JP4003320B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内を暖房する冷凍サイクル装置に関するもので、特に冷媒圧縮機より吐出された高温、高圧のガス冷媒を減圧手段および室内熱交換器に順番に導いて、その室内熱交換器にて空調ダクト内を流れる空気を加熱するようにしたホットガスサイクルを備えた冷凍サイクル装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両用空調装置、中でも車両用暖房装置としては、エンジンの冷却水を空調ダクト内の温水ヒータに導いて、その温水ヒータにて空調ダクト内を流れる空気を加熱して車室内を暖房する温水式暖房装置が一般的である。しかし、このような温水式暖房装置は、外気温度が低く、冷却水温度が低い時に、エンジンを始動して温水式暖房装置を起動する場合、すなわち、温水式暖房装置の立ち上がり時に著しく暖房能力が不足するという不具合が生じている。
【0003】
そこで、上記の不具合を解消する目的で、例えば特開平5−223357号公報においては、空気調和装置の冷媒圧縮機より吐出された高温、高圧のガス冷媒(ホットガス)を減圧装置を経て室内熱交換器に導いて、その室内熱交換器にて空調ダクト内を流れる空気を加熱することにより、エンジンの冷却水を利用して暖房を行う主暖房装置の暖房能力を補助するようにした補助暖房装置(ホットガスヒータサイクル)を備えた車両用空調装置(従来の技術)が提案されている。なお、冷媒圧縮機は、電磁クラッチを介して、エンジンによりベルト駆動されるエンジン駆動式の冷媒圧縮機である。
【0004】
そして、車室内を急速に暖房する時には、冷却水温度が所定温度以上の場合、主暖房装置による暖房能力が充分高いので、ホットガスヒータサイクルを停止させるように冷媒圧縮機をOFFし、また、冷却水温度が所定温度よりも低い場合、主暖房装置による暖房能力が不足しているので、ホットガスヒータサイクルを起動させるように冷媒圧縮機をONするように制御されている。
【0005】
ここで、ホットガスヒータサイクルは、車室内熱交換器を冷媒凝縮器として働かせ、車室外熱交換器を冷媒蒸発器として働かす通常のヒートポンプサイクルと異なり、冷媒圧縮機の圧力縮仕事を車室内熱交換器(クーラモード時の冷媒蒸発器)で放熱するようにしているため、例えば−40℃付近の極低外気温まで作動させることが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の技術において、例えば−20℃以下の極低外気温時には、冷媒HFC−134aの特性上、冷媒圧縮機を起動させる前に負圧(大気圧よりも低い圧力:例えば−26℃で大気圧0kg/cm2 G)となる時がある。また、ホットガスヒータサイクルの特性から起動直後に冷媒圧縮機の吸入部に吸入される吸入圧力(PS)は、図7のタイムチャートに示したように、一度低下してから徐々に上昇する傾向を持つため、冷媒圧縮機の吸入部が負圧となる頻度は非常に高いことが確認されている。
【0007】
ところで、その吸入部が負圧になる点に対して、現在一般に用いられているエンジン駆動式の冷媒圧縮機は、シャフトシール部で弱く、冷媒圧縮機の吸入圧力が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)以下に低下すると、そのシール部から冷媒圧縮機内部に空気が混入してしまう可能性がある。このような冷媒圧縮機内部への空気の混入は、サイクル内に腐食が発生したり、クーラ使用時に高圧圧力(凝縮圧力)が異常な上昇をしたりする等の不具合を招くことになるため、これを防止する必要がある。
【0008】
【発明の目的】
本発明は、冷媒圧縮機のシャフトシール部等を改良することなく、極低外気温時の第2冷媒循環回路(ホットガスヒータサイクル)の起動時に冷媒圧縮機内部への空気の混入を防止することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
【0009】
【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、外気温度検出手段にて検出される外気温度、およびエンジン回転速度センサのセンサ信号を基にして算出された圧縮機速度に基づいて設定された、第2冷媒循環回路を起動させることが可能な起動可能領域でのみ、第2冷媒循環回路が起動するように冷媒圧縮機を制御することにより、冷媒圧縮機の吸入圧力、あるいは吸入圧力を推定できる物理量が所定値よりも小さくならない。
