JP3323111B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式の冷媒圧縮
機を有する冷凍サイクルにより車室内を冷房するように
した車両用空気調和装置に関するもので、特に外気温度
や日射量などの冷房負荷が大きい時に目標エバ後温度に
下限値を設けるようにした車両用空気調和装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用空気調和装置におい
て、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、減圧手段および冷媒蒸発
器等よりなる冷凍サイクルは、車両に搭載された車両走
行用エンジンにより冷媒圧縮機をベルト駆動することに
より、車室内の冷房を行っている。そして、通常、車両
走行用エンジンと冷媒圧縮機との間に電磁クラッチを介
在させて、冷媒蒸発器の下流側のエバ後温度（ＴＥ）が
目標エバ後温度（ＴＥＯ）まで低下したら電磁クラッチ
をオフすることで、冷媒蒸発器の下流側のエバ後温度
（ＴＥ）を目標エバ後温度（ＴＥＯ）に保つようにして
いる。

【０００３】また、従来の技術として、外気温度が＋５
℃以上の場合には目標エバ後温度（ＴＥＯ）を３℃に設
定し、また外気温度が−５℃以下の場合には目標エバ後
温度（ＴＥＯ）を０℃に設定し、さらに＋５℃から−５
℃までの間は目標エバ後温度（ＴＥＯ）を外気温度の低
下に伴って連続的（リニア）に小さくなるように設定し
て、その目標エバ後温度（ＴＥＯ）にエバ後温度（Ｔ
Ｅ）が近づくように電磁クラッチをオン、オフして車室
内を冷房する車両用空気調和装置（特開平６−２７０６
４５号公報）も提案されている。

【０００４】ところが、従来の車両用空気調和装置にお
いて、自動車のアイドル運転中などエンジン回転速度が
低回転速度の場合や、冷凍サイクルの冷房負荷が高負荷
（例えば外気温度が３０℃以上）の場合では、冷媒蒸発
器に吸い込まれる空気の換気負荷が大きい。よって、目
標エバ後温度（ＴＥＯ）まで冷媒蒸発器より吹き出す空
気を冷やすには、冷凍サイクルの冷房能力が足りない。
このため、冷媒蒸発器の下流側の実際のエバ後温度（Ｔ
Ｅ）は、目標エバ後温度（ＴＥＯ）よりも上昇し、車室
内の温度が快適な温度まで低下しないという問題が生じ
てしまう。

【０００５】そこで、車両用空気調和装置として、エン
ジン駆動式の冷媒圧縮機の代わりに電動式の冷媒圧縮機
を利用することが考えられる。電動式の冷媒圧縮機を搭
載した冷凍サイクルは、エンジン回転速度に関係なく回
転速度を可変することができ、冷房負荷の高負荷時にも
回転速度を上げて冷房性能を上げることで目標エバ後温
度（ＴＥＯ）まで冷やすことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電動式の冷
媒圧縮機を搭載した車両用空気調和装置は、冷房開始時
など、車室内を快適温度まで冷却する際に、最も冷房能
力が必要となるので、冷媒圧縮機で消費する動力および
電力が大きく、車載電源が大きく消耗するという問題が
生じる。ここで、電動式の冷媒圧縮機を搭載する電気自
動車の場合には、車載電源より走行用モータへの電力の
供給も行っているので、電気自動車の走行距離を低下さ
せるという問題が生じる。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、電動式の冷媒圧縮機の動力低
減要求がある時、例えば車載電源の容量が所定値以下の
時または冷凍サイクルの冷房負荷が所定値以上の時に、
冷媒圧縮機で消費する動力および電力を低減することに
より、車載電源が大きく消耗することを抑えることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、電動式の冷媒圧縮機の動力低減要求がある場合
には、目標能力演算手段にて演算した冷凍サイクルの目
標能力に制限を設けて、その制限を設けた目標能力が得
られるように冷媒圧縮機の回転速度を制御するようにし
ている。具体的には、冷却用熱交換器における空気冷却
度合に下限値を設けて、その空気冷却度合の下限値が得
られるように冷媒圧縮機の回転速度を制御することによ
り、目標能力に応じた冷凍サイクルの冷房能力が十分得
られる。したがって、冷却用熱交換器を通過する空気を
目標能力に対応した温度まで冷やすことができる。ま
た、冷凍サイクルの目標能力に制限が設けられているの
で、冷媒圧縮機で消費する動力および電力を低減するこ
とができ、車載電源が大きく消耗することを抑えること
ができる。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、空気冷却
度合の下限値は、容量検出手段にて検出した車載電源の
容量が少なければ少ない程、少なくとも大きくなるよう
に設定される。また、請求項３に記載の発明によれば、
空気冷却度合の下限値は、負荷検出手段にて検出した冷
房負荷が大きければ大きい程、少なくとも大きくなるよ
うに設定される。

