増加させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンアイドル回転数をΔN2だけ増量している時にエバポ
レータに導入される空気が車室内部から車室外部に切換
えられると、真夏などのように外気が高い時には熱負荷
が急激に増え、コンプレッサの吐出圧力がかなり高くな
るおそれがある。
【0005】本発明の目的は、導入空気が車室内部から
車室外部に切換えられた時にエバポレータを通過する風
量を低減させてコンプレッサ吐出圧力の不所望な上昇を
防止するようにした空調装置を備えた車両を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1により説明すると、本発明に係る空調装置を備えた車
両は、エンジン101により駆動されて冷媒を圧縮する
コンプレッサ102と、このコンプレッサ102で圧縮
された冷媒を気化するエバポレータ103と、車両外部
または車室内部から導入された空気をエバポレータ10
3を通過させて車室内に送風するブロアファン104
と、コンプレッサ102とエバポレータ103とを有す
る冷凍サイクルの熱負荷が所定値以上か否かを判断する
熱負荷判断手段105と、エバポレータ103への導入
空気が車両内部から車両外部に切換えられたことを検出
する切換検出手段106と、熱負荷判断手段105で熱
負荷が所定値以上であると判断され、かつ、切換検出手
段106で導入空気の切換が検出されたとき、ブロアフ
ァン104からエバポレータ103に送られる送風量を
低減する送風量低減手段107とを具備することによ
り、上述した目的を達成する。請求項2の車両は、コン
プレッサ作動時に少なくともエンジンアイドル回転数を
増加させる回転数制御手段108を具備するものであ
る。請求項3の車両は、コンプレッサ非作動時には、エ
ンジンアイドル回転数を第1の回転数とし、コンプレッ
サ作動時には、判断された熱負荷が所定値以上の場合に
エンジンアイドル回転数を第1の回転数よりも高い第2
の回転数とする回転数制御手段108を具備するもので
ある。
【0007】
【作用】車室内部からの空気がエバポレータ103に送
風されているとき、熱負荷が高くコンプレッサ吐出圧力
が許容値に近い状態で空調装置が運転されている場合、
車室外部から高温空気がエバポレータ103に導入され
ると、エバポレータ103への送風量が低減される。そ
の結果、エバポレータ103での仕事量が抑制されてコ
ンプレッサ吐出圧力が許容値を越えることがない。請求
項2の空調装置付き車両では、コンプレッサ作動時に少
なくともアイドル回転数が増加される。アイドル回転数
が増加されると冷媒流量が増えて冷房能力が上がるが、
それにともないコンプレッサ吐出圧力も上がる。外気温
度やエンジンルーム内の温度を一定と考えれば、走行時
よりもエンジンアイドルアップ運転時が最も熱負荷が厳
しく、コンプレッサ吐出圧力が高くなりやすい状態にあ
る。したがって、アイドルアップ運転時に上記条件が成
就されるとエバポレータへの送風量を低減させることに
より、エバポレータの仕事量を抑制できてコンプレッサ
吐出圧力の不所望な上昇が防止される。請求項3の車両
では、エンジンがアイドル回転数で運転されかつコンプ
レッサ作動時に熱負荷が所定値以上のときには、アイド
ル回転数が増加される。
【0008】
【実施例】図2〜図4により本発明の一実施例を説明す
る。図2において、エンジン10の吸気通路11にはス
ロットルバルブ12が設けられ、このスロットルバルブ
12をバイパスする通路13には、このバイパス通路1
3を通過する補助空気流量を調節する補助空気流量制御
バルブ(AACバルブ)14が設けられている。AAC
バルブ14の開度はコントローラ40により制御され、
エンジンの運転状態、あるいは後述する空調装置20の
運転状態に応じて補助空気流量を調節してエンジンアイ
ドル回転数を制御する。
【0009】符号20は空調装置を示し、この空調装置
20は、エンジン10により駆動されるコンプレッサ2
1と、このコンプレッサ21で圧縮され不図示のコンデ
ンサ,リキッドタンク,膨張弁を介して供給される冷媒
を気化して通過空気を冷却するエバポレータ22と、切
換ドア25で切換えられた車両外部からの空気または車
室内部からの空気をエバポレータ22を通過させて車室
