JP3931559B2 - Air conditioner for electric vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用空調装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動機で駆動されるコンプレッサによってコンデンサとエバポレータとの間でガス(冷媒)の圧縮および膨張を循環的に繰り返して冷房を行う電気自動車用空調装置が既に公知である。
【0003】
一般に、電気自動車の場合においては、自動車の重量や使用可能な電力量の関係からコンプレッサの駆動に利用できる電動機の大きさに限界があり、コンプレッサの圧縮能力にも制限がある。
【0004】
この結果、一旦コンプレッサを停止して冷房を中断した後、改めてコンプレッサを再起動しようとした場合、コンデンサとエバポレータとの間でガスの圧力に大きな違いがあると、コンプレッサを駆動する電動機に大きな負荷が作用し、電動機に過大な駆動電流が流れたり、電動機を駆動するインバータ等の駆動用素子に損傷が生じる可能性があった。
【0005】
また、コンデンサとエバポレータとの間に大きなガス圧力差がある状態でコンプレッサを再起動すると、コンプレッサ内部の軸受にオイル切れ等の不都合が生じる可能性も高く、コンプレッサ自体の耐久性が損なわれるといった懸念もある。
【0006】
そこで、このような問題を回避するため、従来の電気自動車用空調装置では、コンプレッサの停止後、コンデンサとエバポレータとの間のガス圧が平衡するまで数分間待ってからコンプレッサを再起動するようにしていた。
【0007】
しかし、このような解決手段によると、待ち時間の間にエバポレータ温度が上昇してしまうため、空調装置の吹き出し温度も高くなり、この間、快適な冷房が行われなくなるといった問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
コンプレッサの再起動に要する待機時間を短くするための技術としては、例えば、実開平7−27909号に示されるように、コンプレッサに対する再起動信号を検出した段階で、コンデンサを空冷するコンデンサファンを一定時間だけ駆動し、コンデンサ内に滞留したガス(冷媒)の凝縮を助長して、コンプレッサを駆動する電動機の負荷を軽減するものが提案されている。
【0009】
しかし、このような構成を適用した場合、コンデンサ内に滞留したガスの圧力の大小に関わりなく、常に、コンプレッサの起動要求から所定時間だけ遅れてコンプレッサが再起動されることになるので、例えば、コンデンサ内のガス圧が十分に低い場合であってもコンプレッサの再起動までに所定時間の待機が要求され、冷房を迅速に開始することができなくなるといった不都合が生じる場合がある。
【0010】
また、コンデンサファンの駆動時間が常に一定であるため、再起動信号を検出した時のコンデンサ内のガス圧が相当に高いような場合には、ガスの凝縮が不十分な状態でガス圧が高いままコンプレッサ用の電動機が駆動されて駆動電流の過剰や駆動用素子の損傷といった問題が生じる可能性があり、一方、再起動信号検出時点で既にコンデンサ内のガス圧が十分に低下しているような場合においては、前述したように冷房の開始に遅れを生じるといった問題がある。
【0011】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を改善し、コンプレッサを駆動する電動機に過大な駆動電流が流れたり電動機を駆動する駆動用素子に損傷が生じたりする心配がなく、コンプレッサ停止後の再起動に必要とされる待機時間も短縮することのできる電気自動車用空調装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機で駆動されるコンプレッサによってコンデンサとエバポレータとの間でガスの圧縮および膨張を循環的に繰り返して冷房を行う電気自動車用空調装置であり、前記目的を達成するため、特に、コンデンサを空冷するコンデンサファンとこのコンデンサファンを駆動する電動機を配備すると共に、コンプレッサが停止したときにコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差を検出する圧力差検出手段を備えるものにおいて、前記圧力差検出手段を、前記コンプレッサが作動する間、前記コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流を所定周期毎に検出して更新記憶する駆動電流検出記憶手段によって構成し、この駆動電流検出記憶手段によって検出された圧力差の大小に応じてコンデンサファンを駆動する電動機の作動時間を設定する作動継続時間設定手段と、コンプレッサの停止後の経過時間を見張り前記設定された作動時間だけコンデンサファンを駆動する電動機を作動させる電動機駆動制御手段とを設けたことを特徴とする構成を有する。
【0013】
