JPH09277821A - 電気自動車用空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、冷房運転および暖房運転の起動時
から最大限に能力を引き出し、より車室内の快適性向上
を実現することを目的とする。 【解決手段】 電動圧縮機を起動した状態かどうかの判
断を行い（ステップ１０１）、起動状態であれば起動時
から所定時間が経過したかどうかの判断を行い（ステッ
プ１０２）、所定時間が経過していなければ電気式膨張
弁の開度を所定開度で制御を行う（ステップ１０３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の車室
内を空気調和する電気自動車用空調制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車用空調制御装置の構成
は、図１１に示すように、電動圧縮機１と、電気式膨張
弁４と、車室外空気熱交換器２と、車室外空気熱交換器
用送風装置３と、車室内空気熱交換器用送風装置６と、
前記車室内空気熱交換器用送風装置６と車室内吹出口８
を結ぶ通風回路９と、前記通風回路９内に配設された車
室内空気熱交換器１０と、四方切替弁７と、前記電動圧
縮機１と前記車室外空気熱交換器２と前記車室内空気熱
交換器１０と前記四方切替弁７と前記電気式膨張弁４を
結ぶ冷媒配管５と、前記電動圧縮機１の吸入圧力を検出
する吸入圧力検出手段１２と、前記電動圧縮機１の吸入
温度を検出する吸入温度検出手段１３と、前記吸入圧力
と前記吸入温度を入力すると共に前記入力された値に基
づき前記電気式膨張弁４の絞り開度を演算し前記電気式
膨張弁４を駆動する空調制御手段１１とで構成されてい
る。

【０００３】図１２は、図１１の従来の電気自動車空調
制御装置における加熱度をコントロールする制御を行う
フローチャートである。

【０００４】図１２では、前記吸入圧力検出手段１２よ
り吸入圧力を入力し（ステップ６０１）、前記吸入圧力
に基づいた冷媒の飽和温度を計算し（ステップ６０
２）、前記吸入温度検出手段１３より吸入温度を入力し
（ステップ６０３）、前記吸入温度と前記飽和温度から
実加熱度を計算し（ステップ６０４）、目標加熱度と前
記実加熱度との差を計算し（ステップ６０５）、前記目
標加熱度の方が大きい値ならば前記電気式膨張弁４を図
１３で示された補正量に基づいて絞り開度を閉じる制御
をし（ステップ６０６）、前記目標加熱度の方が小さい
値ならば前記電気式膨張弁４を図１３で示された補正量
に基づいて絞り開度を開く制御をし（ステップ６０
７）、前記目標加熱度との差がないならば前記電気式膨
張弁４を制御しない（ステップ６０８）ようにして、前
記目標加熱度になるようにする制御である。

【０００５】この制御は前記電動圧縮機１の運転中に行
うのみならず、起動時から行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電気自動車の空調を行
う場合、冷房運転起動時の車室内の状態は、日射も入り
込んでいるためかなり暑くなっている。その状態からい
ち早く車室内を冷やすためには、冷凍サイクルをいち早
く安定させて最大限に能力を引き出す必要がある。また
暖房運転起動時の車室内の状態は、ほとんど外気温度と
同じ温度にまで下がっているためかなり冷えている。そ
の状態からいち早く車室内を暖めるためには、冷凍サイ
クルをいち早く安定させて最大限に能力を引き出す必要
がある。

【０００７】ところが起動時の冷凍サイクルの状態は、
前記電動圧縮機１の回転数が変動しており、さらに前記
電動圧縮機１の吸入温度と吸入圧力も急激に変化してい
る状態である。また、前記車室内空気熱交換器１０と前
記車室外空気熱交換器２にオイルもしくは液冷媒が溜ま
っている状態でもある。