内に送風するブロアファン23とを備えている。コンプ
レッサ21は、リレー24を介しコントローラ40から
の指令によりオン・オフされ、冷房能力の必要量に応じ
て冷媒の吐出量を制御する。コンプレッサ21は可変容
量型でもよい。
【0010】ブロアファン23は、コントローラ40か
らの指令に応じてブロアファン制御回路26を介して印
加されるブロアファン印加電圧VFによって駆動され
る。ブロアファン制御回路26は例えばパワートランジ
スタ等で構成できる。ブロアファン23の速度(風量)
は、風量が多い順にHi,MH,ML,Loの4段階に
切換可能となっており、後述するように、オート制御時
は目標吹出温度Xmにしたがって速度が切換わるが、ブ
ロアファンスイッチが操作されている時には、そのスイ
ッチで設定された電圧VFが優先して印加される。
【0011】コントローラ40には、外気温度Tambを
検出する外気温センサ41、車室内温度Tincを検出す
る室内温度センサ42、日射量Qsunを検出する日射セ
ンサ43、およびコンプレッサ21の吐出側管路に設け
られ冷媒の吐出圧力Pdを検出する吐出圧センサ44が
接続されるとともに、コンプレッサ21を使用するとき
に操作されるエアコンスイッチ45、ブロアファン23
の作動・非作動および速度を切換えるためのファンスイ
ッチ46も接続されている。また、47は空気導入口選
択スイッチ、48は温度設定スイッチであり、導入口選
択スイッチ47により、車両外部から外気を導入する外
気導入モードまたは車室内の空気を循環させる内気循環
モードが選択され、温度設定スイッチ48により車室内
目標温度が設定される。
【0012】コントローラ40は、エアコンスイッチ4
5あるいはブロアファンスイッチ46などの状態や車両
熱負荷に応じてコンプレッサ21をオン・オフしたりブ
ロアファン23の速度(風量)を制御するとともに、空
気導入口も選択し、さらには冷媒吐出圧力Pdに応じて
エンジンアイドル回転数の指令値を決定する。
【0013】次に、図3,4のフローチャートに基づい
て本実施例の動作を説明する。図3はコントローラ40
により行われる空調制御の要部を示し、まずステップS
1では、コンプレッサ21がオン(作動)しているか否
かをエアコンスイッチ45の状態から判定し、オフ(非
作動)であれば、ステップS2でアイドル回転数指令値
Neをコンプレッサオフ時のアイドル回転数N0(第1
の回転数に相当し、例えば650rpm)に設定する。
この指令値Neはアイドル回転数制御で使用されるが、
これについては図4で詳述する。
【0014】一方、コンプレッサ21がオンの場合には
ステップS3に進み、ブロアファン速度と空気導入口モ
ードを決定する。たとえば目標吹出温度Xmに応じてブ
ロアファン印加電圧VFおよび空気導入口モードが決定
される。目標吹出温度Xmは、たとえば、 Xm=(A+D)T'ptc+B・Tam+C・Q'sun−D・Tinc+E により演算されるものである。Tamは、外気温センサ4
1から得られる外気温度Tambに対して他の熱源からの
影響を除き、現実の外気温度に相当するように処理した
値、Q'sunは、日射センサ43からの日射量情報Qsun
を所定の熱量情報に補正した値、T'ptcは、乗員により
温度設定スイッチ48で設定された設定温度Tptcを外
気温度に応じて補正した値、Tincは室内温度センサ4
2から得られた車室内温度、A〜Eは定数である。ここ
で、上記目標吹出温度Xmは、車両熱負荷が高いほどそ
の値は低くなる。
【0015】なお、ブロアファンスイッチ46によりブ
ロアファン速度が手動で入力されている場合には、その
スイッチの操作位置にしたがったブロアファン印加電圧
Fが決定される。また、オ−ト制御時には、目標吹出
温度に基づいてブロアファン速度および空気導入口が決
定されるほかに、実際の吹出温度および吹出口が制御さ
れるが、この制御は本発明と直接関係ないのでその詳細
な説明は省略する。
【0016】ステップS4では、コンプレッサ吐出側の
冷媒吐出圧力Pdに基づいて状態モードを判断する。冷
媒吐出圧力Pdの基準値としてP1〜P4が設定され、
冷媒吐出圧力Pdの値に応じて状態モードはA,B,C
のいずれかに判断される。ステップS5では、空気導入
口モードが外気導入モードか内気循環モードかを判断
