JPH11115473A - 車両用冷房装置 - Google Patents

車両用冷房装置

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JPH11115473A
JPH11115473A JP9296381A JP29638197A JPH11115473A JP H11115473 A JPH11115473 A JP H11115473A JP 9296381 A JP9296381 A JP 9296381A JP 29638197 A JP29638197 A JP 29638197A JP H11115473 A JPH11115473 A JP H11115473A
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来捨てていた制動エネルギー等を冷房用エ
ネルギーとして有効に利用する。 【解決手段】 通風ダクトを介して車室内に空気を送る
送風機、通風ダクト内に設けられ空気を冷却する蒸発
器、車両駆動用エンジンにより駆動され前記蒸発器に冷
媒を循環させる吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機を
有する車両用冷房装置であって、前記エンジンのアクセ
ル踏み込み量に応じて、または、アクセルのオン、オフ
に応じて、前記可変容量圧縮機の吐出容量を調節する制
御手段を設けたことを特徴とする車両用冷房装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用冷房装置に
関し、とくに、車両の運転条件に応じて蒸発器の冷却量
を自動調整できるようにした車両用冷房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車は、エンジンのアクセルオン、オ
フにより頻繁に加減速を繰り返しているが、制動エネル
ギーは、ブレーキディスクやドラムからの放熱、エンジ
ンブレーキによる回転数上昇(燃料消費)等により、略
100%損失エネルギーとして廃棄されている。自動車
の低燃費化は進んできているものの、車両用空調装置、
とくに車両用冷房装置との関連において、さらに低燃費
化すること、つまり、車両用冷房装置の省エネルギー化
の検討が今後要求される可能性が高い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような今後要求される可能性の高い省エネルギー化に鑑
み、温調(冷房)性能を維持しながら、従来捨てていた
制動エネルギーあるいはそれに匹敵するエネルギーを結
果的に温調に使用するエネルギーとして回収、あるいは
有効利用することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の車両用冷房装置は、通風ダクトを介して車
室内に空気を送る送風機、通風ダクト内に設けられ空気
を冷却する蒸発器、車両駆動用エンジンにより駆動され
前記蒸発器に冷媒を循環させる吐出容量を可変可能な可
変容量圧縮機を有する車両用冷房装置であって、前記エ
ンジンのアクセル踏み込み量に応じて、または、アクセ
ルのオン、オフに応じて、前記可変容量圧縮機の吐出容
量を調節する制御手段を設けたことを特徴とするものか
らなる。
【0005】この車両用冷房装置においては、前記蒸発
器に流入する空気流量とバイパスする空気流量との割合
を調節可能な蒸発器エアミックスダンパを有することが
好ましい。
【0006】また、アクセル踏み込み量(アクセル開
度)が予め定められた一定値以下のとき、または、アク
セルオフのとき、前記可変容量圧縮機の吐出容量を、目
標とする吐気温度を達成するに必要な容量以上に大きく
し、蒸発器エアミックスダンパにより吐気温度を目標値
となるように調節することが好ましい。このようにすれ
ば、アクセル開度が一定値以下またはアクセルオフでエ
ンジン低負荷の際に、蒸発器の温度を下げて冷却エネル
ギーを蓄積しておくことができる。
【0007】また、アクセルオンのとき、蒸発器の温度
が目標とする吐気温度よりも低い場合には、蒸発器の冷
媒出入口の開閉弁を閉とし、前記可変容量圧縮機の吐出
容量を最低にする、または可変容量圧縮機の駆動系の連
結を遮断することが好ましい。このようにすれば、蒸発
器に蓄えられている冷却用熱容量を有効に利用し、それ
によって目標とする冷房状態が得られるとともに、冷却
のためのエネルギーが節約される。
【0008】さらに、アクセルオンのとき、蒸発器の温
度が目標とする吐気温度よりも高い場合には、蒸発器の
冷媒出入口の開閉弁を開とし、吐気温度が目標値となる
ように前記可変容量圧縮機の吐出容量を調節することが
好ましい。このようにすれば、前記のように蒸発器に蓄
えられていた冷却用熱容量を有効利用していたがそのう
ち徐々に蒸発器の温度が上昇したときなどに、所望の冷
房状態を得るために必要最小限のエネルギーだけを使用
するようにすることができる。
【0009】すなわち、本発明に係る車両用冷房装置に
おいては、従来捨てられていた制動時や減速時のエネル
ギーが、冷房用エネルギーとして備蓄されたり、結果的
に回収されたりし、このエネルギーが、加速時等におけ
