JPH04230415A - 車両用冷房装置における圧縮機の起動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用冷房装置におけ
る圧縮機の起動制御方法に係わり、さらに詳しくはエン
ジンのアイドリング時あるいは加速時において圧縮機を
起動した場合にエンジンが停止したりエンジンに過大な
負荷を与えて加速性が低下（ストール）したりするのを
防止することができるとともに、エンジンの消費動力を
低減することができる車両用冷房装置における圧縮機の
起動制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用冷房装置においては、エン
ジンの動力を圧縮機に伝達し、この圧縮機により圧縮さ
れた冷媒ガスをコンデンサに供給し、次に膨張弁により
膨張された冷媒ガスをエバポレータに供給して、該エバ
ポレータにより車室内の空気を冷却するようになってい
る。

【０００３】そして、エバポレータの吹き出し空気温度
を検出する温度センサによって検出された温度が所定値
以上に上昇した場合に、冷房装置の制御回路からエンジ
ンに対しアイドリング回転数を上昇させる信号が出力さ
れ、エンジンの回転数が上昇する。そして、制御回路に
よりエンジンの回転数がモニターされ、所定のエンジン
動力が得られる回転数まで上昇されたか否かを判断し、
その結果所定の回転数まで上昇した場合には、圧縮機の
電磁クラッチをオンして起動させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
圧縮機の起動制御方法は、圧縮機の起動に必要な所要動
力の最大値を予想して、エンジンのアイドリング回転数
を高めに設定していたので、圧縮機の起動に必要な所要
起動力以上にエンジンの回転数を上昇させることとなり
、エンジンの燃費効率を低下するという問題があった。

【０００５】又、車両の加速走行時において圧縮機が起
動されると、エンジンの回転数が急減して、ストールが
発生し、走行フィーリングが低下するという問題もあっ
た。この発明の第１の目的は圧縮機が起動された場合、
エンジンの回転数を必要最小限に制御して、エンジンの
燃費効率を向上することができる車両用冷房装置におけ
る圧縮機の起動制御方法を提供することにある。

【０００６】又、この発明の第２の目的は、エンジンが
加速回転される過程において、圧縮機を起動した場合に
エンジンの回転数が急減して、走行フィーリングを低下
するのを防止することができる車両用冷房装置における
圧縮機の起動制御方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の目的を達成するため、車両用冷房装置の圧縮
機が停止され、エンジンがアイドリング回転された状態
において、エバポレータへ供給する空気の温度、湿度及
び風量、コンデンサへ供給する空気の温度及び風量、圧
縮機が起動された場合のその回転数等の冷房負荷の大小
に関係する各要素を検出して、それにより圧縮機の起動
に必要な所要起動力を演算制御回路により演算し、この
演算された圧縮機の所要起動力と、現在のエンジンの回
転数によるエンジン動力とを比較し、エンジン動力が不
足する場合には圧縮機を停止状態に保持し、エンジン動
力を前記圧縮機の所要起動力に応じて適正なエンジン動
力に増大してから圧縮機を起動するという方法をとって
いる。

【０００８】又、請求項２記載の発明は、前記第２の目
的を達成するため、車両用冷房装置の圧縮機が停止され
、エンジンが加速回転される過程において、エバポレー
タへ供給する空気の温度、湿度及び風量、コンデンサへ
供給する空気の温度及び風量、圧縮機が起動された場合
のその回転数等の冷房負荷の大小に関係する各要素を検
出して、それにより圧縮機の起動に必要な所要起動力を
演算制御回路により演算し、この演算された圧縮機の所
要起動力と、現在のエンジンの加速回転数におけるエン
ジン動力とを比較し、エンジン動力が不足してエンジン
がストールすると判断した場合には圧縮機を停止状態に
保持し、前記圧縮機を起動してもエンジンがストールし
ないと判断した場合には圧縮機を起動するという方法を
とっている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、圧縮機が停止
され、エンジンがアイドリング回転された状態において
、車室内の冷房負荷が大きくなつて圧縮機の起動用スイ
ッチが自動又は手動によりオンされると、エバポレータ
へ供給する空気の温度、湿度及び風量、コンデンサへ供
給する空気の温度及び風量、圧縮機が起動された場合の
その回転数等の冷房負荷の大小に関係する各要素が検出
され、それにより圧縮機の起動に必要な所要起動力が演
算制御回路により演算される。この演算された圧縮機の
所要起動力と、現在のエンジンの動力が演算制御回路に
より比較され、エンジン動力が不足する場合には圧縮機
が停止されたままとなる。その後、エンジン動力が前記
圧縮機の所要起動力に応じた適正な動力に増大されてか
ら、圧縮機が起動される。このため、冷房負荷に応じて
変動する圧縮機の所要起動力に適したエンジン回転数で
圧縮機が起動されるため、燃料消費効率が向上する。

