JP4682440B2

JP4682440B2 - 車両用空調装置

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Publication number: JP4682440B2
Application number: JP2001130127A
Authority: JP
Inventors: 浩二山下; 智尚吉田; 充世大村; 梅林　　誠
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: JP2002322984A; DE10218504A1; US6640564B2; US20030106331A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機のならし運転を自動化した車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置における圧縮機のならし運転は、車両の組立終了後（空調装置の車両搭載後）に、車両組立ラインにて作業者の操作により行っていた。具体的には、車両組立ラインにて車両エンジンの稼働中に作業者が空調操作パネルの圧縮機作動指令スイッチを投入して圧縮機を起動し、且つ、車両エンジンの回転数を所定回転数（例えば、２０００ｒｐｍ以下の回転数）とし、そして、所定時間（例えば、２分間）の間、圧縮機の運転を継続することにより、圧縮機のならし運転を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の圧縮機のならし運転では、車両エンジンの回転数設定およびならし運転の継続時間のカウントを作業者の判断に頼っているので、車両エンジンの回転数が所定回転数を超えてしまったり、ならし運転の継続時間が所定時間以下になってしまう場合がある。
【０００４】
ところで、空調用冷凍サイクル内の潤滑油は最初、圧縮機内に規定量封入されているが、圧縮機のならし運転を規定条件にて確実に行わないと、圧縮機の軸受け部等の潤滑必要箇所に潤滑油を十分供給することができない。そのため、上記前者の場合には、圧縮機の各部の潤滑必要箇所に潤滑油を十分行き渡らせる前に圧縮機が高速回転して、圧縮機の潤滑不足による耐久性低下等の不具合が生じる。
【０００５】
また、上記後者の場合には、圧縮機のならし運転が不十分のまま、空調装置が通常運転として起動され、その起動時に圧縮機が高速回転して、やはり圧縮機の潤滑不足による耐久性低下等の不具合が生じる。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、圧縮機のならし運転をオート制御により所定条件にて正確に行うことができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両搭載後における、圧縮機（４０）の最初の起動を判定する判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）が圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間、運転させる制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）とを備え、
制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）は、圧縮機（４０）の最初の起動によりタイマー時間のカウントを開始するタイマー手段（Ｓ７０）を有し、
圧縮機（４０）の最初の起動による運転中に、圧縮機（４０）の回転数が所定回転数より高くなると、圧縮機（４０）の運転を中断するとともに、タイマー手段（Ｓ７０）のタイマー時間のカウントを中断し、
圧縮機（４０）の回転数が所定回転数以下になると、圧縮機（４０）を再起動するとともに、タイマー手段（Ｓ７０）のタイマー時間のカウントを再開することを特徴とする。
【０００８】
これにより、圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、オート制御により圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間、運転させることができるので、圧縮機のならし運転をオート制御により所定条件にて正確に行うことができる。従って、圧縮機のならし運転不足に起因する圧縮機の耐久性低下等の不具合を未然に防止できる。
しかも、請求項１に記載の発明では、圧縮機（４０）の最初の起動による運転中（ならし運転中）に圧縮機（４０）の回転数が所定回転数より高くなると、直ちに、圧縮機（４０）の運転を中断して圧縮機（４０）の潤滑不足による耐久性低下を未然に防止できる。この中断の間はタイマー手段（Ｓ７０）のカウントも中断する。
そして、圧縮機（４０）の回転数が所定回転数以下に低下すれば、圧縮機（４０）のならし運転を再開してタイマー手段（Ｓ７０）のカウントも再開するから、圧縮機（４０）の運転を一時的に中断する場合にも、圧縮機（４０）のならし運転を確実に実施できる。
【０００９】
