JP4484333B2

JP4484333B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4484333B2
Application number: JP2000235639A
Authority: JP
Inventors: 浩濱本; 肇山本
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP2002046458A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では、エンジン冷却水を車内側の空調ユニット内に配設したヒータコアに供給することにより、車内を暖房できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の高効率ディーゼルエンジン等では、エンジン自体の温度上昇を抑える構成となっているため、エンジン冷却水の温度上昇もそれ程望めない。このため、前記ヒータコアでは、特にエンジン始動直後に車内を迅速に暖房することができず、早期に快適な空調状態を得ることが困難である。
【０００４】
そこで、本発明は、高効率ディーゼルエンジン等を搭載した車両であっても、車内を迅速に暖房することのできる車両用空調装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
空調ユニット内に、エンジンの冷却水が流動するヒータコアを備えた車両用空調装置において、
前記エンジンの冷却水温度を検出する水温検出手段と、
前記エンジンからの動力をコンプレッサに伝達又は遮断するクラッチと、
前記コンプレッサ、該コンプレッサから吐出された熱交換媒体の流量を調整する流量調整手段、該流量調整手段を通過した熱交換媒体と周囲の空気とで熱交換する熱交換器を環状に接続し、前記流量調整手段及び熱交換器に、常時冷媒が流動可能なキャピラリーチューブからなる減圧手段を並列接続してなる熱交換媒体回路と、
前記コンプレッサの吐出圧力、吸入圧力又は吐出温度のうち、少なくともいずれか１つを検出する検出手段と、
前記水温検出手段で検出されるエンジン冷却水温度に基づいて、前記ヒータコアのみでは暖房が不十分であると判断すれば、前記クラッチを接続してコンプレッサを駆動させ、前記検出手段からの検出信号に基づいて前記流量調整手段を駆動制御する一方、前記ヒータコアのみで暖房が十分であると判断すれば、前記クラッチを遮断する制御手段とを備えたものである。
【０００６】
この構成により、検出手段で検出されるコンプレッサの吐出圧力、吸入圧力又は吐出温度のうちの少なくともいずれか１つに従って流量調整手段による流量調整を行うことができる。したがって、車内側熱交換器による補助暖房を、コンプレッサを異常停止させることなく適切に行わせることが可能となる。
【０００７】
前記制御手段は、前記流量調整手段による開放動作後、設定時間が経過するまでの間、前記流量調整手段による開放動作を継続するようにしてもよい。
【０００８】
前記コンプレッサから吐出される冷媒圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記吐出圧力検出手段で検出される冷媒圧力に基づいて前記熱交換器内の圧力を推測し、外気温度に基づいて推測結果を調整することにより得られた値から、車内側熱交換器の許容圧力を越えないように、前記流量調整手段によりコンプレッサからの吐出圧力を制御するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用空調装置の概略図である。この車両用空調装置では、車内側の空調ユニット１内に、ヒータコア２及び車内側熱交換器３が配設されている。
【００１１】
ヒータコア２は、エンジン４の冷却水をラジエータ５で冷却する冷却水回路Ａより分岐した回路に接続され、内部をエンジン冷却水が流動するようになっている。ラジエータ５には、バイパス通路ａが並列接続されている。ラジエータ５への冷却水の流動は、三方弁６によって許容又は遮断されるようになっている。また、エンジン４側から流出する冷却水の温度は、水温検出センサ７によって検出されるようになっている。
【００１２】