このような構成によれば、まず、コンプレッサが停止した時点でコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差が圧力差検出手段によって検出される。次いで、検出された圧力差の大小に応じ、作動継続時間設定手段が、コンデンサファンを駆動する電動機の作動時間を設定する。そして、電動機駆動制御手段がコンプレッサ停止後の経過時間を見張り、この経過時間が前記設定された作動時間に達するまでの間、コンデンサファンを駆動する電動機を作動させる。コンプレッサが停止した時点でコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差に応じてコンデンサファンを駆動する電動機の作動時間が決められるので、ガスの圧力差が大きい場合には電動機の作動時間は長めに設定され、また、ガスの圧力差が小さい場合には電動機の作動時間は短めに設定されることになる。これにより、コンデンサ内のガス圧が相当に高い場合であっても、コンデンサ内のガスを十分に冷却して凝縮してからコンプレッサを再起動することができるようになり、コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流の過剰や駆動用素子の損傷を確実に防止することが可能となる。また、コンデンサ内のガス圧が初めから低いような場合にはコンプレッサの再起動までに必要とされる待機時間が大幅に短縮されるので、冷房を迅速に再開することが可能となる。
更に、コンデンサファンによるコンデンサの冷却は、コンプレッサの再起動要求を待つことなく前回のコンプレッサの停止時点から自動的に開始されるので、例えば、暫くコンプレッサの停止状態を保持した後にコンプレッサを再起動させるような場合においては、何ら待つことなく、直ちにコンプレッサを再起動することが可能となる。
【0014】
更に、コンプレッサが停止したときにコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差を検出する圧力差検出手段を、コンプレッサが作動する間、コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流を所定周期毎に検出して更新記憶する駆動電流検出記憶手段によって構成する。
【0015】
この場合、駆動電流検出記憶手段は、コンプレッサが駆動されている限り、コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流を所定周期毎に繰り返し検出して更新記憶するので、この駆動電流検出記憶手段に記憶された最後の駆動電流つまりコンプレッサ停止直前の駆動電流が、コンプレッサが停止したときにコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差を示す値となる。コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流の値は実質的に電動機の駆動トルク、つまり、コンプレッサを駆動する力と同一または比例の関係にあり、また、ガスの圧力差が大きければ大きいほどコンプレッサを駆動するために必要とされる力も増大するので、この駆動電流の値をコンデンサとエバポレータとの間に生じているガスの圧力差を示す値として利用して差し支えない。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態の幾つかについて詳細に説明する。図1は本発明を適用した一実施形態の電気自動車用空調装置1のハードウェアの構成をブロック化して示した概念図である。
【0023】
この電気自動車用空調装置1は、図1に示される通り、コンプレッサ2を駆動するコンプレッサ用電動機3と、コンプレッサ2で圧縮されたガス(冷媒)を貯溜するコンデンサ4、および、コンデンサ4から送出される圧縮ガスを中継するレシーバ5と、レシーバ5から送出された圧縮ガスを拡張させるための膨張弁6、ならびに、圧縮ガスの体積膨張を利用して周囲の熱を奪うことによって冷房効果を発揮するエバポレータ7とを備える。
【0024】
コンデンサ4を空冷するコンデンサファン8は、コンデンサ用電動機9によって回転駆動されるようになっている。
【0025】
そして、これらの要素を駆動制御するコントローラ10は、演算処理に必要とされるCPUやROMおよびRAM等を備え、自動車のインストゥルメントパネル等に設けられた図示しない空調用の温度設定スイッチによって設定された設定温度と、エバポレータ温度センサ11によって検出されているエバポレータ温度の現在値との偏差に基いて、その時点でコンプレッサ2に必要とされるガスの圧縮効率、具体的には、コンプレッサ2を駆動するコンプレッサ用電動機3の目標回転速度を求めると共に、コンプレッサ用電動機回転センサ12から出力されている回転速度の現在値を読み込み、この回転速度現在値と目標回転速度との間の速度偏差に基いてインバータ13のデューティ比を調整し、コンプレッサ用電動機3に供給される実質的な駆動電流を制御することによって、コンプレッサ用電動機3に、その時点で必要とされている目標回転速度を達成させる。
【0026】
つまり、コンプレッサ用電動機3は、速度を優先して制御される構造となっており、コンデンサ4の内圧が高くコンプレッサ2がガスを圧縮するのに大きな力が必要となるような場合と、コンデンサ4の内圧が低くコンプレッサ2がガスを容易に圧縮できるような場合とでは、同一の目標回転速度を達成するために必要とされる駆動電流の値に違いが生じる。