次に、請求項２に記載の発明では、車両搭載後における、圧縮機（４０）の最初の起動を判定する判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）が圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間、運転させる制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）とを備え、
圧縮機（４０）の所定回転数以下の運転を所定時間終了したことを記憶する記憶手段を、電源遮断時にも記憶状態を保持できるメモリーにより構成することを特徴とする。
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、オート制御により圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間、運転させることができるので、圧縮機のならし運転をオート制御により所定条件にて正確に行うことができる。従って、圧縮機のならし運転不足に起因する圧縮機の耐久性低下等の不具合を未然に防止できる。
しかも、請求項２に記載の発明では、圧縮機（４０）の所定回転数以下の運転を所定時間終了したことを記憶する記憶手段を、電源遮断時にも記憶状態を保持できるメモリーにより構成しているから、圧縮機（４０）の最初の起動時にならし運転を一度実施すると、その後は記憶手段への電源供給が遮断されても、ならし運転の終了情報を記憶保持して、ならし運転を複数回実施することを防止できる。つまり、ならし運転を一度実施すれば、その後はいつも圧縮機（４０）を通常作動させて、圧縮機（４０）の性能を通常通り発揮できる。
請求項３に記載の発明のように、圧縮機（４０）を車両エンジン（４３）により駆動するものにおいて、判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）により、車両搭載後における、車両エンジン（４３）の最初の起動と圧縮機（４０）の作動指令スイッチ（３５）の投入とに基づいて、圧縮機（４０）の最初の起動を判定することができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明のように、圧縮機（４０）を車両エンジン（４３）により駆動するものにおいて、判定手段（Ｓ１０）により車両搭載後における、車両エンジン（４３）の最初の起動のみに基づいて、圧縮機（４０）の最初の起動を判定するようにしてもよい。
【００１６】
なお、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ものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の全体構成図であり、空調装置１の空調ケース２は車室内前部の計器盤内側に配置され、車室内へ向かって流れる空気の通路を形成する。空調ケース２の上流端には内外気切替箱３が設けられ、この内外気切替箱３内の内外気切替ドア４により内気吸入口５と外気吸入口６とを開閉することにより、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）を切替導入する。内外気切替箱３の下流側には送風機７が配置され、送風機７のケース８に遠心式送風ファン９が収納され、駆動用モータ１０にて送風ファン９を回転駆動する。
【００１８】
次に、送風機７の下流側には冷房用熱交換器として蒸発器１１が配置されている。この蒸発器１１は車両エンジン４３により駆動される圧縮機４０を持つ冷凍サイクルに設けられるものであって、蒸発器１１に流入した低圧冷媒が送風機７の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
【００１９】
なお、圧縮機４０には動力断続用の電磁クラッチ４１が備えられ、車両エンジン４３の動力が電磁クラッチ４１を介して伝達される。
【００２０】
空調ケース２内で、蒸発器１１の下流側に車両エンジン４３の温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア（暖房用熱交換器）１２が配置されている。そして、この温水式ヒータコア１２の側方にはバイパス通路１３が形成されて、温水式ヒータコア１２をバイパスして空気が流れるようになっている。
【００２１】
蒸発器１１とヒータコア１２の間に板状ドアからなるエアミックスドア１４が回動可能に配置されている。このエアミックスドア１４は温度調節手段であり、温水式ヒータコア１２を通過する温風とバイパス通路１３を通過する冷風との風量割合を調節することにより車室内への吹出空気温度を調節する。温水式ヒータコア１２からの温風とバイパス通路１３からの冷風が温水式ヒータコア１２下流側で混合して所望温度の空気を作り出すことができる。
【００２２】
さらに、空調ケース２の下流端部には、吹出モード切替部を構成するデフロスタ開口部１５とフェイス開口部１６とフット開口部１７が開口している。デフロスタ開口部１５は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すもので、回動自在な板状のデフロスタドア１５ａにより開閉される。
【００２３】