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、電動式の
冷媒圧縮機の動力低減要求がある場合には、目標能力演
算手段にて演算した冷凍サイクルの目標能力に制限を設
けて、その制限を設けた目標能力が得られるように冷媒
圧縮機の回転速度を制御するようにしている。具体的に
は、冷媒圧縮機の回転速度に上限値を設けて、その回転
速度の上限値が得られるように冷媒圧縮機の回転速度を
制御するようにしている。そして、冷媒圧縮機の回転速
度の上限値は、負荷検出手段にて検出した冷房負荷が大
きければ大きい程、少なくとも小さくなるように設定さ
れる。それによって、請求項１と同様の効果が得られ
る。

【００１１】請求項５に記載の発明によれば、冷媒圧縮
機の回転速度の上限値は、容量検出手段にて検出した車
載電源の容量が少なければ少ない程、少なくとも小さく
なるように設定される。

【００１２】

【発明の実施の形態】

〔実施形態の構成〕図１ないし図４は本発明の車両用空
気調和装置をハイブリッド自動車用空気調和装置に適用
した実施形態を示したもので、図１はハイブリッド自動
車の概略構成を示した図で、図２はハイブリッド自動車
用空気調和装置の全体構成を示した図である。

【００１３】本実施形態のハイブリッド自動車用空気調
和装置は、ハイブリッド自動車５の車室内を冷房するエ
アコンユニット６の各空調手段（アクチュエータ）を、
空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと言う）７によって
制御することにより、車室内の温度を常に設定温度に保
つよう自動制御するように構成されたオートエアコンで
ある。

【００１４】なお、ハイブリッド自動車５には、エアコ
ンユニット６の他に、例えば走行用ガソリンエンジン
（以下走行用エンジンと略す）１、電動発電機により構
成された走行用モータ２、走行用エンジン１を始動させ
るための始動用モータや点火装置を含むエンジン始動装
置３、および走行用モータ２やエンジン始動装置３に電
力を供給する車載バッテリ４が搭載されている。この車
載バッテリ４は、本発明の車載電源に相当するもので、
例えばニッケル水素蓄電池が使用されている。

【００１５】走行用エンジン１は、ハイブリッド自動車
５の車軸に係脱自在に駆動連結されている。また、走行
用モータ２は、ハイブリッド自動車５の車軸に係脱自在
に駆動連結され、走行用エンジン１と車軸が連結してい
ない時に車軸と連結されるようになっている。そして、
走行用モータ２は、ハイブリッド制御装置（以下ハイブ
リッドＥＣＵと言う）８により自動制御（例えばインバ
ータ制御）されるように構成されている。なお、ハイブ
リッドＥＣＵ８は、ハイブリッド自動車５の発進時や低
速走行時に走行用モータ２だけでハイブリッド自動車５
を動かすように走行用モータ２を通電制御する。

【００１６】さらに、エンジン始動装置３は、エンジン
制御装置（以下エンジンＥＣＵと言う）９によりガソリ
ン（燃料）の燃焼効率が最適になるよう自動制御される
ように構成されている。なお、エンジンＥＣＵ９は、ハ
イブリッド自動車５の通常の走行および車載バッテリ４
の充電が必要な時に、エンジン始動装置３を通電制御し
て走行用エンジン１を運転する。

【００１７】エアコンユニット６は、空調ダクト１１、
この空調ダクト１１内において車室内に向かう空気流を
発生させる遠心式送風機１２、および空調ダクト１１内
を流れる空気を冷却して車室内を冷房するためのエバポ
レータ２１等から構成されている。空調ダクト１１は、
ハイブリッド自動車５の車室内の前方側に配設され、内
部にハイブリッド自動車５の車室内に空調空気（冷風）
を導く空気通路を形成している。