【００１０】又、請求項２記載の発明は、圧縮機が停止
され、エンジンが加速回転される過程において、エバポ
レータへ供給する空気の温度、湿度及び風量、コンデン
サへ供給する空気の温度及び風量、圧縮機が起動された
場合のその回転数等の冷房負荷の大小に関係する各要素
が検出され、それにより圧縮機の起動に必要な所要起動
力が演算制御回路により演算され、この演算された圧縮
機の所要起動力と、現在のエンジンの加速回転数による
動力とが比較され、エンジン動力が不足してエンジンが
ストールする場合には圧縮機が停止状態に保持される。 反対にエンジン動力が前記圧縮機の所要起動力に適した
動力の場合には圧縮機が起動される。この結果エンジン
の加速回転数が圧縮機の起動により急激に減少したり、
あるいは停止したりすることはなく、車両の走行フィー
リングが向上する。

【００１１】

【実施例】以下、請求項１記載の発明を具体化した第１
実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図２によりこ
の実施例の車両用冷房装置について説明すると、エンジ
ン１により回転される圧縮機２には冷媒循環回路３によ
りコンデンサ４、レシーバ５、膨張弁６及びエバポレー
タ７が順次接続されている。又、車両用冷房装置を制御
する演算制御回路８にはエバポレータ７に供給される車
室内の空気温度を検出する温度センサ９、車室内の湿度
を検出する湿度センサ１０、及びエバポレータ７からの
吹き出し空気の温度を検出する温度センサ１１がそれぞ
れ接続されている。さらに、前記エバポレータ７の送風
ファン１２の回転数により風量を検出する風量センサ１
３が前記演算制御回路８に接続されている。

【００１２】又、前記演算制御回路８にはコンデンサ４
へ供給される空気の温度を検出する温度センサ１４、コ
ンデンサ４の送風ファン１５の回転数により風量を検出
する風量センサ１６、及び圧縮機２が起動された場合に
その回転数と比例するエンジンの回転数を検出する回転
センサ１７（圧縮機２の被動プーリと対応して配置）が
接続されている。

【００１３】さらに、前記演算制御回路８は前記圧縮機
２を起動・停止させる電磁クラッチ１８へ動作信号を出
力するようにしている。又、前記演算制御回路８は、エ
ンジン１に対しその回転数を制御する制御信号を出力す
るようにしている。このエンジン１の実際の回転数を検
出する回転センサ１９の検出信号は前記演算制御回路８
に入力されるようになっている。

【００１４】前記演算制御回路８は中央処理回路、ラン
ダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー
・メモリ（ＲＯＭ）、入出力インターフェース等から構
成されている。そしてこの演算制御回路８により、前記
温度センサ９、湿度センサ１０、風量センサ１３、温度
センサ１４及び回転センサ１９等により検出された各検
出信号に基づいて、圧縮機２の起動に必要な所要起動力
Ｔｃ（以下単に圧縮機２の所要起動力Ｔｃという）を演
算する機能を有している。又、この演算制御回路８は前
記演算結果に基づいて、エンジン１のアイドリング回転
数を上昇させ、適正なエンジン動力Ｔｅが得られる回転
数までエンジンの回転数を増大する信号を出力する機能
を有している。

【００１５】ここで、前記演算制御回路８による圧縮機
２の所要起動力Ｔｃの演算方法を図３を中心に説明する
。最初にステップＳ１において、エバポレータ７に供給
される車室内の空気の温度、湿度及び風量が温度センサ
９、湿度センサ１０及び風量センサ１３によりそれぞれ
測定される。次に、ステップＳ２においてコンデンサ４
に供給される空気の温度及び風量が温度センサ１４及び
風量センサ１６により測定される。次いで、圧縮機２が
起動された場合のエンジンの回転数がステップＳ３にお
いて回転センサ１７により測定される。

【００１６】さらに、冷房回路に封入される冷媒ガスの
種類により、図４に示すモリエル線図の飽和液線Ｌ１　
及び飽和蒸気線Ｌ２　が予め決定され、圧縮行程、凝縮
行程、膨張行程及び蒸発行程の冷凍サイクル線図Ｌ３　
も凝縮圧力Ｐｃ及び蒸発圧力Ｐｅを仮定するとともに、
サブクール及びスーパーヒートを推定することにより予
め決定される。従って、この図４の冷凍サイクル線図に
基づいて図３において前述したサブクールの推定、スパ
ーヒートの推定、凝縮圧力Ｐｃの仮定及びエバポレータ
７の入口における蒸発圧力Ｐｅの仮定がステップＳ４〜
Ｓ７により行われる。