また、請求項2に記載の発明によれば、極低外気温時の第2冷媒循環回路(ホットガスヒータサイクル)の起動時に、吸入圧力検出手段にて検出される冷媒圧縮機に吸入される吸入圧力に関連する物理量が所定値よりも小さくなった場合には、冷媒圧縮機を制御して第2冷媒循環回路を自動停止させることにより、冷媒圧縮機のシャフトシール部等を改良することなく、冷媒圧縮機内部への空気の混入を防止することができる。また、冷媒圧縮機内部への空気の混入を防止できるので、サイクル内の腐食の発生を防止することができ、且つ第1冷媒循環回路(通常の冷凍サイクル)の起動時の異常高圧を防止することができる。
【0010】
請求項3に記載の発明によれば、極低外気温時の第2冷媒循環回路の起動時に、冷媒圧縮機の吸入圧力、あるいは吸入圧力を推定できる物理量が所定値よりも小さくなって、第2冷媒循環回路を自動停止させる制御を行ってから、所定時間が経過した後に、第2冷媒循環回路を再起動させるようにすることにより、例えば所定時間が経過した後に、内燃機関の冷却水を利用して暖房を行う主暖房装置による暖房能力が不足している時にその主暖房装置の暖房能力を補助することができ、例えば主暖房装置の立ち上がり時に車室内を急速に暖房することができる。
【0012】
請求項4に記載の発明によれば、冷媒圧縮機の圧縮機温度に関連する物理量に基づいて、第2冷媒循環回路を起動させることが可能な起動可能領域を補正することにより、例えば冷媒圧縮機の温度が上昇(エンジン温度上昇による)し、冷媒圧縮機の吸入圧力、あるいは吸入圧力を推定できる物理量が所定値よりも小さくなる状態でない時に起動できるようになる。また、請求項5に記載の発明によれば、圧縮機温度に関連する物理量として、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の潤滑油油温、あるいは冷媒循環回路内の冷媒圧力を使用しても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態の構成〕
図1ないし図4は本発明の第1実施形態を示したもので、図1は車両用空調装置の全体構造を示した図で、図2は車両用空調装置の制御系を示した図である。
【0014】
本実施形態の車両用空調装置は、暖房用主熱源であるエンジン(内燃機関)Eを搭載する自動車の車室内を空調する空調ユニット(エアコンユニット)1における各空調手段(アクチュエータ)を、空調制御装置(以下エアコンECUと言う)10によって制御するように構成された車両用エアコン装置である。
【0015】
空調ユニット1は、車室内に空調空気を導く空気通路11を成す空調ダクト2を備えている。この空調ダクト2の最も空気上流側には、外気吸込口、内気吸込口および内外気切替ドア(いずれも図示せず)が設けられ、これらよりも空気下流側には遠心式送風機3が設けられている。また、空調ダクト2の最も空気下流側には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口またはフット吹出口等の吹出口およびモード切替ドア(図示せず)が設けられている。
【0016】
遠心式送風機3は、空調ダクト2に一体的に設けられたスクロールケーシングと、図示しないブロワ駆動回路により制御されるブロワモータ12と、このブロワモータ12に回転駆動される遠心式ファン13とから構成されている。なお、本実施形態の遠心式ファン13の送風量は、0段階(OFF)から32段階まで連続的または段階的に切り替えられるように構成されている。
【0017】
次に、吹出口よりも空気上流側には、後記するエバポレータ6を通過した空気を再加熱する温水式暖房装置(主暖房装置)4の温水ヒータ5が設けられている。この温水ヒータ5は、エンジンEにより駆動されるウォータポンプ(図示せず)により冷却水の循環流が発生する冷却水循環回路14の途中に設置されている。そして、温水ヒータ5は、冷却水循環回路14に設置された温水弁15が開弁すると内部にエンジンEの排熱を吸収した冷却水が還流し、この冷却水を暖房用熱源として空気を再加熱する、すなわち、空気加熱作用を行う下流側熱交換器(第2加熱用熱交換器)である。ここで、これらのエンジンE、温水ヒータ5、冷却水循環回路14および温水弁15によって温水式暖房装置(主暖房装置)4が構成される。
【0018】
次に、遠心式送風機3と温水ヒータ5との間には、自動車に搭載された冷凍サイクル装置20の一構成部品を成すエバポレータ6が空調ダクト2内の空気通路11の全面を塞ぐように配されている。
上記の冷凍サイクル装置20は、第1冷媒循環回路(所謂冷凍サイクル)21と、第2冷媒循環回路(所謂ホットガスヒータサイクル)22と、第1冷媒循環回路21と第2冷媒循環回路22とを切り替える第1、第2電磁弁23、24とを備えている。
【0019】