また、フェイス開口部１６は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフェイスドア１６ａにより開閉される。また、フット開口部１７は図示しないフットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフットドア１７ａにより開閉される。
【００２４】
上記した吹出モードドア１５ａ、１６ａ、１７ａは共通のリンク機構１８に連結され、このリンク機構１８を介してサーボモータからなる電気駆動装置１９により駆動される。なお、内外気切替ドア４およびエアミックスドア１４も、それぞれサーボモータからなる電気駆動装置２０、２１により駆動される。
【００２５】
なお、本実施形態においては、吹出モードドア１５ａ、１６ａ、１７ａの開閉により、フェイス開口部１６を全開してフェイス開口部１６から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモードと、フェイス開口部１６とフット開口部１７の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモードと、フット開口部１７を全開するとともにデフロスタ開口部１５を小開度だけ開口して、フット開口部１７から主に空気を吹き出し、デフロスタ開口部１５から少量の空気を吹き出すフットモードと、デフロスタ開口部１５およびフット開口部１７を同程度開口することにより、フットモードに比較してフット開口部１７からの吹出風量を減少させ、デフロスタ開口部１５からの吹出風量を増加させるフットデフロスタモードと、デフロスタ開口部１５を全開してデフロスタ開口部１５から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとを設定できるようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置２２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。空調用電子制御装置２２には、空調制御のために、温水温度Ｔｗ、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、蒸発器冷却度合としての蒸発器吹出温度Ｔｅ、エアミックスドア１４の実際の開度θ、車速ＳＰＤ、車両エンジン４３の回転数Ｎｅ等を検出する各センサ群２３〜２９ａから検出信号が入力される。
【００２７】
更に、車室内の計器盤周辺に配置される空調操作パネル３０には、乗員により手動操作される下記の操作部材が備えられ、この操作部材の操作信号も空調用電子制御装置２２に入力される。
【００２８】
空調操作パネル３０の操作部材としては、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する温度設定器３１、送風機７の風量切替信号を発生する風量スイッチ３２、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ３３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ３４、冷凍サイクルの圧縮機４０用の電磁クラッチ４１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ３５、空調の自動制御モードを設定するオートスィッチ３６等が設けられている。エアコンスイッチ３５は圧縮機４０の作動指令スイッチを構成する。
【００２９】
送風機７のファン駆動用モータ１０は駆動回路３７により印加電圧が制御され、このモータ印加電圧の制御により送風機７の回転速度を調整する。また、圧縮機４０の電磁クラッチ４１への電源供給は駆動回路３８により断続される。空調用電子制御装置２２には、車両エンジン４３のイグニッションスイッチ３９を介して車載バッテリ４２から電源が供給される。
【００３０】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図２のフローチャートは空調用電子制御装置２２のマイクロコンピュータにより実行される制御処理の概要を示し、図２の制御ルーチンは、車両エンジン４３のイグニッションスイッチ３９がオンされて制御装置２２に電源が供給されるとスタートする。
【００３１】
先ず、ステップＳ１０において、車両組立後のイグニッションスイッチ３９の最初のオン状態であるか判定する。つまり、車両組立ラインにて車両が自走可能状態まで組み立てられた後の最初のイグニッションスイッチオン状態であるか判定する。
【００３２】
この判定方法は具体的には種々な方法で実行可能であり、その具体的一例を述べると、空調用電子制御装置２２に、イグニッションスイッチ３９のオン回数をカウントするカウンタを設けておき、このカウンタの工場出荷時のカウント数を「０」に初期化しておき、車両組立後のイグニッションスイッチ３９の最初のオンによりカウンタのカウント数が必ず「１」となるようにしておく。
【００３３】
これにより、上記カウンタのカウント数が「１」であるときは車両組立後のイグニッションスイッチ３９の最初のオン状態であると判定でき、上記カウンタのカウント数が「２」以上であるときは車両組立後のイグニッションスイッチ３９の最初のオン状態でないと判定できる。
【００３４】