【００１８】なお、空調ダクト１１の最も上流側には、
車室内空気（以下内気と言う）を取り入れる内気吸込口
（図示せず）、車室外空気（以下外気と言う）を取り入
れる外気吸込口（図示せず）、および吸込口モードを切
り替える内外気切替ドア（図示せず）が設けられてい
る。また、空調ダクト１１の最も下流側には、デフロス
タ吹出口（図示せず）、フェイス吹出口（図示せず）、
フット吹出口（図示せず）、および吹出口モードを切り
替えるモード切替ドア（図示せず）が設けられている。

【００１９】遠心式送風機１２は、空調ダクト１１と一
体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収容さ
れた遠心式ファン１３、およびこの遠心式ファン１３を
回転駆動するブロアモータ１４を有している。そして、
ブロアモータ１４は、ブロア駆動回路（ブロア駆動手
段）１５を介して印加されるブロア端子電圧（以下ブロ
ア電圧と言う）に基づいて、ブロア風量（遠心式ファン
１４の回転速度）が制御される。

【００２０】エバポレータ２１は、本発明の冷却用熱交
換器に相当し、冷凍サイクル２０の一構成部品を成すも
ので、空調ダクト１１内の空気通路を全面塞ぐようにし
て配設されている。そして、冷凍サイクル２０は、電動
機（モータ）２２の動力によってエバポレータ２１より
吸引したガス冷媒を圧縮する電動式のコンプレッサ（本
発明の冷媒圧縮機に相当する）２３と、このコンプレッ
サ２３で圧縮された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ
（冷媒凝縮器）２４と、このコンデンサ２４で凝縮液化
された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流側に流すレ
シーバ（受液器）２５と、このレシーバ２５より流出し
た液冷媒を減圧膨張させる減圧手段を成すエキスパンシ
ョンバルブ（膨張弁）２６と、このエキスパンションバ
ルブ２６で減圧膨張された気液二相状態の冷媒を蒸発気
化させる上記のエバポレータ２１と、これらを環状に連
結する冷媒配管とから構成されている。さらに、本実施
形態の冷凍サイクル２０には、コンデンサ２４の室外空
気（冷却風）を強制的に送風するための冷却ファン２
７、およびこの冷却ファン２７を回転駆動する電動機
（モータ）２８が設けられている。

【００２１】なお、本実施形態の冷凍サイクル２０で
は、電動機２２が通電状態の時に、電動機２２の動力が
コンプレッサ２３に伝達されてエバポレータ２１による
空気冷却作用が行われ、電動機２２の通電が停止された
時に、電動機２２の作動が止まってエバポレータ２１に
よる空気冷却作用が停止するように構成されている。そ
して、電動機２２の回転速度は、エアコン用インバータ
（回転速度制御手段）２９によって車載バッテリ４から
供給される電力が連続的または段階的に可変制御され
る。したがって、供給電力の変化による電動機２２の回
転速度の変化によって、コンプレッサ２３による冷媒吐
出容量を変化させて冷凍サイクル２０内を循環する冷媒
の循環量（流量）を調節することにより、エバポレータ
２１の冷却能力（冷凍サイクル２０の冷房能力）が制御
される。

【００２２】次に、本実施形態のエアコンユニット６の
制御系の構成を図１ないし図３に基づいて説明する。こ
こで、図３はエアコンＥＣＵの構成を示したブロック図
である。エアコンＥＣＵ７には、エンジンＥＣＵ９から
出力される通信信号、車室内前面に設けられたコントロ
ールパネル（図示せず）上の各スイッチからのスイッチ
信号、および各センサからのセンサ信号が入力される。

【００２３】ここで、コントロールパネル上の各スイッ
チとしては、車室内の温度を所望の温度に設定するため
の温度設定手段としての温度設定スイッチ３１、冷凍サ
イクル２０（コンプレッサ２３）の起動および運転停止
を指令するためのエアコンスイッチ（図示せず）、遠心
式ファン１３のブロア風量を切り替えるための風量切替
スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替えるため
の吸込口切替スイッチ（図示せず）、および吹出口モー
ドを切り替えるための吹出口切替スイッチ（図示せず）
等がある。なお、風量切替スイッチでは、少なくともＯ
ＦＦ、ＡＵＴＯ、ＬＯ、ＭＥ、ＨＩのように遠心式ファ
ン１３のブロア風量を切り替えることができる。