第1冷媒循環回路21は、コンプレッサ7より吐出された高温、高圧のガス冷媒を、第1電磁弁23→コンデンサ(室外熱交換器、冷媒凝縮器)25→レシーバ(気液分離器)26→膨張弁(第1減圧手段)27→エバポレータ6→アキュームレータ(気液分離器)28およびコンプレッサ7の順に循環させる冷媒回路である。また、第2冷媒循環回路22は、コンプレッサ7より吐出された高温、高圧のガス冷媒(ホットガス)を、第2電磁弁24→減圧装置(第2減圧手段)29→エバポレータ6→アキュームレータ28およびコンプレッサ7の順に循環させる冷媒回路である。
【0020】
冷凍サイクル装置20は、第1電磁弁23が開弁し、第2電磁弁24が閉弁すると、第1冷媒循環回路21中に冷媒が還流する。また、冷凍サイクル装置20は、第1電磁弁23が閉弁し、第2電磁弁24が開弁すると、第2冷媒循環回路22中に冷媒が還流する。なお、第1、第2電磁弁23、24により循環回路切替手段を構成する。また、16は駆動モータ17により回転駆動される冷却ファンで、コンデンサ25に強制的に外気を吹き付ける。
【0021】
エバポレータ6は、本発明の室内熱交換器に相当するもので、第1冷媒循環回路21中を冷媒が流れる時に、膨張弁27より流入する低温の気液二相冷媒を蒸発させて通過する空気を冷却する冷却用熱交換器(冷媒蒸発器)として働く。また、エバポレータ6は、第2冷媒循環回路22中を冷媒が流れる時に、減圧装置29より流入する高温のガス冷媒を流して通過する空気を加熱する第1加熱用熱交換器(補助暖房装置、補助熱源システムのホットガスヒータ)として働く。ここで、膨張弁27は、冷媒を断熱膨張させるだけでなく、エバポレータ6の出口の冷媒過熱度に応じて冷媒の循環量を調節するものである。
【0022】
コンプレッサ7は、固定容量の例えばピストンタイプのコンプレッサであり、吸入口より吸入した冷媒を圧縮して吐出口より高温、高圧のガス冷媒を吐出するエンジン駆動式の冷媒圧縮機である。このコンプレッサ7のシャフトには、エンジンEの回転動力をコンプレッサ7に伝達したり遮断する電磁クラッチ8が接続されている。また、電磁クラッチ8のプーリ33には、ベルトVが掛けられている。そのベルトVは、エンジンEのクランクプーリに掛けられており、エンジンEの回転動力をコンプレッサ7に伝達可能としている。
【0023】
そして、電磁クラッチ8が通電状態(ON)のときには、エンジンEの回転動力がベルトVおよび電磁クラッチ8を介してコンプレッサ7に伝達される。これにより、冷凍サイクル装置20が起動することによってエバポレータ6による空気冷却作用または空気加熱作用が行われる。また、電磁クラッチ8への通電が停止(OFF)のときには、エンジンEの動力がコンプレッサ7に伝達されず、エバポレータ6による空気冷却作用または空気加熱作用が停止される。
【0024】
空調ユニット1における各空調手段を制御するエアコンECU(空調制御手段、吸入圧力検出手段)10には、車室内前面に設けられたエアコン操作パネル(図示せず)上の各スイッチからの各スイッチ信号が入力される。なお、エアコン操作パネル上には、ホットガススイッチ(S/W)99、空調モードをクーラモード(冷房運転)とヒータモード(暖房運転)とのいずれかに切り替えるモード切替スイッチ100、車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定スイッチ(温度設定手段)101、冷凍サイクル装置20の起動または停止を指令するエアコンスイッチ102、および遠心式送風機3のオン、オフを指令するブロワスイッチ103等が設置されている。
【0025】
また、エアコンECU10の内部には、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、各センサからの各センサ信号が図示しない入力回路によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。なお、エアコンECU10は、自動車のエンジンEの始動および停止を司るイグニッションスイッチ(キースイッチ)が投入(IG・ON)されたときに、自動車に搭載された車載電源であるバッテリ(図示せず)から直流電源が供給されると制御処理を開始するように構成されている。
【0026】
そして、エアコンECU10には、車室内の空気温度(以下内気温度と言う)を検出する内気温度センサ(内気温度検出手段)104と、車室外の空気温度(以下外気温度と言う)を検出する外気温度センサ(外気温度検出手段)105と、車室内に入射する日射量を検出する日射センサ(日射量検出手段)106とからの各センサ信号が入力される。
【0027】
また、エバポレータ6を通過した直後の空気温度(以下エバ後温度と言う)を検出するエバ後温度センサ(エバ後温度検出手段)107と、温水ヒータ5に流入する冷却水温度を検出する冷却水温度センサ(冷却水温度検出手段)108と、冷凍サイクル装置20の高圧圧力(吐出圧力:PD)を検出する冷媒圧力センサ(高圧圧力検出手段)109とからの各センサ信号が入力される。