車内側熱交換器３は、コンプレッサ８の駆動により熱交換媒体が循環する熱交換媒体回路Ｂの途中に接続されている。コンプレッサ８は、前記エンジン４によって駆動するようになっており、その駆動力はクラッチ９により接続又は遮断可能となっている。また、コンプレッサ８の吐出口と車内側熱交換器３の吸込口との間には第１キャピラリーチューブ１３ａ、流量調整バルブ１０及びマフラー１１が接続されている。そして、コンプレッサ８の吐出口の近傍には、圧力検出センサ１２が設けられ、コンプレッサ８から吐出される熱交換媒体の圧力を検出できるようになっている。前記マフラー１１は、流量調整バルブ１０を通過した熱交換媒体が車内側熱交換器３内で異音を発生させないようにするためのものである。前記流量調整バルブ１０、マフラー１１及び車内側熱交換器３には、減圧手段である第２キャピラリーチューブ１３ｂが並列接続されている。なお、１４及び１５は、第１逆止弁及び第２逆止弁であり、１６は、コンプレッサ８に液体が流入することを防止するためのアキュムレータである。
【００１３】
前記コンプレッサ８の駆動及び停止させるためのクラッチ９の接続及び遮断、三方弁６の切替え、流量調整バルブ１０の開度の調整等は、前記水温検出センサ７での検出温度ｔや、圧力検出センサ１２での検出圧力ｐに基づいて制御装置１７によって行われるようになっている。
【００１４】
次に、前記制御装置１７による車両用空調装置の駆動制御について図２及び図３のフローチャートに従って説明する。
【００１５】
エンジン４が始動され、車両用空調装置による暖房が開始されれば（ステップＳ１）、流量調整バルブ１０を全閉とし（ステップＳ２）、フラグＦを０とする（ステップＳ３）。そして、水温検出センサ７での検出温度ｔを読み込み（ステップＳ４）、この検出温度ｔが第１設定温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ５）。第１設定温度Ｔ１は、冷却水をラジエータ５で放熱して冷却する必要がない最大値（例えば、８０℃）としている。
【００１６】
検出温度ｔが第１設定温度Ｔ１よりも高ければ、エンジン冷却水を冷却する必要があるので、三方弁６を切り替えることにより、ラジエータ５に通水させて冷却する（ステップＳ６）。そして、クラッチ９を遮断してコンプレッサ８の駆動を停止する（ステップＳ７）。
【００１７】
一方、検出温度ｔが第１設定温度Ｔ１よりも低ければ、冷却水がラジエータ５に通水しないように三方弁６を切り替え（ステップＳ８）、さらに、検出温度ｔが第２設定温度Ｔ２よりも高いか否かを判断する（ステップＳ９）。第２設定温度Ｔ２は、ヒータコア２による空調ユニット１内を通過する空気の加熱が十分に行える最小値としている。
【００１８】
検出温度ｔが第２設定温度Ｔ２よりも高ければ、ヒータコア２のみによって十分に車内暖房が行えると判断し、前記同様、クラッチ９を遮断してコンプレッサ８の駆動を停止する（ステップＳ１０）。一方、検出温度ｔが第２設定温度Ｔ２以下であれば、ヒータコア２のみによっては十分に車内を暖房できないため、クラッチ９を接続し、コンプレッサ８を駆動して補助暖房を開始する（ステップＳ１１）。
【００１９】
補助暖房では、圧力検出センサ１２での検出圧力すなわちコンプレッサ８から吐出される熱交換媒体の圧力を読み込む（ステップＳ１２）。そして、この検出圧力に基づいて図４のグラフに従って車内側熱交換器３内の圧力Ｐｄを推測する（ステップＳ１３）。この場合、最も影響を受けやすい外気温度の違いに応じて検出圧力に対する車内側熱交換器３内の圧力Ｐｄの関係を変更させる。これにより、適切な推測が可能となる。
【００２０】
続いて、推測圧力Ｐｄが車内側熱交換器３を損傷させることのない許容圧力Ｐ０よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１４）。推測圧力Ｐｄが許容圧力Ｐ０よりも小さければ、補助暖房を続行することに何等支障のない状態であるので、ステップＳ１に戻って前記処理を繰り返す。一方、推測圧力Ｐｄが許容圧力Ｐ０以上であれば、このままコンプレッサ８の駆動を続行すると車内側熱交換器３が損傷に至る恐れがあるため、流量調整バルブ１０を開放する（ステップＳ１５）。このとき、フラグの判定を行い（ステップＳ１６）、Ｆ＝０であれば、タイマーを作動させ（ステップＳ１７）、流量調整バルブ１０の開時間Ｔｏを演算する（ステップＳ１８）。
【００２１】
この開時間Ｔｏの演算は、基本開時間を読み込み、この基本開時間を、図５のグラフに従って外気温度に応じて補正する。また、得られた開時間を図６のグラフに従って外気温度とエンジン冷却水温度との差に応じて補正する。さらに、得られた開時間を図７のグラフに従ってブロア風量に応じて補正する。さらにまた、得られた開時間を図８のグラフに従ってコンプレッサ８の駆動回転数に応じて補正する。すなわち、これら外気温度等のパラメータの違いによって熱交換媒体の流動状態が影響を受け、コンプレッサ８を適切に駆動できるか否かが決まるので、少なくともいずれか１つを考慮することにより、コンプレッサ８の駆動状態の信頼性を高めることが可能となる。