る冷房用エネルギーとして有効に利用される。したがっ
て、トータル的にみて廃棄されるエネルギーが大幅に低
減され、省エネルギー化、ひいては車両の低燃費化が達
成される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施態様に係る車両用冷房装置を示している。図におい
て、1は車室内に温調された空気(特に本発明では冷
気)を送る通風ダクトを示しており、通風ダクト1の吸
入側には、外気導入口2と内気導入口3とが設けられ
て、ダンパ4によって内外気の吸入割合を調節できるよ
うになっている。内外気の吸入および車室内への空気圧
送は、モータ5によって駆動される送風機6によって行
われる。
【0011】通風ダクト1内の送風機6の下流側には、
空気を冷却する蒸発器7が設けられており、この蒸発器
7には蒸発器エアミックスダンパ8が設けられて、蒸発
器7に流入する空気流量と蒸発器7をバイパスする空気
流量との割合を調節できるようになっている。蒸発器エ
アミックスダンパ8の開度は、蒸発器エアミックスダン
パアクチュエータ9によって調節される。
【0012】蒸発器7には、冷却回路10内を循環され
る冷媒が送られる。冷却回路10には、車両駆動用エン
ジン11により駆動される、吐出容量を可変可能な可変
容量圧縮機12が設けられている。本実施態様では、可
変容量圧縮機12は、エンジン11により適当な駆動力
伝達機構およびクラッチ13を介して駆動され、クラッ
チ13はクラッチコントローラ14によって制御される
ようになっている。可変容量圧縮機12には、外部信号
に応じた吸入圧力となるように、吐出容量が内部調節で
きるものが用いられている。この可変容量圧縮機12に
より、蒸発器7に冷媒が循環される。
【0013】冷却回路10には、凝縮器15、リザーバ
タンク16、膨張弁17が設けられており、さらに、蒸
発器7の出入口には電磁弁からなる開閉弁18、19が
設けられている。
【0014】通風ダクト1内の蒸発器7の直下流側に
は、蒸発器出口空気温度センサ20が設けられており、
その下流側には、本実施態様ではエンジン冷却水を利用
する温水ヒータ21が配置されている。温水ヒータ21
の直下流側にはエアミックスダンパ22が設けられてお
り、該エアミックスダンパ22により温水ヒータ21を
通過する空気流量とバイパスする空気流量との割合を調
節できるようになっている。エアミックスダンパ22の
開度は、エアミックスダンパアクチュエータ23によっ
て調節される。
【0015】通風ダクト1の下流側には、各吹出口2
4、25、26およびそれら各吹出口からの吹出空気を
調節するダンパ27、28、29が設けられている。
【0016】30は、本空調装置用の制御手段としての
メインコントローラを示している。メインコントローラ
30には、車内温度設置器31が接続されており、これ
によって制御すべき目標車内温度が設定される。また、
メインコントローラ30には、蒸発器出口空気温度セン
サ20からの信号、車室内温度センサ32からの信号、
日射センサ33からの信号、外気温度センサ34からの
信号の他、アクセルセンサ35からの信号、車速センサ
36からの信号が入力される。アクセルセンサ35は、
アクセルの踏み込み量(アクセル開度)およびアクセル
のオン、オフ信号を発するようになっている。さらに、
メインコントローラ30からの信号は、送風機6のモー
タ5、蒸発器エアミックスダンパアクチュエータ9、エ
アミックスダンパアクチュエータ22、可変容量圧縮機
12の吐出容量可変手段、たとえば吸入圧力コントロー
ラ、および、クラッチコントローラ14へと送られる。
【0017】このように構成された車両用冷房装置は、
図2に示すように制御される。車速およびアクセル開度
を検出し、アクセル開度がa1以下(アクセルオフを含
む)のとき(図2の領域101、103)、可変容量圧
縮機12の吸入圧力動作点を下限値p1とする。吸入圧
力動作点が低い程吐出容量は高く、吸入圧力動作点が高
い程吐出容量は低くなる関係にある。これによって、ア
クセルの踏み込み量が小さいとき、あるいはアクセルオ
フのとき、吐出容量を目標とする吐気温度を達成するに
必要な吐出容量以上に大きくし、蒸発器7に冷却のため
のエネルギーを蓄えて蒸発器7を大きく冷却する。
【0018】なお、このとき、下記により蒸発器エアミ
ックスダンパ8の開度を演算し、吐気温度が目標値とな
るように調節する。 AMD=(TV−Tin)/(Te −Tin) ここで、内気循環の場合:Tin=Tr 、外気導入の場
合:Tin=Tamとする。 AMD:蒸発器エアミックスダンパ開度 TV :目標吐気温度 Tin :吸入空気温度 Te :蒸発器出口空気温度 Tr :車室内温度 Tam :外気温度
【0019】また、アクセル開度がa1以上、蒸発器出
口空気温度が目標吐気温度TV以下の場合は、可変容量
圧縮機12の吸入圧力動作点を上限値p2(吐出容量最
低)とした上で、蒸発器7出入口に設けられた開閉弁1
8、19(電磁弁)を閉とする(図2の領域102、1
04)。これによって、それまで冷却されていた蒸発器
7の熱容量が、冷房用エネルギーとして有効に利用され
る。なお、上記において、上限値p2とする代わりに、