【0028】
なお、上記の各スイッチや各センサは、自動車の車室内を空調するのに必要な空調環境因子を検出するもので、内気温度センサ104、外気温度センサ105、エバ後温度センサ107および冷却水温度センサ108にはサーミスタが使用されている。また、エアコンECU10は、図示しないエンジン回転速度センサのセンサ信号を入力して、コンプレッサ7の回転速度を演算する回転速度検出手段を有している。
【0029】
〔第1実施形態の制御方法〕
次に、本実施形態のエアコンECU10による暖房制御を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。ここで、図3はエアコンECU10による暖房制御方法を示したフローチャートである。
【0030】
イグニッションスイッチが投入(IG・ON)されてエアコンECU10に直流電源が供給されると、図3のルーチンが起動される。先ず、エアコン操作パネル上の各スイッチから各スイッチ信号を読み込む(ステップS1)。具体的には、ホットガスS/W99のON信号またはOFF信号、モード切替スイッチ100の設定状態(クーラモードまたはヒータモード)を読み込む。
【0031】
次に、各センサ信号を読み込む(外気温度検出手段、回転速度検出手段:ステップS2)。具体的には、外気温度センサ105にて検出される外気温度(TAM)、冷却水温度センサ108にて検出される冷却水温度(TW)、および冷媒圧力センサ109にて検出されるコンプレッサ7の吐出圧力(PD)を読み込む。また、エンジン回転速度センサから入力したエンジン回転速度に基づいて、コンプレッサ7の回転速度(NC)を算出し、その値を読み込む。
【0032】
次に、空調モードがヒータモードであるか否かを判定する。すなわち、モード切替スイッチ100によりヒータモードに設定されているか否かを判定する(ステップS3)。この判定結果がNOの場合、つまり空調モードがクーラモードである場合には、電磁クラッチ(Mg/Cl)8を通電(ON)してコンプレッサ7を起動し、第1電磁弁23を開弁し、第2電磁弁24を閉弁して、第1冷媒循環回路21にて冷凍サイクル装置20を運転する(空調制御手段:ステップS4)。その後に、図3のルーチンを抜ける。
【0033】
また、ステップS3の判定結果がYESの場合、つまり空調モードがヒータモードである場合には、ホットガススイッチ99が投入(ON)されているか否かを判定する(ステップS5)。この判定結果がNOの場合には、電磁クラッチ(Mg/Cl)8への通電を停止(OFF)してコンプレッサ7を自動停止し、第1電磁弁23および第2電磁弁24を閉弁する(空調制御手段:ステップS6)。その後に、図3のルーチンを抜ける。
【0034】
また、ステップS5の判定結果がYESの場合、つまりホットガススイッチ99がONされている場合には、冷却水温度(TW)が所定温度(例えば80℃)以下であるか否かを判定する(冷却水温度判定手段:ステップ7)。この判定結果がNOの場合には、ステップS6の制御処理に進む。
【0035】
また、ステップS7の判定結果がYESの場合には、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)を算出する。具体的には、エンジン回転速度センサのセンサ信号を基にして算出されるコンプレッサ7の回転速度(NC)と、外気温度センサ105にて検出される外気温度(TAM)とから、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)を推定する(吸入圧力検出手段、吸入圧力推定手段:ステップS8)。
【0036】
次に、ステップS8で推定したコンプレッサ7の吸入圧力(PS)に基づいて、コンプレッサ7を起動しても、コンプレッサ7の吸入部が負圧とならず、コンプレッサ7のシャフトシール部から空気が混入する恐れのない起動可能領域を算出(決定)する(起動可能領域決定手段:ステップS9)。
【0037】
次に、ステップS8で推定されたコンプレッサ7の吸入圧力(PS)が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)以上であるか否かを判定する。具体的には、外気温度(TAM)またはコンプレッサ7の回転速度(NC)がコンプレッサ7の起動可能領域であるか否かを判定する(ステップS10)。この判定結果がNOの場合には、ステップS6の制御処理に進む。
【0038】
また、ステップS10の判定結果がYESの場合には、電磁クラッチ(Mg/Cl)8を通電(ON)してコンプレッサ7を(再)起動し、第1電磁弁23を閉弁し、第2電磁弁24を開弁して、第2冷媒循環回路22にて冷凍サイクル装置20を運転する(空調制御手段:ステップS11)。その後に、図6のルーチンを抜ける。