【０００８】しかしながら上記従来のように、起動時と
いう不安定なサイクル状態から加熱度をコントロールす
る制御を行っても、刻一刻と冷媒の状態が変わってしま
っており全く異なった加熱度で制御していることにな
り、最大限に能力が出ない状態である。さらに全く不安
定なサイクル状態で前記電気式膨張弁４の開度を決めて
しまうので、安定したサイクル状態の前記電気式膨張弁
４の開度とはかけ離れた値となってしまっている。よっ
て、安定したサイクル状態で最大限に能力を出せる状態
に持っていくまでに、かなりの時間が掛かってしまう。
また、前記車室内空気熱交換器１０と前記車室外空気熱
交換器２にオイルもしくは液冷媒が溜まっている状態で
前記電気式膨張弁４の制御を行っても、循環量を制御し
てしまっているためなかなか均一には流れず、冷凍サイ
クルが安定するまでに時間が掛かる。さらにこの状態で
は、前記電動圧縮機１の吸入圧力が低下してしまいなか
なか能力が出ない。

【０００９】つまり、冷凍サイクルが安定するまでにか
なりの時間を要してしまうと共に、最大限に能力を引き
出せないという課題であった。

【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、冷房運転および暖房運転の起動時から最大限に能力
を引き出し、より車室内の快適性向上を実現することが
出来る電気自動車用空調制御装置を提供する事を目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電動圧縮機を起動する時に、所定時間の間
電気式膨張弁の開度を所定開度とする膨張弁の起動制御
手段を設けたものである。上記膨張弁の起動制御手段に
よって、起動時から所定時間の間は、冷凍サイクルが不
安定な状態であるため加熱度をコントロールする制御は
行わず所定開度で制御を行い、所定時間経過後冷凍サイ
クルが安定した状態から加熱度をコントロールする制御
を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、電動圧
縮機を起動する時に、所定時間の間電気式膨張弁の開度
を所定開度とする膨張弁の起動制御手段を設けたもので
ある。そして、このことにより起動時から所定時間の間
は、冷凍サイクルが不安定な状態であるため加熱度をコ
ントロールする制御は行わず所定開度で制御を行い、所
定時間経過後冷凍サイクルが安定した状態から加熱度を
コントロールする制御を行う。

【００１３】請求項２に記載の発明は、電動圧縮機を起
動する時に、所定時間の間電気式膨張弁の開度を電動圧
縮機の回転数により決定した所定開度とする膨張弁の起
動制御手段を設けたものである。そして、このことによ
り起動時から所定時間の間は、冷凍サイクルが不安定な
状態であるため加熱度をコントロールする制御は行わ
ず、電動圧縮機の回転数で決定した電気式膨張弁の開度
で制御を行い、所定時間経過後冷凍サイクルが安定した
状態から加熱度をコントロールする制御を行う。

【００１４】請求項３に記載の発明は、電動圧縮機を起
動する時に、所定時間の間電気式膨張弁の開度を外気温
度により決定した所定開度とする膨張弁の起動制御手段
を設けたものである。そして、このことにより起動時か
ら所定時間の間は、冷凍サイクルが不安定な状態である
ため加熱度をコントロールする制御は行わず、外気温度
で決定した電気式膨張弁の開度で制御を行い、所定時間
経過後冷凍サイクルが安定した状態から加熱度をコント
ロールする制御を行う。

【００１５】請求項４に記載の発明は、電動圧縮機を起
動する時に、車室内の熱負荷により決定した所定時間の
間電気式膨張弁の開度を所定開度とする膨張弁の起動制
御手段を設けたものである。そして、このことにより起
動時から車室内の熱負荷により決定した所定時間の間
は、不安定なサイクル状態であるため加熱度をコントロ
ールする制御は行わず、車室内の熱負荷により決定した
所定時間経過後冷凍サイクルが安定した状態から加熱度
をコントロールする制御を行う。

【００１６】請求項５に記載の発明は、電動圧縮機を起
動する時に、電気式膨張弁の開度を、全開から段階的に
所定開度に移行する膨張弁の起動制御手段を設けたもの
である。そして、このことにより起動時不安定なサイク
ル状態では加熱度をコントロールする制御は行わず、電
気式膨張弁の開度を全開から段階的に絞っていった後冷
凍サイクルが安定した状態から加熱度をコントロールす
る制御を行う。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