ステップＳ１０の判定がＹＥＳであると、ステップＳ２０に進み、タイマー時間ｔ＝０に初期化し、また、圧縮機４０のならし運転フラグＦ＝１に初期化する。次のステップＳ３０では、エアコンスイッチ３５がオン状態（換言すると圧縮機４０の起動）であるか判定する。
【００３５】
エアコンスイッチ３５は圧縮機４０のならし運転を行うために車両組立ラインの作業者の手動操作によりオン状態となる。ステップＳ３０の判定がＹＥＳであると、ステップＳ４０に進み、ならし運転フラグＦが「１」であるか判定する。ここで、車両組立後の最初のイグニッションスイッチ３９のオン状態、すなわち、空調装置の車両搭載後における最初のエアコンスイッチ３５のオン状態であると、ステップＳ２０によりフラグＦが「１」になっているので、ステップＳ４０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ５０に進み、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下であるか判定する。
【００３６】
このステップＳ５０による判定は、具体的には、図３（ａ）のように、エンジン回転数Ｎｅの判定値として１５００ｒｐｍと２０００ｒｐｍを設定して圧縮機４０の断続作動にヒステリシス幅を設けている。
【００３７】
エンジン回転数Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下であると、ステップＳ５０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ６０に進み、蒸発器吹出温度Ｔｅが所定温度以上であるか判定する。このステップＳ６０による判定は、具体的には、図３（ｂ）のように、蒸発器吹出温度Ｔｅの判定値として３℃と４℃を設定して、圧縮機４０の断続作動にヒステリシス幅を設けている。なお、ステップＳ５０、Ｓ６０によるヒステリシス幅は圧縮機４０の断続作動のハンチングを防止するためのものである。
【００３８】
ステップＳ６０の判定がＹＥＳであると、ステップＳ７０に進み、圧縮機４０の電磁クラッチ４１に駆動回路３８により電源を供給し、電磁クラッチ４１をオン状態とし、圧縮機４０を起動する。これと同時に、タイマーのカウントを開始する。このタイマーは圧縮機４０のならし運転の時間を所定時間に規定するためのものであり、本例では、このならし運転の時間を２分間に設定している。
【００３９】
そこで、ステップＳ８０では、タイマーのカウント時間ｔが２分間を超過したか判定する。タイマーのカウント時間ｔが２分間以内であるときはステップＳ８０からステップＳ３０に戻り、圧縮機４０のならし運転、すなわち、圧縮機４０の回転数を所定回転数以下に制限した運転状態を継続する。
【００４０】
タイマーのカウント時間ｔが２分間を超過すると、ステップＳ８０の判定がＹＥＳとなり、次のステップＳ９０に進み、ならし運転フラグＦ＝０にして、次のステップＳ１００にて圧縮機４０を通常作動させ、ならし運転を終了する。ここで、圧縮機４０の通常作動とは、圧縮機回転数を所定回転数以下に制限しない運転状態を言う。
【００４１】
一方、タイマーのカウント時間ｔが２分間を超過しない間に、もし、エンジン回転数Ｎｅ（すなわち、圧縮機回転数）が所定回転数より高くなると、ステップＳ５０からステップＳ１１０に進み、電磁クラッチ４１への電源供給を遮断し、圧縮機４０を停止する。また、タイマーのカウント時間ｔが２分間を超過しない間に、もし、蒸発器吹出温度Ｔｅが所定温度より低下すると、ステップＳ６０からステップＳ１１０に進み、同様に圧縮機４０を停止する。
【００４２】
上記のように、ならし運転の途中に圧縮機４０が停止され、ならし運転が中断されたときは、上記タイマーのカウントも中断する。そして、エンジン回転数Ｎｅ（すなわち、圧縮機回転数）が再び、所定回転数以下となり、また、蒸発器吹出温度Ｔｅが再び、所定温度以上になると、ステップＳ７０に進み、圧縮機４０を再起動し、タイマーのカウントを再開する。
【００４３】
従って、圧縮機４０のならし運転が中断した場合にも、、圧縮機４０の回転数を所定回転数以下に制限した圧縮機ならし運転を再開して、圧縮機ならし運転を自動制御により正確に所定時間実行することができる。
【００４４】
なお、イグニッションスイッチ３９のオン回数をカウントするカウンタのカウント数、およびならし運転フラグＦは、マイクロコンピュータの不揮発性メモリ（電源供給の遮断状態でも情報の記憶を保持するメモリ手段）に記憶されているので、イグニッションスイッチ３９のオフ状態、更には、車載バッテリの交換時等の電源供給の遮断時にも、イグニッションスイッチ３９のオン回数情報、およびならし運転フラグＦの情報は記憶保持されている。
【００４５】
従って、車両組立後におけるイグニッションスイッチ３９の２回目以降のオン状態では、ステップＳ１０の判定がＮＯとなり、ステップＳ２０をバイパスして、直接、ステップＳ３０に進み、エアコンスイッチ３５がオン状態であるか判定する。エアコンスイッチ３５がオン状態であれば、ステップＳ４０に進み、ならし運転フラグＦが「１」であるか判定する。
【００４６】
車両組立後におけるイグニッションスイッチ３９の最初のオンにより圧縮機４０のならし運転を終了していると、ステップＳ９０にてならし運転フラグＦが「０」になっているので、ステップＳ４０の判定がＮＯとなり、ステップＳ１００に直接進み、圧縮機４０を起動当初から通常運転させる。なお、ステップＳ３０にて、エアコンスイッチ３５がオフ状態であると、ステップＳ１２０に進み、圧縮機４０を起動しない。