【００２４】そして、各センサのうち、車室内の空調状
態（冷房状態）を検出する状態検出手段としては、図２
に示したように、車室内の空気温度（内気温度）を検出
する内気温検出手段としての内気温センサ３２、車室外
の空気温度（外気温度）を検出する外気温検出手段とし
ての外気温センサ３３、車室内に照射される日射量を検
出する日射検出手段としての日射センサ３４、およびエ
バポレータ２１の空気冷却度合を検出する空気冷却度合
検出手段としてのエバ後温度センサ３５等がある。

【００２５】このうち、内気温センサ３２、外気温セン
サ３３およびエバ後温度センサ３５にはサーミスタが使
用されている。また、日射センサ３４にはフォトダイオ
ードが使用されている。ここで、エバ後温度センサ３５
は、具体的にはエバポレータ２１を通過した直後の空気
温度（エバ後温度）を検出するエバ後温度検出手段であ
る。

【００２６】そして、各センサのうち、ハイブリッド自
動車５の運転状態を検出する状態検出手段としては、図
２に示したように、車載バッテリ４の容量（残量）を検
出する容量検出手段としての容量センサ３６等である。
車載バッテリ４の容量の測定方法としては、車載バッテ
リ４の放電量と充電量が測定できる充放電量測定器（例
えばバッテリチャージカウンタ等）を使用して、車載バ
ッテリ４の充放電収支を計量して、車載バッテリ４の容
量を検出する方法がある。

【００２７】また、車載バッテリ４の容量（ＡＨ）は、
放電電流の大きさ、放電時間、電解液の温度または電解
液の比重から算出しても良いし、それらを組み合わせて
算出しても良い。なお、本実施形態では、車載バッテリ
４の容量が８０％以下に低下した際にエアコンＥＣＵ７
に電気信号を出力するようになっている。

【００２８】また、ハイブリッド自動車５の運転状態を
検出する状態検出手段として、エンジンＥＣＵ９に接続
されるエンジン回転速度センサ（図示せず）や車速セン
サ（図示せず）からエンジン回転速度や車速を通信回線
を介してエアコンＥＣＵ７に受信するようにしても良
い。

【００２９】そして、エアコンＥＣＵ７の内部には、Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ
が設けられ、各センサ３２〜３６からのセンサ信号は、
エアコンＥＣＵ７内の入力回路（図示せず）によってＡ
／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される
ように構成されている。また、エアコンＥＣＵ７は、ハ
イブリッド自動車５のキースイッチがＩＧ位置に設定さ
れたときに、車載バッテリ４から直流電流が供給されて
作動する。

【００３０】なお、本実施形態のマイクロコンピュータ
は、状態判定手段４１、目標能力決定手段４２および回
転速度制御手段４３等を有している。状態判定手段４１
は、入力回路を介して温度設定スイッチ３１および各セ
ンサ３２〜３６と接続され、温度設定スイッチ３１およ
び各センサ３２〜３６からの情報により、エアコンユニ
ット６の冷房状態（例えば冷房負荷）を判定する部分で
ある。

【００３１】そして、目標能力決定手段４２は、エアコ
ンユニット６の冷房状態に応じた冷凍サイクル２０の目
標冷却能力を演算する目標能力演算手段４４、およびエ
アコンユニット６の冷房状態に応じ、冷凍サイクル２０
の目標冷却能力を所定値に制限する目標能力制限手段４
５を有し、これらの手段４４、４５の出力から目標冷却
能力を決定する部分である。また、回転速度制御手段４
３は、目標能力決定手段４２の出力に応じた回転速度と
なるように、コンプレッサ２３の電動機２２の回転速度
を制御する部分で、目標冷却能力に応じた制御信号をエ
アコン用インバータ２９に出力する。なお、本実施形態
では、目標冷却能力としてエバポレータ２１の空気冷却
度合を利用している。すなわち、エバポレータ２１の空
気冷却度合が目標値（目標エバ後温度）となるように、
コンプレッサ２３の回転速度を制御するようにしてい
る。