【0027】
また、コンプレッサ用電動機電流検出子14はコンプレッサ用電動機3に印加される駆動電流を検出し、その値をインバータ13を介してコントローラ10のCPUにフィードバックするようになっている。
【0028】
コンデンサ4とエバポレータ7との間に生じるガス圧力の差は、実質的に、コンプレッサ2を駆動するコンプレッサ用電動機3に流れる駆動電流の大きさと比例関係にあるので、コンプレッサ用電動機電流検出子14によって検出されるコンプレッサ用電動機3の駆動電流を検出することによって、コンデンサ4とエバポレータ7との間に生じるガス圧力の差を知ることができる。
【0029】
つまり、本実施形態における圧力差検出手段は、コンプレッサ用電動機電流検出子14と、この駆動電流の値を所定周期毎に検出するコントローラ10のCPU、および、この駆動電流の値を更新記憶するコントローラ10のRAM(後述のレジスタI)によって形成される駆動電流検出記憶手段によって構成されていることになる。
【0030】
以下、コントローラ10のCPUが所定周期毎に繰り返し実行する作動継続時間設定監視処理の概略を示した図2のフローチャートを参照して、本実施形態の電気自動車用空調装置1が特徴とする処理動作について説明する。このコントローラ10は、前述した通り、コンプレッサ用電動機3の目標回転速度を求めるための処理やインバータ13のデューティ比の調整等に関する処理を従来と同様にして実施するが、ここでは、従来と同様の処理は別のタスクで実施されるものとして説明を省略し、本発明と直接的に関連する作動継続時間設定監視処理のタスクについてのみ説明するものとする。
【0031】
この作動継続時間設定監視処理は、コンプレッサ2の停止時点でコンデンサ4とエバポレータ7との間に生じているガス圧力の差に応じてコンデンサファン8を駆動するコンデンサ用電動機9の作動時間を設定し、コンプレッサ2の停止後、この作動時間だけコンデンサファン8のコンデンサ用電動機9を駆動するための処理である。
【0032】
所定周期毎の作動継続時間設定監視処理を開始したコントローラ10のCPUは、まず、冷却実行フラグFがセットされているか否か、つまり、既にコンプレッサ2が停止してコンデンサファン8によるコンデンサ4の冷却が開始されているか否かを判別し(ステップa1)、冷却実行フラグFがセットされていなければ、更に、コンプレッサ2が停止しているか否かを判別する(ステップa2)。
【0033】
冷却実行フラグFは、コンプレッサ2が停止して実質的な作動継続時間設定監視処理が最初に実行された段階でセットされるようになっているので、コンプレッサ2が停止する前の段階で冷却実行フラグFがセットされることはない。
【0034】
従って、ステップa2の判別結果が偽となった場合、つまり、コンプレッサ2が駆動中である場合には、駆動電流検出記憶手段の一部を構成するCPUは、インバータ13およびコンプレッサ用電動機電流検出子14を介してコンプレッサ用電動機3の駆動電流の現在値、つまり、コンデンサ4とエバポレータ7との間に生じているガス圧力の差に比例した値を読み込み、この駆動電流の値を駆動電流検出記憶手段の一部を構成するレジスタIに更新記憶することになる(ステップa3)。
【0035】
以下、コンプレッサ2が駆動されている間は前記と同様にしてステップa1〜ステップa3の処理が所定周期毎に繰り返し実行され、レジスタIには、常にコンプレッサ用電動機3の駆動電流の最新の値が更新記憶されることになる。
【0036】
このような処理が繰り返し実行される間に、コンプレッサ2の駆動が停止されたことがステップa2の判別処理で検出されると、CPUは、レジスタIに記憶されている駆動電流の値が0であるか否かを判別する(ステップa4)。
【0037】
コンプレッサ2の駆動停止直後の現段階では、レジスタIに記憶されている駆動電流の値が0となることはないので、次いで、CPUは、レジスタIに記憶されている駆動電流の値が第一の設定値α1よりも大きいか否か(ステップa5)、レジスタIに記憶されている駆動電流の値が第一の設定値α1と第二の設定値α2との間にあるか否か(ステップa6)、レジスタIに記憶されている駆動電流の値が第二の設定値α2と第三の設定値α3との間にあるか否か、或いは、第三の設定値α3よりも小さいか否かを判別する(ステップa7)。なお、設定値α1,α2,α3の大小関係はα1>α2>α3>0である。
【0038】
ここで、ステップa5の判別結果が真となった場合には、コンプレッサ2が停止したときにコンデンサ4とエバポレータ7との間に生じていたガス圧力の差が相当に大きかったこと、つまり、このままコンプレッサ2を再起動するとコンプレッサ用電動機3やインバータ13に過剰な電流が流れて問題が生じる可能性があることを意味するので、作動継続時間設定手段としてのCPUは、コンデンサ4を冷却してコンデンサ4内のガスを十分に凝縮して安全にコンプレッサ2を再起動するに足るだけのコンデンサファン8の作動継続時間t1を作動時間記憶レジスタtに設定する(ステップa8)。
【0039】
