JPS6252345A

JPS6252345A - 車両用空調制御装置

Info

Publication number: JPS6252345A
Application number: JP60189490A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Tsutsumi; 堤　好一郎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-07
Also published as: JPH0549903B2

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】［産業上の利用分野］この発明は、冷房能力の制御範囲が広く且つ効率の良い
車両用空調制御装置に関するものである。

［従来の技術］第５図は従来の車両用空調制御装置を示ブロック図であ
る。図において、（１）はＤＣ幹線であり、一方の端子
（１ａ）には図示しない直流高圧架線から受電した直流
電圧が降圧されて印加され、他方の端子（１ｂ）は接地
されている。（２）はＤＣ幹線（１）の両端間に接続さ
れた電源コンデンサ、（３）は電源コンデンサ（２）か
ら供給される電圧を可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）の
三相交流に変換するインバータ、（４）はインバータ（
３）の出力周波数を制御する制御囲路である。

（５）は冷媒圧縮用の圧縮機、（６）は圧縮機（５）で
圧縮された冷媒を凝縮するための室外ファン、（７）は
室外ファン（６）で凝縮され更にキャピラリチューブ（
図示せず）で膨張された冷媒を蒸発させる冷却器用の室
内ファンであり、これらは共にインバータ（３）の三相
交流出力により駆動されている。

次に、第５図に示した従来装置の動作について説明する
。

圧縮機（５）は、低圧の冷媒を高温、高圧蒸気にして凝
縮器に送る。室外ファン（６）を有する凝縮器は、冷媒
を高圧のまま冷却、凝縮して液体にする。次に、図示し
ないキャピラリチューブが、高圧の液体冷媒を膨張させ
、低温の湿り蒸気にして冷却器に送る。室内ファン（７
）を有する冷却器は、車両内の空気からの熱を冷媒に与
え、低圧の過熱蒸気にして再び圧縮機（５）に送る。以
上のサイクルを繰゛り返し２、室内ファン（７）は車両
内に冷風を送る。

通常、圧縮機（５）の駆動周波数（回転数）を変えるこ
とにより冷房能力が制御されているが、圧縮機（５）は
潤滑油を内蔵しており、この潤滑油を循環させるために
駆動周波数の下限値は３０　ｔ（ｚとなっている。又、
インバータ（３）の制限容量あるいは圧縮機（５）の駆
動周波数が低い方が冷゛房効率が高いなどの理由から駆
動周波数の上限は６０Ｈｚとなっている。従って、最大
冷房能力状態では、インバータ（３）の出力周波数は８
０Ｈｚであり、圧縮機（５）、室外ファン（６）及び室
内ファン（７）は、６０Ｈｚの周波数及びその周波数に
比例した電圧で駆動されている。

車両内温度が下がり冷房能力がそれほど必要でなくなる
と、温度センサ（図示せず）からの信号に応じて、イン
バータ（３）の出力周波数は下限値の３０　ＩＩ　ｚに
達する。このときの最低の駆動周波数即ち３０Ｈｚにお
ける冷房能力は、６０　Ｈｚ駆動時の最大冷房能力に比
べて約５０％である。更に、冷房能力を減少させる場合
には、インバータ（３）は３０Ｈｚより低い周波数を出
力することはできないので、インバータ（３）の出力を
停止して圧縮機（５）の駆動を停止する。つまり、最大
冷房能力の５０％以下での冷房駆動制御は不可能である
ため、圧縮機（５）の駆動を停止させて車両内温度を調
整している。このとき、室外ファン（６）及び室内ファ
ン（７）も駆動を停止してしまい、送風状態にするには
モード切換スイッチ（図示せず）を操作しなければなら
ない。

又、一般に圧縮機（５）の起動及び停止を繰り返すこと
は好ましいことではなく、又、圧縮機（５）と共に室内
ファン（７）の駆動周波数を下げるあるいは停止するこ
とが冷房効率を低下させることは良く知られている。