【００３２】〔実施形態の作用〕次に、本実施形態のハ
イブリッド自動車用空気調和装置１の作動を図１ないし
図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図４はエアコ
ンＥＣＵによる冷房能力制御（電動式のコンプレッサ２
３の回転速度制御）を示したフローチャートである。

【００３３】最初に、キースイッチがＩＧ位置に操作さ
れてエアコンＥＣＵ７に直流電源が供給されると、図４
のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設
定を行う（ステップＳ１）。次に、温度設定スイッチ３
１および風量切替スイッチ等の各スイッチからスイッチ
信号を読み込む（状態検出手段：ステップＳ２）。

【００３４】次に、内気温センサ３２、外気温センサ３
３、日射センサ３４、エバ後温度センサ３５および回転
速度センサ等の各センサから、車室内の冷房状態に関す
るセンサ信号を読み込む（状態検出手段：ステップＳ
３）。次に、エンジンＥＣＵ９から通信信号を受信する
と共に、容量センサ３６、エンジン回転速度センサおよ
び車速センサ等の各センサから、ハイブリッド自動車５
の運転状態に関するセンサ信号を読み込む（状態検出手
段：ステップＳ４）。

【００３５】次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数１
の式に基づいて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度
（ＴＡＯ）を演算する（吹出温度演算手段：ステップＳ
５）。

【数１】ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−Ｋ
ＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ３１にて設定した設
定温度で、ＴＲは内気温センサ３２にて検出した内気温
度、ＴＡＭは外気温センサ３３にて検出した外気温度、
ＴＳは日射センサ３４にて検出した日射量である。ま
た、Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃ
は補正用の定数である。

【００３６】次に、外気温度（ＴＡＭ）、目標吹出温度
（ＴＡＯ）、内気温度（ＴＲ）と設定温度（Ｔｓｅｔ）
との温度差、日射量（ＴＳ）、防曇、省消費動力および
省消費電力等の各目的に最適な目標エバ後温度の上限値
（ＴＥＯ１、ＴＥＯ２、ＴＥＯ３……ＴＥＯｎ）を、予
めＲＯＭに記憶された図５の特性図および下記の数２の
式〜数４の式等に基づいて演算する（目標能力演算手
段：ステップＳ６）。

【数２】ＴＥＯ１＝ｆ（ＴＡＭ） ここで、図５に示した実線は外気温度（ＴＡＭ）に対す
る目標エバ後温度（ＴＥＯ１）の上限値を示した特性図
である。なお、この上限値は、車室内の湿度が高くなる
限界温度を表す。また、目標エバ後温度（ＴＥＯ１）
は、上限値から最低値（例えば０℃〜５℃）までの間
で、車室内の冷房状態（例えばＴＡＯ、ＴＲ、ＴＳ）に
応じて変動する。

【数３】ＴＥＯ２＝ｆ（ＴＡＯ）

【数４】ＴＥＯ３＝ｆ（Ｔｓｅｔ−ＴＲ）

【００３７】次に、ステップＳ６の全ての目的を合致さ
せるために、各目標エバ後温度の上限値（ＴＥＯ１、Ｔ
ＥＯ２、ＴＥＯ３……ＴＥＯｎ）の最小値（ＴＥＯ０）
を求める（ステップＳ７）。次に、エアコンユニット６
の冷房状態（冷房負荷）を検出して、その冷房負荷に応
じた目標エバ後温度の下限値（ＴＥＯLim ）を設定する
（ステップＳ８）。このステップＳ８では、例えば外気
温度（ＴＡＭ）が高ければ高い程、図５の特性図に破線
で示したように、目標エバ後温度の下限値（ＴＥＯLim
）を連続的（リニア）または段階的に高く設定する。

【００３８】次に、コンプレッサ２３の動力低減要求が
あるか否かを判定する。すなわち、エアコンユニット６
の冷却能力、つまりエバポレータ２１の空気冷却度合に
制限が必要な能力制限条件を満足しているか否かを判定
する（状態判定手段：ステップＳ９）。このステップＳ
９では、冷凍サイクル２０の冷房負荷を検出する負荷検
出手段にて検出した冷凍サイクル２０の冷房負荷が所定
値以上の時に、能力制限条件であると判定する。具体的
には、外気温センサ（本発明の負荷検出手段に相当す
る）３３にて検出した外気温度（ＴＡＭ）が所定値（例
えば３０℃）以上の場合に能力制限条件であると判定す
る。