また、ステップa5の判別結果が偽、かつ、ステップa6の判別結果が真となった場合には、コンプレッサ2が停止したときにコンデンサ4とエバポレータ7との間に生じていたガス圧力の差が或る程度大きかったこと、つまり、このままコンプレッサ2を再起動するとコンプレッサ用電動機3やインバータ13に過剰な負荷が生じる可能性があることを意味するので、作動継続時間設定手段としてのCPUは、コンデンサ4を冷却してコンデンサ4内のガスを十分に凝縮して安全にコンプレッサ2を再起動するに足るだけのコンデンサファン8の作動継続時間t2(但し、t2<t1)を作動時間記憶レジスタtに設定する(ステップa9)。
【0040】
これと同様、ステップa5およびステップa6の判別結果が偽、かつ、ステップa7の判別結果が真となった場合には、作動継続時間設定手段としてのCPUは、コンデンサ4を冷却してコンデンサ4内のガスを十分に凝縮して安全にコンプレッサ2を再起動するに足るだけのコンデンサファン8の作動継続時間t3(但し、t3<t2)を作動時間記憶レジスタtに設定することになる(ステップa10)。
【0041】
このようにしてステップa8,ステップa9あるいはステップa10の処理でコンデンサファン8の作動継続時間tを設定したCPUは、次いで、タイマTをリセットして再スタートさせることでコンプレッサ停止後の経過時間の計測を開始すると共に(ステップa11)、同時に、コンデンサ用電動機9の駆動を開始し(ステップa12)、冷却実行フラグFに1をセットして、コンデンサファン8によるコンデンサ4の冷却が開始されたことを内部的に記憶する(ステップa13)。
【0042】
このようにして冷却実行フラグFがセットされる結果、次周期の作動継続時間設定監視処理におけるステップa1の判別結果は真となる。そこで、電動機駆動制御手段としてのCPUは、コンプレッサ停止後の経過時間Tが設定値tに達しているか否かを判別し(ステップa15)、経過時間Tが設定値tに達していなければ、当該周期の作動継続時間設定監視処理をこのまま終了する。
【0043】
コンプレッサ停止後の経過時間Tが設定値tに達するまでの間、次周期以降の作動継続時間設定監視処理では、前記と同様にしてステップa1およびステップa15の判別処理のみが繰り返し実行されることになり、この間、コンデンサ用電動機9の駆動状態が維持されて、コンデンサファン8によるコンデンサ4の冷却が継続して行われることになる。
【0044】
そして、最終的に、ステップa15の判別結果が真となってコンプレッサ停止後の経過時間Tが設定値tに達したことが確認されると、電動機駆動制御手段としてのCPUは、コンデンサ用電動機9を停止させ(ステップa16)、冷却実行フラグFおよびレジスタIの値を0にリセットして(ステップa17,ステップa18)、当該周期の作動継続時間設定監視処理を終了する。
【0045】
冷却実行フラグFおよびレジスタIの値が0にリセットされる結果、次周期以降の作動継続時間設定監視処理ではステップa1の判別結果が偽、かつ、ステップa2の判別結果が真となり、次いで、ステップa4の判別処理でレジスタIの値が判定されることになるが、レジスタIの値は、コンデンサ用電動機9を停止させた段階(ステップa18実行時点)で既に0にリセットされているので、ステップa4の判別結果は必然的に真となり、ステップa4以降の処理が自動的に非実行とされる。
【0046】
従って、コンプレッサ2の停止後にコンデンサ用電動機9が駆動されるのは1回だけである。
【0047】
以下、所定周期毎の作動継続時間設定監視処理では前記と同様にしてステップa1,ステップa2,ステップa4の判別処理のみが繰り返し実行されることになり、この間に改めてコンプレッサ2の駆動が開始されると、ステップa2の判別結果が再び偽となって、最初に説明した場合と同様、コンプレッサ用電動機3の駆動電流のサンプリングが開始されることになる。
【0048】
なお、コンプレッサ2の駆動停止後に最初に実行される作動継続時間設定監視処理においてステップa4〜ステップa7までの判別結果が全て偽となった場合、つまり、コンプレッサ2が停止したときにコンプレッサ用電動機3に作用していた駆動電流の値が十分に小さいと判定された場合には、このままコンプレッサ2を再起動してもコンプレッサ用電動機3やインバータ13に問題が生じることはないので、作動継続時間設定手段としてのCPUは、コンプレッサ停止時の駆動電流の値を記憶するレジスタIに値0を再設定して(ステップa14)、その処理周期の作動継続時間設定監視処理を終了することになる。
【0049】
この場合、冷却実行フラグFの設定処理は実施されないので、状況としては、コンプレッサ停止後のコンデンサ用電動機9の駆動処理が完了した場合と全く同様であり、以下、所定周期毎の作動継続時間設定監視処理では前記と同様にしてステップa1,ステップa2,ステップa4の判別処理のみが繰り返し実行され、改めてコンプレッサ2の駆動が開始された時点でステップa2の判別結果が偽となって、最初に説明した場合と同様に、コンプレッサ用電動機3の駆動電流のサンプリングが開始されることになる。
【0050】