第６図は、上述の後者の点を考慮して考よられた他の従
来例を示すブロック図である。（８）は固定電圧固定周
波数（ＣＶＣＦ）のインバータであり、出力端子には室
外ファン（６）及び室内ファン（７）が接続されている
。一方、ＶＶＶＦのインバータ（３）には圧縮機（５）
のみが接続されている。

第６図の構成によれば、室内ファン（７）が常に最高周
波数の６０Ｈｚで駆動されるので、圧縮機（５）の駆動
周波数が下限値になると冷房効率は上昇する。しかし、
圧縮機（５）の駆動周波数の下限値が３０Ｈｚであり、
室内ファン（７）の駆動周波数力ｊ６０１１ｚのままで
あるため、冷房能力は最大時の７０％までしか下がらな
い。従って、それ以下は圧縮機（５）を停止して車両内
温度を制御することになる。

［発明が解決しようとする問題点］従来の車両用空調制御装置は以上のように、１つのイン
バータ（３）のみで全てのモータを駆動制御すると冷房
効率が低下するうえ、圧縮機（５）の駆動周波数下限値
即ち３０Ｈｚに制限されるため冷房能力が５０％までし
か下げられず、又、冷房効率を上げようとして、室内フ
ァン（７）をＣＶＣＦのインバータ（８）で常に６０１
１ｚ駆動すると、冷房能力が７０％までしか下げられず
、結局、圧縮機（５）を停止及び起動する頻度が多くな
るという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、冷房効率を最大限に保ちながら冷房能力の制
御範囲を拡大し、圧縮機の停止及び起動の頻度を少なく
できる車両用空調制御装置を得ることを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段］この発明に係る車両用空調制御装置は、冷媒圧縮機をＶ
ＶＶＦで駆動する第１インバータと、室内ファンを駆動
する第２インバータと、第１インバータの出力周波数を
制御する第１制御回路と、第２インバータの出力周波数
を制御する第２制御回路とを備えたものである。

［作用］この発明においては、第１インバータの出力周波数が下
限値の３０Ｈｚとなるまでは、第２インバータが６０Ｈ
ｚで一定出力のＣＶＣＦのインバータとして作用し、第
１インバータの出力周波数が３０　Ｈｚとなった時点か
ら、第２インバータがＶＶＶＦのインバータとして作用
し、圧縮機による周波数制限を受けない下限値まで出力
周波数を下げる。

［実施例コ以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を一部回路図で示すブロック図で
あり、（１）、（１ａ）、（１ｂ）、（２）及び（５）
〜（７）は前述の従来装置と同様のものである。

（３＾）は三対のトランジスタから構成されて圧縮機（
５）を駆動するＶＶＶＦの第１インバータであり、その
出力周波数（電圧）の範囲は第２図に示したよつｌ：　
６０１１ｚ　〜３０Ｈｚ（４４０Ｖ　〜２２０Ｖ）テあ
る。（３Ｂ）は第１インバータ（３人）と同様に三対の
トランジスタから構成されて室外ファン（６）及び室内
ファン（７）を駆動する第２インバータであり、第３図
に示したように６０Ｈｚ　−１０Ｈｚ（４４０Ｖ　〜７
３Ｄの出力周波数（電圧）の範囲を持ち、第１インバー
タ（３Ａ）の出力周波数が下限値即ち３０Ｈｚになると
ＣＶＣＦからＶＶＶＦに切換わるようになっている。

（４Ａ）は第１インバータ（３Ａ）内のトランジスタベ
ースに変調パルスを印加し、第１インバータ（３Ａ）の
出力周波数を制御する第１制御回路、（４Ｂ）は第２イ
ンバータ（３Ｂ）内のトランジスタベースに変調パルス
を印加し、第２インバータ（３Ｂ）の出力周波数を制御
する第２制御回路、（４Ｃ）は後述する温度センサ（１
１）からの温度信号に応じて第１制御回路（４Ａ）及び
第２制御回路（４Ｂ）を制御するための第３制御回路で
ある。

（１０）はＤＣ幹線（＋）に印加される直流電圧をオン
、オフさせる開閉器、（１１）は車両内温度を検出して
第３制御回路（４Ｃ）に温度信号を出力するサーミスタ
即ち温度センサ、（１２）は第３制御回路（４Ｃ）に接
続された開閉スイッチである。