し、外気導入モードならばステップS6に進む。ステッ
プS6では、ステップS4で判断した状態モードにした
がって、状態モードAならばステップS2に、状態モー
ドBならばステップS7に、状態モードCならばステッ
プS8にそれぞれ進む。ステップS7ではアイドル回転
数指令値NeをN0よりも高いN1(第2の回転数に相当
し、例えば850rpm)を指令する。ステップS8で
はアイドル回転数指令値NeをN1よりも高いN2(第3
の回転数に相当し、例えば950rpm)を指令する。
【0017】ステップS8に続いてステップS9に進
み、導入口モードが内気循環モードから外気導入モード
に切換わったかを判定する。肯定判定されるとステップ
S10に進み、ステップS3で決定されたブロアファン
印加電圧VFから所定値V1を減算して補正ブロアファン
印加電圧VFAを求め、このVFAてブロアファン23を回
転駆動する。ステップS5が否定されるとステップS1
1で判別された状態モードにしたがって、状態モードA
ならばステップS12に、状態モードBならばステップ
S13に、状態モードCならばステップS14に進み、
それぞれ、アイドル回転数指令値NeとしてN0,N1
2をセットする。
【0018】図4はコントローラ40によるエンジンア
イドル回転数制御手順の要部を示すものである。ステッ
プS21でアイドル回転数指令値Neを判定し、Ne=
0すなわちアイドルアップを行なわないと判定する
と、ステップS24において、実際のエンジンアイドル
回転数NがN0(650rpm)になるようにAACバ
ルブ14の開度がフィードバック制御される。一方、ス
テップS21において、Ne=N1と判定されるとステ
ップS22でAACバルブ14を一定値だけ開き、その
後ステップS23に進んで、エンジンアイドル回転数N
がN1(750rpm)になるようにAACバルブ14
の開度がフィードバック制御される。またステップS2
1でNe=N2と判定されると、ステップS25でAA
Cバルブ14を一定値だけ開き、その後ステップS26
に進んで、エンジンアイドル回転数がN2(850rp
m)になるようにAACバルブ14の開度がフィードバ
ック制御される。
【0019】以上のように本実施例では、コンプレッサ
使用時に冷媒の吐出圧力Pdに応じて、圧力Pdが大き
いほどエンジンアイドル回転数が高めに設定され、ま
た、冷媒吐出圧力に基づいて冷凍サイクルに対する熱負
荷が所定値以上であるかが判定される。そして、エンジ
ンアイドル運転時に、熱負荷が所定値以上のときに空気
導入口モードが内気循環モードから外気導入モードに切
換えられると、ブロアファンの速度を所定値だけ低減さ
せてエバポレータでの熱交換量を下げ、これにより冷房
能力を落とすようにした。したがって、真夏日のように
外気が高く冷媒吐出圧力がかなり高い場合、エンジンア
イドル運転時に内気循環モードから外気導入モードに切
換わり、高温な外気がエバポレータに導かれても、エバ
ポレータの通過風量が低減されてその仕事量が低減され
るから、冷媒吐出圧力が不所望に増加することが防止さ
れる。
【0020】図3の処理手順を図5あるいは図6に示す
ようにすることもできる。図5のものは、エアコン作動
時にコンプレッサ吐出圧力PdがP2以上のときにアイ
ドル回転数をN2に設定し、エアコン作動時であっても
吐出圧力PdがP2よりも低い時はアイドルアップを行
なわないものである。図6のものは、エアコン作動時に
コンプレッサ吐出圧力Pdには無関係にアイドルアップ
を行なうものである。図5および図6の処理手順におい
ても、アイドルアップ運転中に内気循環モードから外気
導入モードに切換えられた時に、ブロアファン風量が低
減されてエバポレータ23の仕事量が減少し、コンプレ
ッサ吐出圧力Pdが許容値内に収まる。
【0021】以上では、アイドルアップ時に上記条件が
整うとエバポレータへの送風量を少なくするようにした
が、真夏日の低速走行時など冷凍サイクルに対する熱負
荷が高くなるような運転を検出した時に、エバポレータ
への送風量を低減してコンプレッサ吐出圧力の不所望な
上昇を防止するようにしてもよい。また、ブロアファン
の速度を低減させてエバポレータへの風量を少なくする
ようにしたが、ブロアファンの速度を変更せず、ブロア
ファンの送風をバイパスさせ、結果としてエバポレータ