以上に述べたように、コンプレッサ2が停止した時点でコンデンサ4とエバポレータ7との間に生じていたガスの圧力差の大小、つまり、コンプレッサ停止時点におけるコンプレッサ用電動機3の駆動電流の大小に応じてコンデンサファン8を駆動するコンデンサ用電動機9の作動時間tの長さが決められるので、ガスの圧力差が相当に大きい場合であってもコンデンサ4内のガスを十分に冷却して凝縮してからコンプレッサ2を再起動することができるようになり、コンプレッサ2を駆動するコンプレッサ用電動機3の駆動電流の過剰やインバータ13の損傷を確実に防止することが可能となる。
【0051】
また、コンデンサ4内のガス圧が低い場合にはコンプレッサ2の再起動までに必要とされる待機時間t(設定値)の値が短縮されるので、冷房を迅速に再開することができる。
【0052】
更に、コンデンサファン8によるコンデンサ4の冷却は、コンプレッサ2の再起動要求を待つことなく、再起動要求前の前回のコンプレッサ2の停止時点から自動的に開始されるので、例えば、暫くコンプレッサ2の停止状態を保持した後にコンプレッサ2を再起動させるような場合において、何ら待つことなく、直ちにコンプレッサ2を再起動することが可能となる。
【0078】
【発明の効果】
本発明の電気自動車用空調装置は、コンプレッサが停止したときにコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差を検出する圧力差検出手段と、この圧力差検出手段によって検出された圧力差の大小に応じてコンデンサを冷却するコンデンサファンの電動機の作動時間を設定する作動継続時間設定手段と、コンプレッサの停止後の経過時間を見張り作動継続時間設定手段により設定された作動時間だけコンデンサファンを駆動する電動機を作動させる電動機駆動制御手段とを設け、コンプレッサが停止した時点でコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差に応じてコンデンサファンを駆動する電動機の作動時間を決めるようにしたので、コンデンサ内のガス圧が相当に高い場合であっても、コンデンサ内のガスを十分に冷却して凝縮してからコンプレッサを再起動することができるようになり、コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流の過剰や駆動用素子の損傷を確実に防止することが可能となる。
また、コンデンサ内のガス圧が低い場合にはコンプレッサの再起動までに必要とされる待機時間が大幅に短縮されるので、冷房を迅速に再開することが可能となる。
更に、コンデンサファンによるコンデンサの冷却は、コンプレッサの再起動要求を待つことなく前回のコンプレッサの停止時点から自動的に開始されるので、例えば、暫くコンプレッサの停止状態を保持した後にコンプレッサを再起動させるような場合においては、コンプレッサの再起動要求の検出の後にコンデンサの冷却を開始する従来技術(実開平7−27909号等)とは全く相違し、何ら待つことなく直ちにコンプレッサを再起動することが可能となる。
【0079】
そして、コンプレッサが停止したときにコンデンサとエバポレータとの間に生じていたガスの圧力差を検出する圧力差検出手段としては、コンプレッサを駆動する電動機の駆動電流を所定周期毎に検出して更新記憶する駆動電流検出記憶手段を利用するようにしたので、格別な圧力センサ等を配備しなくてもコンプレッサ停止時のガスの圧力差を的確に検出することができ、電気自動車用空調装置の製造コストの低減化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した一実施形態の電気自動車用空調装置のハードウェアの構成をブロック化して示した概念図である。
【図2】 同実施形態のコントローラが所定周期毎に繰り返し実行する作動継続時間設定監視処理の概略を示したフローチャートである。
【符号の説明】
1 電気自動車用空調装置
2 コンプレッサ
3 コンプレッサ用電動機
4 コンデンサ
5 レシーバ
6 膨張弁
7 エバポレータ
8 コンデンサファン
9 コンデンサ用電動機
10 コントローラ(作動継続時間設定手段,電動機駆動制御手段)
11 エバポレータ温度センサ
12 コンプレッサ用電動機回転センサ
13 インバータ
14 コンプレッサ用電動機電流検出子(圧力差検出手段,駆動電流検出記憶手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an air conditioner for an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
There is already known an air conditioner for an electric vehicle that performs cooling by cyclically repeating compression and expansion of gas (refrigerant) between a condenser and an evaporator by a compressor driven by an electric motor.
