JP3951807B2

JP3951807B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3951807B2
Application number: JP2002155161A
Authority: JP
Inventors: 公彦佐藤; 伸裕三浦; 正人小村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003341336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機を第１駆動源（例えば、走行用エンジン）にて駆動する場合と第２駆動源（例えば、電動モータ）にて駆動する場合と切り換えることができる車両用空調装置に関するもので、走行用動力源として、内燃機関と電動モータと備えるハイブリッド自動車や車両停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ機能付き自動車に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般的な車両用空調装置では、走行用エンジンから動力を得て圧縮機を駆動しているので、エンジンが停止してしまうと、圧縮機が停止してしまい、空調装置が停止してしまう。
【０００３】
そこで、特開平１１−３０１８２号公報に記載の発明では、走行用エンジンが停止したときには電動モータで圧縮機を駆動することにより、アイドルストップ運転時は勿論のこと、ハイブリッド自動車においては、エンジンの停止と同時に空調装置が停止してしまうことを防止している。
【０００４】
また、特開平１０−２９１４１５号公報に記載の発明では、必要空調能力が所定値より小さい場合のみ電動モータで圧縮機を駆動することにより、圧縮機駆動用の電動モータの小型化を図っている。
【０００５】
しかし、例えば除湿運転時には、空調ケーシング内に吸い込んだ空気を吹出空気の温度より大幅に低下させて水分を凝縮させた後、ヒータにて加熱して吹出空気の温度が目標温度となるようにするので、除湿運転時には、単純な冷房運転時に比べて多くの冷凍能力（冷房能力）を必要とする。
【０００６】
したがって、特開平１０−２９１４１５号公報に記載の発明のごとく、エンジンにて圧縮機を駆動する場合と電動モータにて圧縮機を駆動する場合とを、運転モードによらず、一定のしきち値に基づいて決定すると、例えばエンジンで圧縮機を駆動する頻度が増大して燃費の低下を招くおそれがある。
【０００７】
また、ハイブリッド自動車等においては、エンジンで圧縮機を駆動する頻度が増大すると、これに連動して乗員が予期していないエンジンの始動回数が増大するので、乗車フィーリングの悪化を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来の異なる新規な車両用空調装置を提供し、第２には、走行用エンジン等の第１駆動源の稼働率を低減することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、走行用の第１駆動源（１）又は第１駆動源（１）と異なる第２駆動源（５）から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機（６）を有し、室内に吹き出す空気を冷却する蒸気圧縮式冷凍機（６、１０、１１、１２）と、圧縮機（６）を第１駆動源（１）にて駆動する場合と第２駆動源（５）にて駆動する場合とを、必要とする冷凍能力及び車両の走行状態に基づいて切換制御する動力制御手段（８）とを備え、車両停止時において、圧縮機（６）を第１駆動源（１）にて駆動する場合と第２駆動源（５）にて駆動する場合とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍能力が、除湿運転時と除湿運転時以外とで相違し、動力制御手段（８）は、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基準冷凍能力未満であるときには、第２駆動源（５）にて圧縮機（６）を駆動させ、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基準冷凍能力以上であるときには、第１駆動源（１）にて圧縮機（６）を駆動させ、さらに、除湿運転時の切換基準冷凍能力（Ａ）は、除湿運転時以外の切換基準冷凍能力（Ｂ）より大きく、窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えたときに、除湿運転が開始されたものとみなす除湿運転判定手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、例えば除霜運転時の切換基準冷凍能力（Ａ）を除霜運転時以外の切換基準冷凍能力（Ｂ）より大きくすれば、第２駆動源（５）の稼働率を第１駆動源（１）の稼働率より大きくすることができる。
【００１１】
したがって、従来の異なる新規な車両用空調装置を得ることができ、かつ、第１駆動源（１）で圧縮機（６）を駆動する頻度を低減することができ得るので、燃費を向上させることができるとともに、乗員が予期していない第１駆動源（１）の始動回数を低減することができ得るので、乗車フィーリングの悪化を未然に防止することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、動力制御手段（８）は、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基準冷凍能力未満であるときには、第２駆動源（５）にて圧縮機（６）を駆動させ、必要とする冷凍能力（Ｑ）が切換基準冷凍能力以上であるときには、第１駆動源（１）にて圧縮機（６）を駆動させ、さらに、除霜運転時の切換基準冷凍能力（Ａ）は、除霜運転時以外の切換基準冷凍能力（Ｂ）より大きく、吸い込み空気の湿度、及び吹出空気の湿度のうち少なくとも一方に基づいて除湿運転時の前記切換基準冷凍能力（Ａ）を変化させることを特徴とするものである。