【0039】
〔第1実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用空調装置の作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
【0040】
イ)クーラモード
空調モードがクーラモードの時には、電磁クラッチ8がONされ、第1電磁弁23が開弁し、第2電磁弁24が閉弁する。したがって、コンプレッサ7より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、第1冷媒循環回路21を還流してエバポレータ6内に流入する。そして、空調ダクト2内に吸い込まれた空気は、エバポレータ6で低温、低圧の冷媒と熱交換して冷却されて車室内に吹き出される。これにより、車室内が冷房される。
【0041】
ロ)ヒータモード
空調モードがヒータモードの時には、ホットガススイッチ99がONされ、冷却水温度(TW)が所定温度(例えば80℃)以下で温水式暖房装置4の暖房能力が不足しており、更に、コンプレッサ7の起動可能領域(下述する)である場合に、電磁クラッチ8がONされ、第1電磁弁23が閉弁し、第2電磁弁24が開弁する。さらに、温水弁15も開弁する。
【0042】
したがって、コンプレッサ7より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、第2冷媒循環回路22を還流してエバポレータ6内に流入する。また、エンジンEの排熱を吸収した冷却水は、冷却水循環回路14を還流して温水ヒータ5内に流入する。そして、空調ダクト2内に吸い込まれた空気は、エバポレータ6で高温、低圧の冷媒と熱交換して加熱され、更に温水ヒータ5で高温の冷却水と熱交換して更に加熱されて車室内に吹き出される。これにより、車室内が暖房される。
【0043】
ここで、本実施形態のコンプレッサ7の起動可能領域は、図4の特性図に示したように、例えばコンプレッサ7の回転速度(NC)と外気温度(TAM)とからコンプレッサ7の吸入圧力(PS)を推定し、決定される。
【0044】
例えば外気温度が−30℃で、コンプレッサ7の回転速度が1000rpmの時には、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)であると推定する。したがって、コンプレッサ7の回転速度が1000rpmで、外気温度が−30℃よりも低ければ、あるいは外気温度が−30℃で、コンプレッサ7の回転速度が1000rpmよりも速ければ、コンプレッサ7の起動時にコンプレッサ7の吸入部が負圧となる可能性が高いので、コンプレッサ7を自動停止(起動しないように)する。
【0045】
また、外気温度が−20℃で、コンプレッサ7の回転速度が3000rpmの時には、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)であると推定する。したがって、コンプレッサ7の回転速度が3000rpmで、外気温度が−20℃よりも低ければ、あるいは外気温度が−20℃で、コンプレッサ7の回転速度が3000rpmよりも速ければ、コンプレッサ7の起動時にコンプレッサ7の吸入部が負圧となる可能性が高いので、コンプレッサ7を自動停止(起動しないように)する。
【0046】
〔第1実施形態の効果〕
以上のように、車両用空調装置は、例えば−20℃以下の極低外気温時の第2冷媒循環回路(ホットガスヒータサイクル)22の起動時に、コンプレッサ7の吸入圧力を推定できる物理量(起動可能領域)が所定値よりも小さくなった場合には、コンプレッサ7を自動停止して補助暖房運転を止めることにより、コンプレッサ7の起動直後にコンプレッサ7の吸入圧力が低下することを防止してコンプレッサ7の吸入部が負圧となることを防止することができる。
【0047】
したがって、コンプレッサ7のシャフトシール部等を改良することなく、コンプレッサ7内部への空気の混入を防止することができる。また、コンプレッサ7内部への空気の混入を防止できるので、サイクル内の腐食の発生を防止することができ、且つ空調モードがクーラモードとなった際の第1冷媒循環回路21の起動時の異常高圧を防止することができる。
【0048】
〔第2実施形態〕
図5は本発明の第2実施形態を示したもので、コンプレッサ回転速度と外気温とから決定されるコンプレッサの起動可能領域を示した特性図である。
【0049】
本実施形態のコンプレッサ7の起動可能領域は、第1実施形態のように、コンプレッサ7の回転速度(NC)と外気温度(TAM)とからコンプレッサ7の吸入圧力(PS)を推定し、決定される。そして、この決定された起動可能領域を、コンプレッサ7の温度、あるいはコンプレッサ7の温度に相当する物理量(例えばエンジン温度、冷却水温度、油温、第2冷媒循環回路22停止時の冷媒圧力等)で補正することにより、コンプレッサ7の温度が高ければ高い程、コンプレッサ7が起動し易いように、逆にコンプレッサ7の温度が低ければ低い程、コンプレッサ7が起動し難いように制御しても良い。