[0003]
In general, in the case of an electric vehicle, there is a limit to the size of an electric motor that can be used to drive a compressor because of the weight of the vehicle and the amount of power that can be used, and the compression capability of the compressor is also limited.
[0004]
As a result, if the compressor is stopped and the cooling is stopped, and then the compressor is restarted, if there is a large difference in gas pressure between the condenser and the evaporator, a large load is applied to the motor that drives the compressor. As a result, an excessive driving current may flow through the electric motor, or a driving element such as an inverter that drives the electric motor may be damaged.
[0005]
In addition, if the compressor is restarted with a large gas pressure difference between the condenser and the evaporator, there is a high possibility that inconvenience such as running out of oil will occur in the bearing inside the compressor, and the durability of the compressor itself may be impaired. There is also.
[0006]
Therefore, in order to avoid such a problem, in a conventional electric vehicle air conditioner, after the compressor is stopped, the compressor is restarted after waiting for several minutes until the gas pressure between the condenser and the evaporator is balanced. It was.
[0007]
However, according to such a solution, since the evaporator temperature rises during the waiting time, the blowing temperature of the air conditioner also increases, and there is a problem that comfortable cooling cannot be performed during this time.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As a technique for shortening the waiting time required for restarting the compressor, for example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-27909, a constant condenser fan for air cooling the condenser is detected when a restart signal for the compressor is detected. It has been proposed to reduce the load on the electric motor that drives the compressor by driving only for the time and promoting the condensation of the gas (refrigerant) staying in the condenser.
[0009]
However, when such a configuration is applied, the compressor is always restarted after a predetermined time from the start request of the compressor regardless of the pressure of the gas staying in the capacitor. Even when the gas pressure in the condenser is sufficiently low, there is a case where waiting for a predetermined time is required before restarting the compressor, and cooling cannot be started quickly.
[0010]
Moreover, since the driving time of the condenser fan is always constant, if the gas pressure in the condenser when the restart signal is detected is considerably high, the gas pressure is high with insufficient gas condensation. The compressor motor may still be driven, causing problems such as excessive drive current and damage to the drive elements. On the other hand, the gas pressure in the capacitor has already dropped sufficiently at the time of restart signal detection. In such a case, there is a problem that the start of cooling is delayed as described above.
[0011]
OBJECT OF THE INVENTION
Therefore, the object of the present invention is to improve the drawbacks of the prior art described above, so that there is no concern that an excessive driving current flows in the motor driving the compressor or that the driving element driving the motor is damaged. An object of the present invention is to provide an air conditioner for an electric vehicle that can shorten the standby time required for restarting the vehicle.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an air conditioner for an electric vehicle that performs cooling by cyclically repeating compression and expansion of gas between a condenser and an evaporator by a compressor driven by an electric motor. In which a condenser fan that cools the air and an electric motor that drives the condenser fan are provided, and a pressure difference detection unit that detects a pressure difference of gas generated between the condenser and the evaporator when the compressor is stopped . The pressure difference detection means is constituted by a drive current detection storage means for detecting and updating and storing a drive current of an electric motor that drives the compressor during a predetermined period during operation of the compressor, and the drive current detection storage means An electric motor that drives a condenser fan according to the detected pressure difference An operation continuation time setting means for setting an operation time, and an electric motor drive control means for operating an electric motor that drives the capacitor fan for the set operation time while watching the elapsed time after the compressor is stopped are provided. It has a configuration.