【００１８】図１は、本発明における電気自動車用空調
制御装置の構成図である。図１では、電動圧縮機１と、
電気式膨張弁４と、車室外空気熱交換器２と、車室外空
気熱交換器用送風装置３と、車室内空気熱交換器用送風
装置６と、前記車室内空気熱交換器用送風装置６と車室
内吹出口８を結ぶ通風回路９と、前記通風回路９内に配
設された車室内空気熱交換器１０と、四方切替弁７と、
前記電動圧縮機１と前記車室外空気熱交換器２と前記車
室内空気熱交換器１０と前記四方切替弁７と前記電気式
膨張弁４を結ぶ冷媒配管５と、前記電動圧縮機１の吸入
圧力を検出する吸入圧力検出手段１２と、前記電動圧縮
機１の吸入温度を検出する吸入温度検出手段１３と、前
記電動圧縮機１の回転数を検出する回転数検出手段１４
と、外気温度を検出する外気温度検出手段１５と、日射
量を検出する日射検出手段１６と、車室内温度を検出す
る車室内温度検出手段１７と、前記吸入圧力と前記吸入
温度を入力すると共に前記入力された値に基づき前記電
気式膨張弁４の絞り開度を演算し前記電気式膨張弁４を
駆動する空調制御手段１１と、前記空調制御手段１１の
内部にあって前記外気温度と前記日射量と前記車室内温
度を入力すると共に前記入力された値に基づき熱負荷を
演算する熱負荷演算手段１８とで構成されている。

【００１９】図２は、図１の電気自動車空調制御装置に
おける請求項１の一実施例の制御フローチャートであ
る。

【００２０】図２では、前記電動圧縮機１を起動した状
態かどうかの判断を行い（ステップ１０１）、起動状態
でなければ加熱度制御を行う（ステップ１０４）。ま
た、起動状態であれば起動時から所定時間が経過したか
どうかの判断を行い（ステップ１０２）、所定時間が経
過していれば加熱度制御を行う（ステップ１０４）。ま
た、所定時間が経過していなければ前記電気式膨張弁４
を所定開度で制御を行い（ステップ１０３）、再び所定
時間が経過したかどうかの判断を行う（ステップ１０
２）。ここで加熱度制御（ステップ１０４）は、図１２
で示された制御（ステップ６０１〜ステップ６０８）と
同様なので説明は省略する。

【００２１】よって、冷凍サイクルが不安定な所定時間
の間は加熱度をコントロールする制御を行わず、前記電
気式膨張弁４の開度を所定開度としているため冷凍サイ
クルが安定する時間を短縮する事が出来ると共に、能力
を最大限に引き出すことが出来てより早く車室内を快適
にすることが出来る。

【００２２】図３は、図１の電気自動車空調制御装置に
おける請求項２の一実施例の制御フローチャートであ
る。

【００２３】図３では、前記電動圧縮機１を起動した状
態かどうかの判断（ステップ２０１）と、起動時から所
定時間が経過したかどうかの判断（ステップ２０２）
と、加熱度制御（ステップ２０６）は、図２で示された
制御（ステップ１０１、ステップ１０２、ステップ１０
４）と同様なので説明は省略して、異なる部分の説明を
行う。前記（ステップ２０２）で所定時間が経過してい
なければ前記電動圧縮機１の回転数を入力し（ステップ
２０３）、図４で示すように前記回転数検出手段１４よ
り入力された回転数に対応した前記電気式膨張弁４の所
定開度を演算し（ステップ２０４）、前記電気式膨張弁
４を前記（ステップ２０４）で決定した所定開度で制御
を行い（ステップ２０５）、再び所定時間が経過したか
どうかの判断を行う（ステップ２０２）。