【0050】
〔第3実施形態〕
図6は本発明の第3実施形態を示したもので、エアコンECUによるコンプレッサ制御方法を示したフローチャートである。ここで、図3のフローチャートと同一の制御状態は同番号を付し、説明を省略する。
【0051】
本実施形態では、エアコンECU10に図示しない冷媒圧力スイッチ(または冷媒圧力センサ)からのセンサ信号を入力するようにすることで、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)を検出できるようにしている。
【0052】
本実施形態では、ステップS5の判定結果がYESの場合、つまりホットガススイッチ99がONされている場合には、タイマー回路のカウントをリセット(I=0)してスタートさせる(ステップS21)。次に、タイマー回路のカウント(I)が例えば1秒間以上で、且つ60秒間以内であるか否かを判定する(ステップ22)。この判定結果がYESの場合には、タイマー回路のカウント(I)を更新(I=I+1)する(ステップS23)。その後に、ステップS22の判定処理に戻る。
【0053】
また、ステップS22の判定結果がNOの場合には、タイマー回路のカウントをリセット(I=0)してスタートさせる(ステップS24)。次に、冷却水温度(TW)が所定温度(例えば80℃)以下であるか否かを判定する(冷却水温度判定手段:ステップ25)。この判定結果がNOの場合には、ステップS6の制御処理に進む。
【0054】
また、ステップS25の判定結果がYESの場合には、電磁クラッチ(Mg/Cl)8を通電(ON)してコンプレッサ7を(再)起動し、第1電磁弁23を閉弁し、第2電磁弁24を開弁して、第2冷媒循環回路22にて冷凍サイクル装置20を運転する(空調制御手段:ステップS26)。
【0055】
次に、圧力スイッチ(または圧力センサ)にて検出されるコンプレッサ7の吸入圧力(PS)が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)以下であるか否かを判定する(吸入圧力判定手段:ステップS27)。この判定結果がNOの場合には、ステップS22の制御判定に戻る。
【0056】
また、ステップS27の判定結果がYESの場合には、電磁クラッチ(Mg/Cl)8への通電を停止(OFF)してコンプレッサ7を自動停止し、第1電磁弁23および第2電磁弁24を閉弁する(空調制御手段:ステップS28)。タイマー回路のカウント(I)を更新(I=I+1)する(ステップS29)。その後に、ステップS22の制御判定に戻る。
【0057】
以上のように、本実施形態では、コンプレッサ7の吸入圧力(PS)を冷媒圧力スイッチ(あるいは冷媒圧力センサ)にて直接検出し、検出した吸入圧力(PS)が所定値(例えば−0.5kg/cm2 G)以下になった時に、電磁クラッチ8をOFFしてコンプレッサ7(ホットガスヒータサイクル)を自動停止させる。そして、ホットガスヒータサイクルを自動停止させてから所定時間(例えば60秒間)が経過した後に、電磁クラッチ8をONしてコンプレッサ7を再起動させるようにしている。
【0058】
したがって、ホットガスヒータサイクルを自動停止させてから所定時間が経過した後に、ホットガスヒータサイクルを再起動させることができるので、エンジンの冷却水を利用して暖房を行う温水式暖房装置4の温水ヒータ5(主暖房装置)による暖房能力が不足している時に、エバポレータ6に導かれるホットガスによってその温水ヒータ5の暖房能力を補助することができ、温水式暖房装置4の立ち上がり時に車室内を急速に補助暖房することができる。
【0059】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を自動車等の車両用空調装置の冷凍サイクル装置に適用したが、本発明を航空機、船舶または鉄道車両等の空調装置の冷凍サイクル装置に適用しても良い。また、本発明を工場、店舗または住宅等の空調装置の冷凍サイクル装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両用空調装置の全体構造を示した構成図である(第1実施形態)。
【図2】車両用空調装置の制御系を示したブロック図である(第1実施形態)。
【図3】エアコンECUによるコンプレッサ制御方法を示したフローチャートである(第1実施形態)。
【図4】コンプレッサの回転速度と外気温度とから決定されるコンプレッサの起動可能領域を示した特性図である(第1実施形態)。