【００１７】その後、演算制御回路８によりエバポレー
タ７の熱交換率、すなわちエバポレータ７の空気側冷力
（Ｑｅａ）の演算と、エバポレータの冷媒側冷力（Ｑｅ
ｒ）の演算がステップＳ８，Ｓ９によりそれぞれ行われ
る。さらに、エバポレータ７の空気側及び冷媒側の冷力
の差（Ｑｅａ−Ｑｅｒ）がステップＳ１０により演算さ
れ、その値が所定値（１０ｋｃａｌ）となった場合には
、コンデンサ４の空気側冷力（Ｑｃａ）と冷媒側冷力（
Ｑｃｒ）の演算がステップＳ１１，Ｓ１２によりそれぞ
れ行われる。又、ステップＳ１３により両冷力の差（Ｑ
ｃａ−Ｑｃｒ）が所定値（１０ｋｃａｌ）となったか否
かが判断され、ＹＥＳの場合にはステップＳ１４におい
て圧縮機の所要起動力Ｔｃの演算が行われる。この所要
起動力Ｔｃは、冷媒ガス流量Ｇｒ、吸入圧力Ｐｓのエン
タルピーＩ１　、吐出圧力ＰｄのエンタルピーＩ２　、
及び圧縮比（Ｐｃ／Ｐｓ）と圧縮機が起動された場合の
その回転数との関数として決定される効率ｋ等から、演
算制御回路８により次式によって演算される。

【００１８】 　　　　Ｔｃ＝〔Ｇｒ（Ｉ２　ーＩ１　）／ｋ〕×〔１
／６３０．５〕次に、前記のように構成した車両冷房装
置における圧縮機の起動制御方法を説明する。図２にお
いて例えばエンジン１がアイドリング回転されるととも
に、エバポレータ７の送風ファン１２が回転され、さら
に電磁クラッチ１８がオフされて圧縮機２が停止された
状態において、エバポレータ７の出口温度が温度センサ
１１により検出され、この温度が所定値以上になると、
冷房装置を自動的に駆動する動作が以下のようにして行
われる。

【００１９】図１においてステップＳ１は前述した圧縮
機の所要起動力Ｔｃの演算動作を示し、ステップＳ２に
おいて現在のエンジン１のアイドリング回転による動力
Ｔｅを予め演算制御回路８に記憶させたエンジン特性デ
ータにより演算する。このエンジン特性データは、図５
のグラフに示すようにエンジンの回転数が増加すると、
動力Ｔｅ（軸出力）も増大する関係にある。

【００２０】次に、ステップＳ３において、演算された
圧縮機２の所要起動力Ｔｃと、現在のエンジン動力Ｔｅ
とが比較、つまりエンジン動力Ｔｅに充分余裕があるか
どうかが判断され、余裕がない場合にはステップＳ４に
おいて演算制御回路８からエンジン１にアイドリング回
転数の上昇信号が出力され、最適なエンジン動力Ｔｅが
得られるまでエンジン回転数が上昇される。

【００２１】前述した圧縮機の所要起動力Ｔｃが演算さ
れると、その所要起動力Ｔｃに最適なエンジン１のアイ
ドリング回転数は予め演算制御回路８に記憶されており
、この回転数まで上昇させる信号が演算制御回路８から
エンジン１に出力される。そして、ステップＳ４から再
びステップＳ２、Ｓ３に戻り、エンジンの回転数が上昇
して圧縮機２を起動するのに必要なエンジン動力Ｔｅが
得られると判断された場合には、圧縮機２の電磁クラッ
チ１８がオンされて圧縮機が起動され、冷房装置の動作
が開始される。（ステップＳ５，Ｓ６）なお、ステップ
Ｓ７において演算制御回路８により異常なエンジンの回
転数低下があるかどうかが判断され、ステップＳ８にお
いて異常なしと判断された場合には前述したステップＳ
２に戻る。又、異常があった場合には圧縮機のクラッチ
１８がオフされて圧縮機２が停止され、警告灯が表示さ
れる。（ステップＳ９，Ｓ１０）さて、この発明の実施
例においては、圧縮機２が停止されるとともに、エンジ
ン１がアイドリング回転された状態において、圧縮機２
の起動スイッチを操作すると、圧縮機２の所要起動力Ｔ
ｃが演算制御回路８により演算され、この所要起動力Ｔ
ｃに応じて、エンジン１のアイドリング回転数を適正回
転数に上昇させてエンジン動力Ｔｅを適正動力に増大さ
せた後、演算制御回路８から圧縮機２の起動信号を出力
するので、従来のように圧縮機２の最大動力に応じた過
剰回転数に制御する方式と比較して、エンジン１の燃費
効率を向上することができる。