【００２２】
このようにして開時間Ｔｏが算出されれば、フラグＦを１とし（ステップＳ１９）、開時間Ｔｏが設定時間Ｔｓを経過したか否かを判断する（ステップＳ２０）。開時間Ｔｏが設定時間Ｔｓを経過していなければ、ステップＳ４に戻って駆動条件を満足する限り、コンプレッサ８の駆動を続行する。そして、開時間Ｔｏが設定時間Ｔｓを経過すれば、前記ステップＳ２に戻って流量調整バルブ１０を閉じ、フラグＦを０として初期状態に復帰する。
【００２３】
なお、前記実施形態では、コンプレッサ８からの吐出圧力に基づいて流量調整バルブ１０を駆動制御するようにしたが、コンプレッサ８への吸入圧力や吐出温度に基づいて駆動制御するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、コンプレッサの吐出圧力、吸入圧力又は吐出温度に基づいて流量調整手段を駆動制御するので、車内側熱交換器による補助暖房中にコンプレッサが異常停止することを確実に防止することができると共に、車内側熱交換器に異常に高い圧力がかかることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両用空調装置の概略図である。
【図２】図１の制御装置による空調制御を示すフローチャートである。
【図３】図１の制御装置による空調制御を示すフローチャートである。
【図４】コンプレッサからの熱交換媒体の吐出圧力と、車内側熱交換器内の圧力との関係を、外気温度の違いに応じて示したグラフである。
【図５】外気温度と開時間補正値との関係を示すグラフである。
【図６】外気温度・エンジン冷却水温度の差と開時間補正値との関係を示すグラフである。
【図７】ブロア風量と開時間補正値との関係を示すグラフである。
【図８】コンプレッサの駆動回転数と開時間補正値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…空調ユニット
２…ヒータコア
３…車内側熱交換器
７…水温検出センサ（水温検出手段）
８…コンプレッサ
９…クラッチ
１０…流量調整バルブ（流量調整手段）
１２…圧力検出センサ
１７…制御装置

Claims

空調ユニット内に、エンジンの冷却水が流動するヒータコアを備えた車両用空調装置において、
前記エンジンの冷却水温度を検出する水温検出手段と、
前記エンジンからの動力をコンプレッサに伝達又は遮断するクラッチと、
前記コンプレッサ、該コンプレッサから吐出された熱交換媒体の流量を調整する流量調整手段、該流量調整手段を通過した熱交換媒体と周囲の空気とで熱交換する熱交換器を環状に接続し、前記流量調整手段及び熱交換器に、常時冷媒が流動可能なキャピラリーチューブからなる減圧手段を並列接続してなる熱交換媒体回路と、
前記コンプレッサの吐出圧力、吸入圧力又は吐出温度のうち、少なくともいずれか１つを検出する検出手段と、
前記水温検出手段で検出されるエンジン冷却水温度に基づいて、前記ヒータコアのみでは暖房が不十分であると判断すれば、前記クラッチを接続してコンプレッサを駆動させ、前記検出手段からの検出信号に基づいて前記流量調整手段を駆動制御する一方、前記ヒータコアのみで暖房が十分であると判断すれば、前記クラッチを遮断する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
前記制御手段は、前記流量調整手段による開放動作後、設定時間が経過するまでの間、前記流量調整手段による開放動作を継続することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記コンプレッサから吐出される冷媒圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記吐出圧力検出手段で検出される冷媒圧力に基づいて前記熱交換器内の圧力を推測し、外気温度に基づいて推測結果を調整することにより得られた値から、車内側熱交換器の許容圧力を越えないように、前記流量調整手段によりコンプレッサからの吐出圧力を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。