【００１６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、アイドルストップ機能付き自動車に本発明に係る車両用空調装置を適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【００１８】
エンジン１は走行用の内燃機関であり、発電機２はＶベルト３を介してエンジン１から動力を得て発電する。
【００１９】
圧縮機６は、Ｖベルト３を介してプーリ４に伝達されたエンジン１の駆動力にて冷媒を吸入圧縮する場合（以下、エンジン駆動時と言う。）と電動モータ５で発生する駆動力にて冷媒を吸入圧縮する場合（以下、モータ駆動時と言う。）とを切り換えることができるハイブリッド駆動型コンプレッサであり、電子制御装置８にてエンジン駆動とモータ駆動とを切換制御する。
【００２０】
なお、本実施形態では、圧縮機６は、クランク室内の圧力を制御することにより吐出容量を変化させることができる連続可変容量式の斜板型圧縮機を採用しており、電子制御装置８は、クランク室内の圧力を制御する制御バルブ７を介して圧縮機６の吐出容量を制御している。
【００２１】
因みに、バッテリ９は充電可能な二次電池であり、発電機２にて発電された電力はバッテリ９を介して電子制御装置８等の車載電気機器に供給される。
【００２２】
また、放熱器１０は圧縮機６から吐出した高圧冷媒と外気とを熱交換する高圧側熱交換器であり、膨脹弁１１は放熱器１０から流出した高圧冷媒を減圧する減圧器であり、蒸発器１２は空調ケーシング１４内に収納されて室内に吹き出す空気と減圧された冷媒とを熱交換して室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交換器である。そして、圧縮機６、放熱器１０、膨脹弁１１及び蒸発器１２により周知の蒸気圧縮式冷凍機が構成されている。
【００２３】
また、空調ケーシング１４内のうち蒸発器１２より風下側には、エンジン１の冷却水を熱源として蒸発器１２を通過した空気を加熱するヒータ１３が収納されているとともに、エアミックスドア１５によりヒータ１３を迂回して流れる風量を調節して、実際に室内に吹き出す空気の温度を調節している。
【００２４】
次に、圧縮機６の制御、つまりエンジン駆動する場合とモータ駆動する場合との切換制御について、図２に基づいて述べる。
【００２５】
図２は電子制御装置８で行われる制御フローを示すものであり、空調装置の始動スイッチ（例えば、オートエアコンではＡＵＴＯスイッチ）が投入されると、外気温度センサや内気温度センサ等の空調センサの信号、及び乗員が設定入力した希望室内温度を読み込むとともに、エアコンスイッチ、つまり圧縮機６を稼動させるスイッチが投入されているか否かを判定する（Ｓ１００、Ｓ１１０）。
【００２６】
なお、本実施形態では、圧縮機６として可変容量型の圧縮機を採用しているとともに、電磁クラッチ等の動力を断続可能に伝達する動力伝達装置を採用していないので、エアコンスイッチがＯＦＦとは吐出容量を略０とすることを意味し、エアコンスイッチがＯＮとは、空調負荷及びエンジン１の回転に基づいて吐出容量を制御することを意味する。
【００２７】
そして、エアコンスイッチがＯＦＦの場合には、吐出容量を略０（最小容量）とし（Ｓ１２０）、一方、エアコンスイッチがＯＮの場合には、エンジン１が停止しているか否かを判定し（Ｓ１３０)、エンジン１が稼動している場合には、空調負荷及びエンジン１の回転に基づいて吐出容量を制御する（Ｓ１４０）。
【００２８】
また、エンジン１が停止している場合には、空調装置が除湿運転モード状態にあるか否かを判定し（Ｓ１５０）、除湿運転モード状態にあるときには、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ａ未満であるときには、電動モータ５にて圧縮機６を駆動させ（Ｓ１６０、Ｓ１７０）、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ａ以上であるときには、エンジン１を始動させてエンジン１にて圧縮機６を駆動させる（Ｓ１６０、Ｓ１８０）。
【００２９】
一方、エンジン１が停止している場合であって、除湿運転モード状態でない場合（例えば、冷房運転モード時）には、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ｂ未満であるときには、電動モータ５にて圧縮機６を駆動させ（Ｓ１９０、Ｓ１７０）、必要冷凍能力Ｑが切換基準冷凍能力Ｂ以上であるときには、エンジン１を始動させてエンジン１にて圧縮機６を駆動させる（Ｓ１９０、Ｓ１８０）。
【００３０】
このとき、除湿運転時の切換基準冷凍能力Ａは、除湿運転時以外の切換基準冷凍能力Ｂより大きい値が設定されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、除湿運転を実行させるための除湿スイッチをなすデフスイッチが投入されているか否かによって、空調装置が除湿運転モード状態にあるか否かを判定している。
【００３２】
つまり、デフスイッチがＯＮであれば、窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えて空調装置が除湿運転モード状態になったものと見なし、逆に、デフスイッチがＯＦＦであれば、窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を未満となり空調装置が除湿運転モード以外になったものと見なす。
【００３３】
なお、Ｓ１４０で行う吐出容量制御は、空調負荷及びエンジン１の回転に基づいて吐出容量を制御するのに対して、Ｓ２００で行う吐出容量制御は、圧縮機６での消費動力が所定値以下となるように吐出容量を制御する。