【００３９】このステップＳ９の判定結果がＮＯの場合
には、すなわち、能力制限条件を満たさない場合には、
ステップＳ７で決定したＴＥＯ０をＴＥＯとする（ステ
ップＳ１０）。次に、目標エバ後温度（ＴＥＯ）を目標
冷却能力として、そのＴＥＯから目標回転速度を演算す
る（回転速度演算手段：ステップＳ１１）。次に、エバ
後温度センサ３５にて検出されるエバ後温度（ＴＥ）が
目標エバ後温度（ＴＥＯ）に一致するように、コンプレ
ッサ２３の電動機２２をインバータ制御するよう、エア
コン用インバータ２９に制御信号を出力する（回転速度
制御手段：ステップＳ１２）。そして、ステップＳ１３
で、制御サイクル時間であるτ（例えば０．５秒間〜
２．５秒間）の経過を待ってステップＳ２の制御処理に
戻る。

【００４０】また、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの
場合には、すなわち、能力制限条件を満足する場合に
は、ステップＳ７で決定したＴＥＯ０とステップＳ８で
決定されたＴＥＯLim とを比較し、大きい方をＴＥＯと
する（目標能力制限手段：ステップＳ１４）。次に、ス
テップＳ１１の制御処理に移る。これにより、能力制限
条件を満足する時、すなわち、冷凍サイクル２０の冷房
負荷が所定値以上｛例えば外気温度が所定値（例えば３
０℃）以上｝の時には、ＴＥＯ０を目標値としてコンプ
レッサ２３の回転速度制御を行う従来の技術と比較し
て、コンプレッサ２３の回転速度は冷房能力に応じた低
い速度に制限されるので、コンプレッサ２３の動力が省
動力となる。

【００４１】〔実施形態の効果〕以上のように、本実施
形態のハイブリッド自動車用空気調和装置は、高外気温
時など、最も冷房能力が必要となる時に、すなわち、冷
凍サイクル２０の冷房負荷が所定値以上の時に、エバポ
レータ２１の空気冷却度合に下限値が設けられる。これ
により、冷凍サイクル２０の冷房負荷が大きくても、ベ
ルト駆動式コンプレッサ程度の冷房能力が得られるよう
に、コンプレッサ２３の回転速度は低い速度に制限され
るので、コンプレッサ２３の電動機２２で消費する動力
および電力が抑えられ、車載バッテリ４の消耗が抑えら
れる。ここで、本発明を電気自動車に搭載した場合に
は、車載バッテリより走行用モータへの電力の供給を行
っても、省消費動力および省消費電力となるので、電気
自動車の走行距離が長くなる。

【００４２】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
をハイブリッド自動車５に搭載されるハイブリッド自動
車用空気調和装置（オートエアコン）に適用したが、本
発明を電気自動車に搭載される電気自動車用空気調和装
置（エアコン）に適用しても良く、エンジンのみを搭載
した自動車等の車両に搭載される車両用空気調和装置
（エアコン）に適用しても良い。また、エバポレータ２
１よりも下流側の空調ダクト１１内に加熱用熱交換器
（ヒータコアまたはコンデンサ）を配設して、冷房運転
だけでなく、暖房運転または除湿運転を行えるようにし
ても良い。

【００４３】本実施形態では、能力制限条件を満足して
いるか否かの判定基準として外気温度（ＴＡＭ）を利用
したが、表１に示したように、車室内の熱負荷、冷媒流
量、内気温度（ＴＲ）、日射量（ＴＳ）、エバ後温度
（ＴＥ）、コンプレッサ２３の吸入側圧力または温度、
コンプレッサ２３の吐出側圧力または温度、ブロア風量
または目標吹出温度（ＴＡＯ）等の冷房負荷を検出し得
る少なくとも１つの物理量と置換しても同様の効果が得
られる。なお、冷凍サイクル２０の冷房負荷を、目標エ
バ後温度と実際のエバ後温度との温度差（ＴＥＯ−Ｔ
Ｅ）から算出しても良い。