[0013]
According to such a configuration, first, the pressure difference detecting means detects the gas pressure difference generated between the condenser and the evaporator when the compressor is stopped. Next, the operation duration setting means sets the operation time of the electric motor that drives the condenser fan in accordance with the detected pressure difference. Then, the motor drive control means watches the elapsed time after the compressor stops, and operates the motor that drives the condenser fan until the elapsed time reaches the set operation time. The operating time of the motor that drives the condenser fan is determined according to the gas pressure difference generated between the condenser and the evaporator when the compressor stops, so if the gas pressure difference is large, the operating time of the motor Is set longer, and when the gas pressure difference is small, the operation time of the motor is set shorter. As a result, even when the gas pressure in the condenser is considerably high, the compressor can be restarted after sufficiently cooling and condensing the gas in the condenser. It is possible to reliably prevent an excessive driving current and damage to the driving element. Further, when the gas pressure in the condenser is low from the beginning, the standby time required until the compressor is restarted is greatly reduced, so that the cooling can be restarted quickly.
Furthermore, the condenser cooling by the condenser fan is automatically started from the previous compressor stop time without waiting for the compressor restart request. For example, the compressor is restarted after holding the compressor stopped for a while. In such a case, the compressor can be restarted immediately without waiting.
[0014]
Further , a pressure difference detecting means for detecting a pressure difference of gas generated between the condenser and the evaporator when the compressor is stopped is provided so that a drive current of an electric motor that drives the compressor is It comprises drive current detection storage means for detecting and updating and storing.
[0015]
In this case, as long as the compressor is driven, the drive current detection storage means repeatedly detects and updates and stores the drive current of the electric motor that drives the compressor every predetermined period. Therefore, the drive current detection storage means is stored in the drive current detection storage means. The last drive current, that is, the drive current immediately before the compressor is stopped becomes a value indicating the pressure difference of the gas generated between the condenser and the evaporator when the compressor is stopped. The value of the drive current of the motor that drives the compressor is substantially the same or proportional to the drive torque of the motor, that is, the force that drives the compressor, and the larger the gas pressure difference, the more the compressor is driven. Therefore, the force required for the increase also increases, so that the value of the driving current may be used as a value indicating the pressure difference of the gas generated between the capacitor and the evaporator.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the hardware configuration of an
[0023]
As shown in FIG. 1, the electric
[0024]
A
[0025]
The
[0026]
That is, the compressor motor 3 has a structure in which the speed is controlled with priority, and when the internal pressure of the condenser 4 is high and a large force is required for the
[0027]
The compressor motor current detector 14 detects the drive current applied to the compressor motor 3 and feeds back the value to the CPU of the
[0028]
The difference in gas pressure generated between the condenser 4 and the evaporator 7 is substantially proportional to the magnitude of the drive current flowing through the compressor motor 3 that drives the
[0029]
That is, the pressure difference detection means in the present embodiment includes the compressor motor current detector 14, the CPU of the
[0030]
Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 2 showing the outline of the operation duration setting monitoring process repeatedly executed by the CPU of the
[0031]
This operation duration setting monitoring process sets the operation time of the condenser motor 9 that drives the
[0032]
The CPU of the
[0033]
The cooling execution flag F is set when the
[0034]
Therefore, when the determination result of step a2 is false, that is, when the
[0035]
Thereafter, while the
[0036]
If it is detected in the determination process in step a2 that the driving of the
[0037]
Since the value of the drive current stored in the register I does not become 0 at the present stage immediately after the drive of the
[0038]
Here, when the determination result in step a5 is true, the difference in gas pressure generated between the condenser 4 and the evaporator 7 when the
[0039]
If the determination result at step a5 is false and the determination result at step a6 is true, the difference in gas pressure generated between the condenser 4 and the evaporator 7 when the
[0040]
Similarly, when the determination results of step a5 and step a6 are false and the determination result of step a7 is true, the CPU as the operation duration setting means cools the capacitor 4 and sets the inside of the capacitor 4 The operation duration t3 (where t3 <t2) of the
[0041]
In this way, the CPU which has set the operation duration time t of the
[0042]
As a result of setting the cooling execution flag F in this way, the determination result in step a1 in the operation continuation time setting monitoring process in the next cycle becomes true. Therefore, the CPU as the electric motor drive control means determines whether or not the elapsed time T after the compressor stops has reached the set value t (step a15), and if the elapsed time T has not reached the set value t, The cycle operation duration setting monitoring process is terminated as it is.