【００３４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３５】
車両停止時において、エンジン駆動時とモータ駆動時とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍能力を、除湿運転時と除湿運転時以外とで相違させるので、除湿運転時の切換基準冷凍能力Ａを除湿運転時以外の切換基準冷凍能力Ｂより大きくすることによって電動モータ５の稼働率をエンジン１の稼働率より大きくすることができる。
【００３６】
したがって、エンジン１で圧縮機６を駆動する頻度を低減することができるので、燃費を向上させることができるとともに、乗員が予期していないエンジン１の始動回数を低減することができるので、乗車フィーリングの悪化を未然に防止できる。
【００３７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、デフスイッチが除湿運転判定手段を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、室内に吹き出す空気の方向を制御する吹出モードドアの位置、又は吹出モードドアを駆動するサーボモータの回転位置等により、窓ガラスに向けて吹き出す空気量を判定し、窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えたときに、除湿運転が開始されたものとみなしてもよい。
【００３８】
また、上述の実施形態では、圧縮機６として可変容量型圧縮機を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、固定容量型の圧縮機を採用し、電磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御により単位時間当たり吐出される冷媒量を制御して擬似的に吐出容量を制御してもよい。
【００３９】
また、図１では電動モータ５とプーリ４とが同軸上に配置されているが本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、湿度センサを設けて空調ケーシング１４に吸い込まれる空気の湿度、及び室内に吹き出される空気の湿度のうち少なくとも一方が小さくなるほど、除湿運転時の切換基準冷凍能力Ａを大きくするように、吸い込み空気の湿度、及び吹出空気の湿度のうち少なくとも一方に基づいて除湿運転時の切換基準冷凍能力Ａを変化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、５…電動モータ、６…圧縮機、８…電子制御装置。

Claims

走行用の第１駆動源（１）又は前記第１駆動源（１）と異なる第２駆動源（５）から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機（６）を有し、室内に吹き出す空気を冷却する蒸気圧縮式冷凍機（６、１０、１１、１２）と、
前記圧縮機（６）を前記第１駆動源（１）にて駆動する場合と前記第２駆動源（５）にて駆動する場合とを、必要とする冷凍能力及び車両の走行状態に基づいて切換制御する動力制御手段（８）とを備え、
車両停止時において、前記圧縮機（６）を前記第１駆動源（１）にて駆動する場合と前記第２駆動源（５）にて駆動する場合とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍能力が、除湿運転時と除湿運転時以外とで相違し、
前記動力制御手段（８）は、必要とする冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準冷凍能力未満であるときには、前記第２駆動源（５）にて前記圧縮機（６）を駆動させ、前記必要とする冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準冷凍能力以上であるときには、前記第１駆動源（１）にて前記圧縮機（６）を駆動させ、
さらに、除湿運転時の前記切換基準冷凍能力（Ａ）は、除湿運転時以外の前記切換基準冷凍能力（Ｂ）より大きく、
窓ガラスに向けて吹き出す空気量が所定風量を超えたときに、除湿運転が開始されたものとみなす除湿運転判定手段を備えることを特徴とする車両用空調装置。
走行用の第１駆動源（１）又は前記第１駆動源（１）と異なる第２駆動源（５）から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機（６）を有し、室内に吹き出す空気を冷却する蒸気圧縮式冷凍機（６、１０、１１、１２）と、
前記圧縮機（６）を前記第１駆動源（１）にて駆動する場合と前記第２駆動源（５）にて駆動する場合とを、必要とする冷凍能力及び車両の走行状態に基づいて切換制御する動力制御手段（８）とを備え、
車両停止時において、前記圧縮機（６）を前記第１駆動源（１）にて駆動する場合と前記第２駆動源（５）にて駆動する場合とを切り換えるしきい値となる切換基準冷凍能力が、除湿運転時と除湿運転時以外とで相違し、
前記動力制御手段（８）は、必要とする冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準冷凍能力未満であるときには、前記第２駆動源（５）にて前記圧縮機（６）を駆動させ、前記必要とする冷凍能力（Ｑ）が前記切換基準冷凍能力以上であるときには、前記第１駆動源（１）にて前記圧縮機（６）を駆動させ、
さらに、除湿運転時の前記切換基準冷凍能力（Ａ）は、除湿運転時以外の前記切換基準冷凍能力（Ｂ）より大きく、
吸い込み空気の湿度、及び吹出空気の湿度のうち少なくとも一方に基づいて除湿運転時の前記切換基準冷凍能力（Ａ）を変化させることを特徴とする車両用空調装置。