への流入流量を下げるようにしてもよい。
【0022】以上の実施例において、コントローラ40
が熱負荷検出手段と、切換検出手段と、送風量低減手段
と、回転数制御手段をそれぞれ構成するが、とくに、図
3のステップS4が熱負荷検出手段を、ステップS9が
切換検出手段を、ステップS10が送風量低減手段を、
ステップS2,7,8と図4の処理手順が回転数制御手
段をそれぞれ構成する。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、冷凍サイクルの熱負荷
が所定値以上のときエバポレータへの導入空気が車両内
部から車両外部に切換えられると、エバポレータに送ら
れる送風量を低減するようにしたので、エバポレータで
の仕事量が低減してコンプレッサ吐出圧力が不所望に上
がることが防止される。とくに、コンプレッサオン時、
エンジンアイドル回転数を増加させるような請求項2ま
たは3の空調装置を備えた車両にあっては、アイドル回
転数が増加されているときのコンプレッサ吐出圧力がか
なり高く設定されている場合、外気導入により温度の高
い空気がエバポレータに流入するとコンプレッサ吐出圧
力が許容値を越えるおそれがあるが、本願発明のように
エバポレータへの風量を低減させることによりエバポレ
ータの仕事量を抑えてコンプレッサ吐出圧力を許容値以
内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クレーム対応図
【図2】本発明の一実施例の全体構成図
【図3】一実施例の動作手順例を示すフローチャート
【図4】エンジンアイドル回転数制御の手順例を示すフ
ローチャート
【図5】図3の別実施例を示すフローチャート
【図6】図3のさらに別実施例を示すフローチャート
【符号の説明】
10 エンジン 13 バイパス通路 14 補助空気流量制御バルブ 20 空調装置 21 コンプレッサ 22 エバポレータ 23 ブロアファン 26 ブロアファン制御回路 40 コントローラ 41 エアコンスイッチ 44 吐出圧センサ 47 導入口スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−50847(JP,A) 特開 平5−319071(JP,A) 実開 昭56−90639(JP,U) 実開 平4−78011(JP,U) 特公 昭62−13207(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/32 626

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮す
    るコンプレッサと、 このコンプレッサで圧縮された冷媒を気化するエバポレ
    ータと、 車両外部または車室内部から導入された空気を前記エバ
    ポレータを通過させて車室内に送風するブロアファン
    と、 前記コンプレッサと前記エバポレータとを有する冷凍サ
    イクルの熱負荷が所定値以上か否かを判断する熱負荷判
    断手段と、 前記エバポレータへの導入空気が車両内部から車両外部
    に切換えられたことを検出する切換検出手段と、 前記熱負荷判断手段で熱負荷が所定値以上であると判断
    され、かつ、前記切換え検出手段で前記導入空気の切換
    が検出されたとき、前記ブロアファンから前記エバポレ
    ータに送られる送風量を低減する送風量低減手段とを具
    備することを特徴とする空調装置を備えた車両。
  2. 【請求項2】 請求項1の車両において、 前記コンプレッサ作動時に少なくとも前記エンジンアイ
    ドル回転数を増加させる回転数制御手段を具備すること
    を特徴とする空調装置を備えた車両。
  3. 【請求項3】 請求項1の車両において、 前記コンプレッサ非作動時には、エンジンアイドル回転
    数を第1の回転数とし、前記コンプレッサ作動時には、
    前記判断された熱負荷が所定値以上の場合に前記エンジ
    ンアイドル回転数を前記第1の回転数よりも高い第2の
    回転数とする回転数制御手段を具備することを特徴とす
    る空調装置を備えた車両。
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