[0043]
Until the elapsed time T after the compressor stops reaches the set value t, in the operation continuation time setting monitoring process after the next period, only the determination process of step a1 and step a15 is repeatedly executed in the same manner as described above. During this time, the driving state of the condenser motor 9 is maintained, and the condenser 4 is continuously cooled by the
[0044]
Finally, when the determination result in step a15 is true and it is confirmed that the elapsed time T after the compressor stops has reached the set value t, the CPU as the motor drive control means performs the operation of the capacitor motor 9 Is stopped (step a16), the values of the cooling execution flag F and the register I are reset to 0 (step a17, step a18), and the operation continuation time setting monitoring process for the cycle ends.
[0045]
As a result of resetting the values of the cooling execution flag F and the register I to 0, the determination result of step a1 is false and the determination result of step a2 is true in the operation continuation time setting monitoring process after the next cycle. The value of the register I is determined in the determination process of a4. Since the value of the register I has already been reset to 0 when the capacitor motor 9 is stopped (when the step a18 is executed), The determination result of a4 is necessarily true, and the processing after step a4 is automatically not executed.
[0046]
Therefore, the condenser motor 9 is driven only once after the
[0047]
Thereafter, in the operation continuation time setting monitoring process for each predetermined cycle, only the discrimination processes of step a1, step a2, and step a4 are repeatedly executed in the same manner as described above, and during this time, the driving of the
[0048]
In the operation continuation time setting monitoring process that is first executed after the
[0049]
In this case, since the setting process of the cooling execution flag F is not performed, the situation is exactly the same as the case where the driving process of the condenser motor 9 after the compressor is stopped, and hereinafter, the operation duration setting for each predetermined cycle is performed. In the monitoring process, only the determination process of step a1, step a2, and step a4 is repeatedly executed in the same manner as described above, and the determination result of step a2 becomes false when the driving of the
[0050]
As described above, depending on the magnitude of the gas pressure difference generated between the condenser 4 and the evaporator 7 when the
[0051]
Further, when the gas pressure in the condenser 4 is low, the value of the standby time t (set value) required until the
[0052]
Furthermore, the cooling of the condenser 4 by the
[0078]
【The invention's effect】
An air conditioner for an electric vehicle according to the present invention includes a pressure difference detecting means for detecting a pressure difference of gas generated between a condenser and an evaporator when the compressor is stopped, and a pressure difference detected by the pressure difference detecting means. The operation duration setting means for setting the operating time of the motor of the condenser fan that cools the condenser according to the size of the condenser, and the condenser fan for the operating time set by the operation duration setting means, watching the elapsed time after the compressor stops An electric motor drive control means for operating the electric motor to be driven, and the operation time of the electric motor driving the condenser fan is determined according to the gas pressure difference generated between the condenser and the evaporator when the compressor stops. Therefore, even if the gas pressure in the capacitor is considerably high, the gas in the capacitor Consists condensed sufficiently cooled to be able to restart the compressor, it is possible to reliably prevent damage to the excess or the driving element of the driving current of the motor for driving the compressor.
Further, when the gas pressure in the condenser is low, the standby time required until the compressor is restarted is greatly shortened, so that the cooling can be restarted quickly.
Furthermore, the condenser cooling by the condenser fan is automatically started from the previous compressor stop time without waiting for the compressor restart request. For example, the compressor is restarted after holding the compressor stopped for a while. In such a case, it is completely different from the prior art (No. 7-27909, etc.) in which cooling of the condenser is started after detection of the restart request of the compressor, and the compressor can be restarted immediately without waiting. It becomes possible.
[0079]
As a pressure difference detecting means for detecting the pressure difference of the gas generated between the condenser and the evaporator when the compressor is stopped, the drive current of the electric motor that drives the compressor is detected and stored at predetermined intervals. Since the drive current detection storage means is used, it is possible to accurately detect the pressure difference of the gas when the compressor is stopped without providing a special pressure sensor, etc., and the manufacturing cost of the air conditioner for electric vehicles Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a block diagram of a hardware configuration of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of an operation duration setting monitoring process that is repeatedly executed by the controller of the embodiment every predetermined period.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11 Evaporator temperature sensor 12 Compressor
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