【００２４】よって、冷凍サイクルが不安定な所定時間
の間は加熱度をコントロールする制御を行わず、冷房運
転時の加熱度は主に前記電動圧縮機１の回転数により変
動するため、前記電気式膨張弁４の開度を前記電動圧縮
機１の回転数に対応した所定開度としている。これによ
り冷凍サイクルが安定する時間を短縮する事が出来ると
共に、能力を最大限に引き出すことが出来てより早く車
室内を快適にすることが出来る。なお、この制御は特に
冷房運転時に有効である。

【００２５】図５は、図１の電気自動車空調制御装置に
おける請求項３の一実施例の制御フローチャートであ
る。

【００２６】図５では、前記電動圧縮機１を起動した状
態かどうかの判断（ステップ３０１）と、起動時から所
定時間が経過したかどうかの判断（ステップ３０２）
と、加熱度制御（ステップ３０６）は、図２で示された
制御（ステップ１０１、ステップ１０２、ステップ１０
４）と同様なので説明は省略して、異なる部分の説明を
行う。前記（ステップ３０２）で所定時間が経過してい
なければ前記外気温度検出手段１５より外気温度を入力
し（ステップ３０３）、図６で示すように前記入力され
た外気温度に対応した前記電気式膨張弁４の所定開度を
演算し（ステップ３０４）、前記電気式膨張弁４を前記
（ステップ３０４）で決定した所定開度で制御を行い
（ステップ３０５）、再び所定時間が経過したかどうか
の判断を行う（ステップ３０２）。

【００２７】よって、冷凍サイクルが不安定な所定時間
の間は加熱度をコントロールする制御を行わず、暖房運
転時の加熱度は主に外気温度により変動するため、前記
電気式膨張弁４の開度を外気温度に対応した所定開度と
している。これにより冷凍サイクルが安定する時間を短
縮する事が出来ると共に、能力を最大限に引き出すこと
が出来て、より早く車室内を快適にすることが出来る。
なお、この制御は特に暖房運転時に有効である。

【００２８】図７は、図１の電気自動車空調制御装置に
おける請求項４の一実施例の制御フローチャートであ
る。

【００２９】図７では、前記電動圧縮機１を起動した状
態かどうかの判断（ステップ４０１）と、起動時から所
定時間が経過したかどうかの判断（ステップ４０５）
と、前記電気式膨張弁４を所定開度で行う制御（ステッ
プ４０６）と、加熱度制御（ステップ４０７）は、図１
で示された制御（ステップ１０１、ステップ１０２、ス
テップ１０３、ステップ１０４）と同様なので説明は省
略して、異なる部分の説明を行う。前記（ステップ４０
１）で起動状態であれば前記外気温度検出手段１５より
外気温度と前記日射検出手段１６より日射量と前記車室
内温度検出手段１５より車室内温度を入力し（ステップ
４０２）、前記入力された外気温度と日射量と車室内温
度により熱負荷を演算し（ステップ４０３）、図８で示
すように熱負荷に対応した所定時間を演算し（ステップ
４０４）、前記（ステップ４０４）で決定した所定時間
が経過したかどうかの判断を行う（ステップ４０５）。

【００３０】よって、サイクルが不安定な時間は熱負荷
により変動するため、熱負荷により所定時間を演算し、
その間は加熱度をコントロールする制御を行わず所定開
度としている。これにより冷凍サイクルが安定したかど
うかを素早く判断する事が出来ると共に、能力を最大限
に引き出すことが出来て、より早く車室内を快適にする
ことが出来る。