クラッチ13をオフとし、可変容量圧縮機12の駆動系
を遮断してもよい。
【0020】また、上記の如く、蒸発器7に蓄積された
冷房用エネルギーを有効活用しているうちに、蒸発器7
の温度が上昇し、アクセル開度がa1以上、蒸発器出口
空気温度が目標吐気温度TV以上の場合には、開閉弁1
8、19を開き、蒸発器出口空気温度が目標吐気温度T
Vとなるように、下記演算式で可変容量圧縮機12の吸
入圧力動作点を調節する(図2の領域105)。 Ps =P+I ただし、P=kp (TV−Te )・・・比例項 I=In-1 −ki (TV−Te )・・・積分項 Ps :吸入圧力動作点 Te :蒸発器出口空気温度 TV:目標吐気温度 kp 、ki :係数
【0021】このように、車両の運転条件(アクセルの
開度)と、そのときの温度条件に応じて、可変容量圧縮
機12の吐出容量が自動調整され、減速時や制動時に従
来単に廃棄されていたエネルギーが、冷房用のエネルギ
ーとして有効に利用される。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用冷
房装置によれば、従来捨てていた減速時や制御時のエネ
ルギーを、結果的に冷房用エネルギーとして有効に利用
することができる。したがって、車両用冷房装置に関連
して、省エネルギー化、ひいては車両の低燃費化を実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る車両用冷房装置の概
略構成図である。
【図2】図1の装置の制御例を示す各特性と時間との関
係図である。
【符号の説明】
1 通風ダクト 5 モータ 6 送風機 7 蒸発器 8 蒸発器エアミックスダンパ 9 蒸発器エアミックスダンパアクチュエータ 10 冷却回路 11 エンジン 12 可変容量圧縮機 13 クラッチ 14 クラッチコントローラ 18、19 開閉弁 20 蒸発器出口空気温度センサ 21 温水ヒータ 22 エアミックスダンパ 23 エアミックスダンパアクチュエータ 24、25、26 吹出口 30 メインコントローラ 31 車内温度設定器 32 車室内温度センサ 33 日射センサ 34 外気温度センサ 35 アクセルセンサ 36 車速センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通風ダクトを介して車室内に空気を送る
    送風機、通風ダクト内に設けられ空気を冷却する蒸発
    器、車両駆動用エンジンにより駆動され前記蒸発器に冷
    媒を循環させる吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機を
    有する車両用冷房装置であって、前記エンジンのアクセ
    ル踏み込み量に応じて、または、アクセルのオン、オフ
    に応じて、前記可変容量圧縮機の吐出容量を調節する制
    御手段を設けたことを特徴とする車両用冷房装置。
  2. 【請求項2】 前記蒸発器に流入する空気流量とバイパ
    スする空気流量との割合を調節可能な蒸発器エアミック
    スダンパを有する、請求項1の車両用冷房装置。
  3. 【請求項3】 アクセル踏み込み量が予め定められた一
    定値以下のとき、または、アクセルオフのとき、前記可
    変容量圧縮機の吐出容量を、目標とする吐気温度を達成
    するに必要な容量以上に大きくし、蒸発器エアミックス
    ダンパにより吐気温度を目標値となるように調節する、
    請求項2の車両用冷房装置。
  4. 【請求項4】 アクセルオンのとき、蒸発器の温度が目
    標とする吐気温度よりも低い場合には、蒸発器の冷媒出
    入口の開閉弁を閉とし、前記可変容量圧縮機の吐出容量
    を最低にする、または可変容量圧縮機の駆動系の連結を
    遮断する、請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用
    冷房装置。
  5. 【請求項5】 アクセルオンのとき、蒸発器の温度が目
    標とする吐気温度よりも高い場合には、蒸発器の冷媒出
    入口の開閉弁を開とし、吐気温度が目標値となるように
    前記可変容量圧縮機の吐出容量を調節する、請求項1な
    いし4のいずれかに記載の車両用冷房装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2814399A1 (fr) 2000-09-22 2002-03-29 Sanden Corp Systeme de climatisation pour vehicules
US7096680B2 (en) 2003-09-30 2006-08-29 Denso Corporation Vehicle air conditioner with discharge capacity control of compressor
WO2015149289A1 (zh) * 2014-04-01 2015-10-08 深圳市智轮电动车驱动技术有限公司 整车供风系统

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