【表１】

【００４４】なお、各エアコンユニット６（冷凍サイク
ル２０）の冷房負荷が大きければ大きい程、連続的（リ
ニア）または段階的に所定値が大きくなるように、目標
エバ後温度（ＴＥＯ）の下限値を設けると良い。また、
本実施形態では、車載バッテリ４の容量が所定値（例え
ば８０％）以上の時に能力制限条件を満足するものと判
定したが、車速が例えば０ｋｍ／ｈの時、または車両に
搭載された電気負荷が所定値以上の時に能力制限条件を
満足するものと判定しても良い。さらに、図４のステッ
プＳ９において、容量センサ３６にて検出した車載バッ
テリ４の容量が所定値（例えば８０％）以下に低下して
いる場合に能力制限条件であると判定するようにしても
良い。

【００４５】本実施形態では、冷凍サイクル２０の冷房
負荷が大きければ大きい程、例えば外気温センサ３３に
て検出される外気温度（ＴＡＭ）が高ければ高い程、連
続的（リニア）または段階的に目標エバ後温度の下限値
（ＴＥＯLim ）が高くなるように、目標エバ後温度（Ｔ
ＥＯ）に制限を設けたが、容量センサ３６にて検出され
る車載バッテリ４の容量が少なければ少ない程、連続的
（リニア）または段階的に目標エバ後温度の下限値（Ｔ
ＥＯLim ）が高くなるように、目標エバ後温度（ＴＥ
Ｏ）に制限を設けても良い。

【００４６】本実施形態では、図４のステップＳ１４で
ＴＥＯ０とＴＥＯLim とを比較して大きい値をＴＥＯと
したが、能力制限条件を満足する時にはＴＥＯ０を無効
としてＴＥＯLim をＴＥＯとしても同様の効果を得るこ
とができる。また、冷房能力の制御方法として、目標エ
バ後温度（ＴＥＯ）に下限値を設けたが、コンプレッサ
２３の回転速度（Ｎｃ）に上限値を設けても同様の効果
を得ることができる。

【００４７】本実施形態は、冷房能力制御する時に、目
標エバ後温度（ＴＥＯ）とエバ後温度センサ３５にて検
出したエバ後温度（ＴＥ）とが一致するようにエアコン
用インバータ２９を通電制御したが、冷房能力制御する
時に、コンプレッサ２３の目標回転速度と回転速度セン
サにて検出したコンプレッサ２３の回転速度とが一致す
るようにエアコン用インバータ２９を通電制御しても良
い。なお、回転速度センサは、直接コンプレッサ２３や
電動機２２の回転速度を検出する。また、エアコンＥＣ
Ｕ７によって、エアコンＥＣＵ７からエアコン用インバ
ータ２９へ出力される出力信号からコンプレッサ２３の
回転速度を算出するようにしても良い。

【００４８】また、乗員の快適性と省動力とを選択可能
とするために、本発明の制御自体をキャンセルするよう
にしても良い。例えば夏期の長時間駐車後の乗車時のよ
うなクールダウン時には、すなわち、内気温度が４０℃
以上、または目標吹出温度が−１００℃以上の時には、
本発明の制御自体をキャンセルするようにしても良い。
さらに、節電ボタンのような省動力を指令する省動力指
令手段、および乗員の快適性を重視する快適指令手段を
設けて、省動力指令手段から省動力信号が出力されたら
本発明の制御を行い、快適指令手段から快適信号が出力
されたら本発明の制御自体をキャンセルするようにして
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッド自動車の概略構成を示した模式図
である（実施形態）。