【００４７】
（他の実施形態）
なお、上記の一実施形態では、ステップＳ３０にてエアコンスイッチ３５のオン状態を判定したときに、圧縮機４０のならし運転を自動制御により行うようにしているが、車両組立後におけるイグニッションスイッチ３９の最初のオン（すなわち、最初のエンジン起動）に連動して、圧縮機４０のならし運転を自動制御により行うようにしてもよい。
【００４８】
すなわち、上記の一実施形態におけるステップＳ３０の判定を無くして、車両組立後におけるイグニッションスイッチ３９の最初のオン（すなわち、最初のエンジン起動）を判定すると、ステップＳ２０からステップＳ４０に直接進み、圧縮機４０のならし運転を自動制御により行うようにしてもよい。
【００４９】
また、上記の一実施形態では、圧縮機４０の駆動源が車両エンジン４３である場合について説明したが、圧縮機４０の駆動源が電気自動車のように電動モータである場合にも本発明は適用できる。圧縮機４０の駆動源の如何に関係なく、要は、空調装置を車両に搭載後、圧縮機４０を最初に起動する条件を判定し、この条件を判定したときに、圧縮機４０を所定回転数以下にて所定時間運転させる制御（ならし運転の制御）を自動的に行えばよい。
【００５０】
また、上記の一実施形態では、ステップＳ５０にてエンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下であるか判定しているが、このステップＳ５０の判定はエンジン回転数Ｎｅに応動する圧縮機４０の回転数を所定回転数以下に制御するためのものであるから、エンジン回転数Ｎｅの代わりに圧縮機４０の回転数を検出して、圧縮機回転数が所定回転数以下であるか判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用空調装置の全体システム図である。
【図２】本発明の一実施形態の作動を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ５０、Ｓ６０の説明図である。
【符号の説明】
２２…空調用電子制御装置、４０…圧縮機。

Claims

車両搭載後における、圧縮機（４０）の最初の起動を判定する判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、
前記判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）が前記圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、前記圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間運転させる制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）とを備え、
前記制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）は、前記圧縮機（４０）の最初の起動によりタイマー時間のカウントを開始するタイマー手段（Ｓ７０）を有し、
前記圧縮機（４０）の最初の起動による運転中に、前記圧縮機（４０）の回転数が所定回転数より高くなると、前記圧縮機（４０）の運転を中断するとともに、前記タイマー手段（Ｓ７０）のタイマー時間のカウントを中断し、
前記圧縮機（４０）の回転数が所定回転数以下になると、前記圧縮機（４０）を再起動するとともに、前記タイマー手段（Ｓ７０）のタイマー時間のカウントを再開することを特徴とする車両用空調装置。
車両搭載後における、圧縮機（４０）の最初の起動を判定する判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）と、
前記判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）が前記圧縮機（４０）の最初の起動を判定すると、前記圧縮機（４０）を所定回転数以下にて所定時間運転させる制御手段（Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０）とを備え、
前記圧縮機（４０）の所定回転数以下の運転を所定時間終了したことを記憶する記憶手段を、電源遮断時にも記憶状態を保持できるメモリーにより構成することを特徴とする車両用空調装置。
前記圧縮機（４０）は車両エンジン（４３）により駆動されるようになっており、
前記判定手段（Ｓ１０〜Ｓ４０）は、車両搭載後における、車両エンジン（４３）の最初の起動と前記圧縮機（４０）の作動指令スイッチ（３５）の投入とに基づいて、前記圧縮機（４０）の最初の起動を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
前記圧縮機（４０）は車両エンジン（４３）により駆動されるようになっており、
前記判定手段（Ｓ１０）は、車両搭載後における、車両エンジン（４３）の最初の起動のみに基づいて、前記圧縮機（４０）の最初の起動を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。