【００３１】図９は、図１の電気自動車空調制御装置に
おける請求項５の一実施例の制御フローチャートであ
る。

【００３２】図９では、前記電動圧縮機１を起動した状
態かどうかの判断（ステップ５０１）と、加熱度制御
（ステップ５０７）は、図２で示された制御（ステップ
１０１、ステップ１０４）と同様なので説明は省略し
て、異なる部分の説明を行う。前記（ステップ５０１）
で起動状態であれば前記外気温度検出手段１５より外気
温度を入力し（ステップ５０２）、図６で示すように前
記入力された外気温度に対応した前記電気式膨張弁４の
所定開度（Ｐ）を演算し（ステップ５０３）、まず前記
電気式膨張弁４の開度を全開で制御を行い（ステップ５
０４）、第１の所定時間（Ｔ１）が経過したかどうかを
判断し（ステップ５０５）、前記第１の所定時間（Ｔ
１）が経過していなければ前記（ステップ５０４）の制
御を引き続き行い、前記第１の所定時間（Ｔ１）が経過
していれば前記電気式膨張弁４の開度を所定開度の１／
２（１／２Ｐ）で制御を行い（ステップ５０６）、第２
の所定時間（Ｔ２）が経過したかどうかを判断し（ステ
ップ５０７）、前記第２の所定時間（Ｔ２）が経過して
いなければ前記（ステップ５０６）の制御を引き続き行
い、前記第２の所定時間（Ｔ２）が経過していれば前記
電気式膨張弁４の開度を所定開度の１／３（１／３Ｐ）
で制御を行い（ステップ５０８）、第３の所定時間（Ｔ
３）が経過したかどうかを判断し（ステップ５０９）、
前記第３の所定時間（Ｔ３）が経過していなければ前記
（ステップ５０８）の制御を引き続き行い、前記第３の
所定時間（Ｔ３）が経過していれば前記電気式膨張弁４
の開度を所定開度（Ｐ）とし（ステップ５１０）、その
状態から加熱度制御（ステップ５１１）を行う。

【００３３】よって、前記電気式膨張弁４の開度を全開
から所定時間に従って段階的に絞っていくため、前記車
室内空気熱交換器１０と前記車室外空気熱交換器２に溜
まっているオイルもしくは液冷媒をいち早く均一に流す
ことが出来る。さらに前記電動圧縮機１の吸入圧力も急
激に下がることがない。これにより冷凍サイクルをより
早く安定することが出来ると共に、能力を最大限に引き
出すことが出来てより早く車室内を快適にすることが出
来る。なお、暖房起動時に前記車室内空気熱交換器１０
と前記車室外空気熱交換器２にオイルもしくは液冷媒が
溜まりやすいので、この制御は特に暖房運転時に有効で
ある。

【００３４】なお、前記電気式膨張弁４の所定開度
（Ｐ）は前記入力された外気温度により演算された値と
しているが、前記回転数検出手段１４より入力された回
転数により演算された値としても、同様の効果が得られ
る。

【００３５】なお、所定時間は第１、第２、第３の所定
時間とし、所定開度は１／２，１／３の開度というよう
に３段階としているが、２段階もしくは４段階以上とし
ても、同様の効果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように請求項１
に記載の発明は、冷凍サイクルが不安定な所定時間の間
は加熱度をコントロールする制御を行わず、前記電気式
膨張弁の開度を所定開度としているため冷凍サイクルが
安定する時間を短縮する事が出来ると共に、能力を最大
限に引き出すことが出来てより早く車室内を快適にする
ことが出来る。

【００３７】請求項２に記載の発明は、冷凍サイクルが
不安定な所定時間の間は加熱度をコントロールする制御
を行わず、冷房運転時の加熱度は主に前記電動圧縮機の
回転数により変動するため、前記電気式膨張弁の開度を
前記電動圧縮機の回転数に対応した所定開度としてい
る。これにより冷凍サイクルが安定する時間を短縮する
事が出来ると共に、能力を最大限に引き出すことが出来
てより早く車室内を快適にすることが出来る。なお、こ
の制御は特に冷房運転時に有効である。

【００３８】請求項３に記載の発明は、冷凍サイクルが
不安定な所定時間の間は加熱度をコントロールする制御
を行わず、暖房運転時の加熱度は主に外気温度により変
動するため、前記電気式膨張弁の開度を外気温度に対応
した所定開度としている。これにより冷凍サイクルが安
定する時間を短縮する事が出来ると共に、能力を最大限
に引き出すことが出来てより早く車室内を快適にするこ
とが出来る。なお、この制御は特に暖房運転時に有効で
ある。