【図２】ハイブリッド自動車用空気調和装置の全体構成
を示した構成図である（実施形態）。

【図３】エアコンＥＣＵの構成を示したブロック図であ
る（実施形態）。

【図４】エアコンＥＣＵによる冷房能力制御を示したフ
ローチャートである（実施形態）。

【図５】外気温度に対する目標エバ後温度の上限値を示
した特性図である（実施形態）。

【符号の説明】

４ 車載バッテリ（車載電源） ５ ハイブリッド自動車（車両） ６ エアコンユニット ７ エアコンＥＣＵ １１ 空調ダクト １２ 遠心式送風機 ２０ 冷凍サイクル ２１ エバポレータ（冷却用熱交換器） ２２ 電動機 ２３ 電動式のコンプレッサ（冷媒圧縮機） ２９ エアコン用インバータ（回転速度制御手段） ３１ 温度設定スイッチ ３２ 内気温センサ（状態検出手段、負荷検出手段） ３３ 外気温センサ（状態検出手段、負荷検出手段） ３４ 日射センサ（状態検出手段、負荷検出手段） ３５ エバ後温度センサ（状態検出手段、負荷検出手
段） ３６ 容量センサ（状態検出手段、容量検出手段） ４１ 状態判定手段 ４２ 目標能力決定手段 ４３ 回転速度制御手段 ４４ 目標能力演算手段 ４５ 目標能力制限手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 河合 孝昌 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 松野 孝充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−332837（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−32121（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−368216（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−205302（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−50025（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−58357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−67736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−119745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−81331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32 624 B60H 1/32 623 B60H 1/22 B60H 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）空気を冷却して車室内を冷房する冷
   却用熱交換器、および車載電源より電力が供給されると
   前記冷却用熱交換器より吸入した冷媒を圧縮する電動式
   の冷媒圧縮機を有する冷凍サイクルと、 （ｂ）車両の状態または車室内の冷房状態を検出する状
   態検出手段と、 （ｃ）前記状態検出手段にて検出した車両の状態または
   車室内の冷房状態に基づいて、前記冷凍サイクルの目標
   能力を演算する目標能力演算手段と、 （ｄ）前記冷媒圧縮機の動力低減要求がある時に、前記
   冷凍サイクルの目標能力に制限を設ける目標能力制限手
   段と、 （ｅ）前記目標能力演算手段の出力と前記目標能力制限
   手段の出力に基づいて、前記冷媒圧縮機の回転速度を制
   御する回転速度制御手段とを備え、 前記冷凍サイクルの目標能力に制限を設けるとは、前記
   冷却用熱交換器における空気冷却度合に下限値を設ける
   ことであることを特徴とする 車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記状態検出手段は、前記車載電源の容量を検出する容
   量検出手段であり、前記冷却用熱交換器における空気冷
   却度合に下限値を設けるとは、前記容量検出手段にて検
   出した前記車載電源の容量が少なければ少ない程、少な
   くとも大きくなるように設定することであることを特徴
   とする車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
   気調和装置において、 前記状態検出手段は、前記冷凍サイクルの冷房負荷を検
   出する負荷検出手段であり、前記冷却用熱交換器における空気冷却度合に下限値を設
   けるとは、前記負荷検出手段にて検出した前記冷凍サイ
   クルの冷房負荷が大きければ大きい程、少なくとも大き
   くなるように設定すること であることを特徴とする車両
   用空気調和装置。
4. 【請求項４】（ａ）空気を冷却して車室内を冷房する冷
   却用熱交換器、および車載電源より電力が供給されると
   前記冷却用熱交換器より吸入した冷媒を圧縮する電動式
   の冷媒圧縮機を有する冷凍サイクルと、 （ｂ）車両の状態または車室内の冷房状態を検出する状
   態検出手段と、 （ｃ）前記状態検出手段にて検出した車両の状態または
   車室内の冷房状態に基づいて、前記冷凍サイクルの目標
   能力を演算する目標能力演算手段と、 （ｄ）前記冷媒圧縮機の動力低減要求がある時に、前記
   冷凍サイクルの目標能力に制限を設ける目標能力制限手
   段と、 （ｅ）前記目標能力演算手段の出力と前記目標能力制限
   手段の出力に基づいて、前記冷媒圧縮機の回転速度を制
   御する回転速度制御手段とを備え、 前記冷凍サイクルの目標能力に制限を設けるとは、前記
   冷媒圧縮機の回転速度に上限値を設けることであり、 前記状態検出手段は、前記冷凍サイクルの冷房負荷を検
   出する負荷検出手段であり、 前記冷媒圧縮機の回転速度に上限値を設けるとは、前記
   負荷検出手段にて検出した前記冷凍サイクルの冷房負荷
   が大きければ大きい程、少なくとも小さくなるように設
   定する ことであることを特徴とする車両用空気調和装
   置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の車両用空気調和装置にお
   いて、 前記状態検出手段は、前記車載電源の容量を検出する容
   量検出手段であり、前記冷媒圧縮機の回転速度に上限値 を設けるとは、前記
   容量検出手段にて検出した前記車載電源の容量が少なけ
   れば少ない程、少なくとも小さくなるように設定するこ
   とであることを特徴とする車両用空気調和装置。