【００２２】次に、請求項２記載の発明を具体化した第
２実施例を図６のフローチャートに基づいて説明する。 エンジン１の加速中において圧縮機を起動させると、エ
ンジンのストール（加速性の低下）を招くことがある。 そこで、この実施例では図６のステップＳ１において演
算制御回路８によりエンジンが加速中かどうかを判断し
、加速中の場合にはステップ２において圧縮機の所要起
動力Ｔｃが演算され、ステップ３において現在のエンジ
ン回転数によるエンジン動力Ｔｅが演算され、さらに、
ステップ４において前記両動力Ｔｃ，Ｔｅから圧縮機が
起動されてもエンジンのストールが発生するか否かが判
断され、ストールが発生しないと判断された場合にはス
テップＳ５において圧縮機が起動される。反対に、ステ
ップＳ４において圧縮機２が起動された場合、エンジン
動力Ｔｅに余裕がなくて、ストールを招くと判断された
場合には、ステップＳ６において圧縮機が停止状態に保
持される。

【００２３】この実施例において、エンジン１の回転数
の変化率と圧縮機２の所要起動力Ｔｃを比較して、変化
率が小さい時にはエンジン動力Ｔｅに余裕が有ると判断
して圧縮機を起動し、変化率が大きい場合にはエンジン
動力Ｔｅに余裕が無いと判断して圧縮機が停止されたま
まの状態に保持されるように制御することもできる。な
お、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば図７に示すように、冷房装置の演算制御回路８で
演算された圧縮機２の所要起動力Ｔｃをエンジン制御回
路２１へ送信し、この制御回路２１によりエンジン１の
アイドリング回転数を上昇させるようにすることもでき
る。

【００２４】又、温度センサ９，１４、湿度センサ１０
、風量センサ１３，１６及び回転センサ１７等からの検
出信号に基づいて、予め演算して演算制御回路８に記憶
させた圧縮機の所要起動力Ｔｃ群の中から現在の測定デ
ータに対応した動力Ｔｃを選択し制御動作の応答性を向
上するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明はエンジンのアイドリング回転中に圧縮機を起動した
場合におけるエンジンの過剰回転をなくして燃費効率を
向上することができる効果がある。又、請求項２記載の
発明は、エンジンの加速回転中に圧縮機を起動した場合
におけるストールを防止して走行フィーリングを向上す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明を具体化した圧縮機の起動
制御方法を示すフローチャートである。

【図２】車両用冷房装置の一例を示す回路図である。

【図３】圧縮機の所要起動力を演算するためのフローチ
ャートである。

【図４】冷凍サイクルを示すモリエル線図である。

【図５】エンジン回転数と動力との関係を示すグラフで
ある。

【図６】請求項２記載の発明の起動制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図７】この発明の別例を示す回路図である。

【符号の説明】

１　　エンジン、２　　圧縮機、７　　エバポレータ、
８　　演算制御回路、９　　温度センサ、１０　　湿度
センサ、１３　　風量センサ、１４　　温度センサ、１
６　　風量センサ、１７　　回転センサ、１９　　回転
センサ、２１　　エンジン制御回路、Ｔｃ圧縮機の所要
起動力、Ｔｅ　　エンジン動力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両用冷房装置の圧縮機が停止され、
   エンジンがアイドリング回転された状態において、エバ
   ポレータへ供給する空気の温度、湿度及び風量、コンデ
   ンサへ供給する空気の温度及び風量、圧縮機が起動され
   た場合のその回転数等の冷房負荷の大小に関係する各要
   素を検出して、それにより圧縮機の起動に必要な所要起
   動力を演算制御回路により演算し、この演算された圧縮
   機の所要起動力と、現在のエンジンの回転数によるエン
   ジン動力とを比較し、エンジン動力が不足する場合には
   圧縮機を停止状態に保持し、エンジン動力を前記圧縮機
   の所要起動力に応じて適正なエンジン動力に増大してか
   ら圧縮機を起動する車両用冷房装置における圧縮機の起
   動制御方法。
2. 【請求項２】　　車両用冷房装置の圧縮機が停止され、
   エンジンが加速回転される過程において、エバポレータ
   へ供給する空気の温度、湿度及び風量、コンデンサへ供
   給する空気の温度及び風量、圧縮機が起動された場合の
   その回転数等の冷房負荷の大小に関係する各要素を検出
   して、それにより圧縮機の起動に必要な所要起動力を演
   算制御回路により演算し、この演算された圧縮機の所要
   起動力と、現在のエンジンの加速回転数におけるエンジ
   ン動力とを比較し、エンジン動力が不足してエンジンが
   ストールすると判断した場合には圧縮機を停止状態に保
   持し、前記圧縮機を起動してもエンジンがストールしな
   いと判断した場合には圧縮機を起動する車両用冷房装置
   における圧縮機の起動制御方法。