【００３９】請求項４に記載の発明は、冷凍サイクルが
不安定な時間は熱負荷により変動するため、熱負荷によ
り所定時間を演算し、その間は加熱度をコントロールす
る制御を行わず所定開度としている。これにより冷凍サ
イクルが安定したかどうかを素早く判断する事が出来る
と共に、能力を最大限に引き出すことが出来てより早く
車室内を快適にすることが出来る。

【００４０】請求項５に記載の発明は、前記電気式膨張
弁の開度を全開から所定時間に従って段階的に絞ってい
くため、前記車室内空気熱交換器と前記車室外空気熱交
換器に溜まっているオイル、もしくは液冷媒をいち早く
均一に流すことが出来る。さらに前記電動圧縮機の吸入
圧力も急激に下がることがない。これにより冷凍サイク
ルをより早く安定することが出来ると共に、能力を最大
限に引き出すことが出来てより早く車室内を快適にする
ことが出来る。なお、暖房起動時に前記車室内空気熱交
換器と前記車室外空気熱交換器にオイル、もしくは液冷
媒が溜まりやすいので、この制御は特に暖房運転時に有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の構成図

【図２】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の制御フローチャート

【図３】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の制御フローチャート

【図４】図３における膨張弁開度と回転数の関係を表し
た関係図

【図５】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の制御フローチャート

【図６】図５における膨張弁開度と外気温度の関係を表
した関係図

【図７】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の制御フローチャート

【図８】図５における膨張弁開度と熱負荷の関係を表し
た関係図

【図９】本発明の一実施例における電気自動車用空調制
御装置の制御フローチャート

【図１０】図９における膨張弁開度と制御時間の関係を
表したグラフ

【図１１】従来の電気自動車用空調制御装置の構成図

【図１２】従来の電気自動車用空調制御装置の制御フロ
ーチャート

【図１３】図１２における膨張弁開度の制御を表した関
係図

【符号の説明】

１ 電動圧縮機 ２ 車室外空気熱交換器 ３ 車室外空気熱交換器用送風装置 ４ 電気式膨張弁 ５ 冷媒配管 ６ 車室内空気熱交換器用送風装置 ７ 四方切替弁 ８ 車室内吹出口 ９ 通風回路 １０ 車室内空気熱交換器 １１ 空調制御手段 １２ 吸入圧力検出手段 １３ 吸入温度検出手段 １４ 回転数検出手段 １５ 外気温度検出手段 １６ 日射検出手段 １７ 車室内温度検出手段 １８ 熱負荷演算手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気式膨張弁と、少なくとも前記電気式
   膨張弁を制御する空調制御手段と、起動時には所定時間
   の間前記電気式膨張弁の開度を所定開度とする膨張弁の
   起動制御手段を設けたことを特徴とする電気自動車用空
   調制御装置。
2. 【請求項２】 電動圧縮機の回転数検出手段と、起動時
   の所定時間の間電気式膨張弁開度を前記回転数検出手段
   により検出した回転数に応じた所定開度とする膨張弁の
   起動制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   電気自動車用空調制御装置。
3. 【請求項３】 外気温度検出手段と、起動時の所定時間
   の間電気式膨張弁開度を前記外気温度検出手段により検
   出した外気温度に応じた所定開度とする膨張弁の起動制
   御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電気自
   動車用空調制御装置。
4. 【請求項４】 少なくとも外気温度と車室内温度と日射
   量とで熱負荷を演算する熱負荷演算手段と、起動時の所
   定時間を前記熱負荷演算手段により演算された値で決定
   した所定時間とする膨張弁の起動制御手段を設けたこと
   を特徴とする請求項２及び請求項３記載の電気自動車用
   空調制御装置。
5. 【請求項５】 電気式膨張弁の開度を、全開から段階的
   に起動時の電気式膨張弁の所定開度に移行する膨張弁の
   起動制御手段を設けたことを特徴とする請求項２及び請
   求項３記載の電気自動車用空調制御装置。