【図5】コンプレッサの回転速度と外気温度とから決定されるコンプレッサの起動可能領域を示した特性図である(第2実施形態)。
【図6】エアコンECUによるコンプレッサ制御方法を示したフローチャートである(第3実施形態)。
【図7】起動直後のコンプレッサの吐出圧力(PD)およびコンプレッサの吸入圧力(PS)の変化を示したタイムチャートである(従来の技術)。
【符号の説明】
E エンジン(内燃機関)
2 空調ダクト
4 温水式暖房装置(主暖房装置)
5 温水ヒータ
6 エバポレータ(室内熱交換器、冷媒蒸発器)
7 コンプレッサ(冷媒圧縮機)
10 エアコンECU(空調制御装置)
20 冷凍サイクル装置(補助暖房装置)
21 第1冷媒循環回路(冷凍サイクル)
22 第2冷媒循環回路(ホットガスヒータサイクル)
25 コンデンサ(室外熱交換器、冷媒凝縮器)
27 膨張弁(第1減圧手段)
29 減圧装置(第2減圧手段)
Claims (5)
- (a)冷媒圧縮機より吐出された高温の冷媒を、室外熱交換器、第1減圧手段および室内熱交換器に順番に導いて、その室内熱交換器で空調ダクト内を流れる空気を冷却した後に前記冷媒圧縮機に戻すようにした第1冷媒循環回路と、
(b)冷媒圧縮機より吐出された高温の冷媒を、前記室外熱交換器を迂回させて、第2減圧手段および前記室内熱交換器に順番に導いて、その室内熱交換器で空調ダクト内を流れる空気を加熱した後に前記冷媒圧縮機に戻すようにした第2冷媒循環回路と、
(c)室外の空気温度である外気温度を検出する外気温度検出手段、エンジン回転速度センサのセンサ信号を基にして前記冷媒圧縮機の回転速度を演算する回転速度検出手段、並びに前記外気温度検出手段にて検出される外気温度、および前記回転速度検出手段にて算出した圧縮機速度に基づいて、前記冷媒圧縮機の吸入圧力を推定する吸入圧力推定手段を有し、
この推定した前記冷媒圧縮機の吸入圧力に基づいて、前記冷媒圧縮機の起動可能領域を設定し、
この設定した前記起動可能領域でのみ、前記第2冷媒循環回路が起動するように前記冷媒圧縮機を制御する空調制御装置と
を備えた冷凍サイクル装置。 - 請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、
前記空調制御装置は、前記冷媒圧縮機に吸入される吸入圧力に関連する物理量を検出する吸入圧力検出手段を有し、
この吸入圧力検出手段にて検出される吸入圧力に関連する物理量が所定値よりも小さくなった時に、前記第2冷媒循環回路を自動停止させるように前記冷媒圧縮機を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 請求項1または請求項2に記載の冷凍サイクル装置において、
前記空調制御装置は、前記第2冷媒循環回路を自動停止させてから所定時間が経過した後に、前記第2冷媒循環回路を再起動させるように前記冷媒圧縮機を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、
前記空調制御装置は、前記冷媒圧縮機の圧縮機温度に関連する物理量に基づいて、前記起動可能領域を補正することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 請求項4に記載の冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機温度に関連する物理量は、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の潤滑油油温、あるいは前記冷媒循環回路内の冷媒圧力であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
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JPH1076841A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-24 | Calsonic Corp | ヒートポンプ式自動車用空気調和装置 |
EP0842799A3 (en) * | 1996-11-15 | 2003-03-05 | Calsonic Kansei Corporation | Heat pump type air conditioning system for automotive vehicle |
US6076366A (en) * | 1998-04-03 | 2000-06-20 | Denso Corporation | Refrigerating cycle system with hot-gas bypass passage |
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