次に、第４図に示した各インバータ（３Ａ）、（３Ｂ）
に対する冷房能力の特性図を参照しながら、この発明の
実施例の動作について説明する。

開閉器（１０）及び開閉スイッチ（１２）を閉成して車
両冷房を起動すると、第１制御回路（４Ａ）は第１イン
バータ（３Ａ）の出力周波数を６０　Ｈｚに制御する。

従って、圧縮機（５）は最大冷房能力の状態で駆動され
る。又、第２制御回路（４Ｂ）は第２インバータ（３Ｂ
）の出力周波数を６０　ＨｚのＣＶＣＦ状態に制御し、
このときの冷房能力は第４図の点Ｐで示すように１００
％である。

車両内温度が下がったことを温度センサ（１１）が検出
すると、第１制御回路（４Ａ）により第１インバータ（
３Ａ）の出力周波数は次第に減少され、圧縮機（５）の
駆動周波数は３０　ＩＩ　ｚの下限値まで下がる。この
とき、第２インバータ（３Ｂ）の出力周波数は６０Ｈｚ
のままなので、冷房能力は第４図の点Ｑで示すように７
０％となる。一方、冷房効率は前述の理由により向上す
る。

更に冷房能力を減少させる必要がある場合には、第１イ
ンバータ（３Ａ）の出力周波数は３０　ｔｌ　ｚのまま
で、第２インバータ（３Ｂ）をＣＶＣＦからＶＶＶＦに
切換えてその出力周波数を減少させていく。第２インバ
ータ（３Ｂ）の出力周波数が３０Ｈｚに下がったときの
冷房能力は、第４図の点Ｒで示すように５０％となる。

このときの点Ｑから点Ｒに達す４間においては、第２イ
ンバータ（３Ｂ）の出力周波数即ち室内ファン（７）の
回転数が、第１インバータ（３Ａ）の出力周波数即ち圧
縮機（５）の回転数より常に大きいので、この間の冷房
効率は従来と比較して向上している。

第２インバータ（３Ｂ）の出力周波数の下限値は、第１
インバータ（３Ａ）のように圧縮機（５）の制限を受け
ることがないので、例えば第４図に示すように１Ｏｆｌ
ｚに設定することができる。従って、冷房能力を更に減
少させ、点Ｓで示すように３０〜４０％程度まで下げる
ことができる。第２インバータ（３Ｂ）の出力周波数を
０にすることは、圧縮機（５）を３０ｆｉｚ駆動してい
るため好ましくないが、１０Ｈｚ程度まで下げることは
何ら支障がない。

第４図の点Ｓ以下に冷房能力を減衰させる場合は、従来
と同様に第１インバータ（３Ａ）の出力を停止して圧縮
機（５）の駆動を停止させる。

尚、上記実施例では、室外ファン（６）を、室内ファン
（７）と共に第２インバータ（３Ｂ）の出力端子に接続
したので、冷媒の蒸発能力と共に凝縮能力も下がり、冷
媒の液体圧縮などの事故を防ぐことができる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、冷媒圧縮用の圧縮機を
可変電圧可変周波数で駆動する第１インバータと、冷却
器用の室内ファンを駆動する第２インバータと、第１イ
ンバータの出力周波数を制御する第１制御回路と、第２
インバータの出力周波数を制御する第２制御回路とを備
え、第１インバータの出力周波数が所定の下限値に達し
たとき、第２制御回路が前記第２インバータの出力周波
数を減少させるようにしたので、冷房効率を損なうこと
なく冷房能力の制御範囲を拡大できる車両用空調制御装
置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を一部回路図で示すブロッ
ク図、第２図は第１図の第１インバータの出力を示す特
性図、第３図は第１図の第２インバータの出力を示す特
性図、第４図は第１図の実施例装置の冷房能力を示す特
性図、第５図は従来の車両用空調制御装置を示すブロッ
ク図、第６図は他の従来例を示すブロック図である。（３＾）・・・第１インバータ　（３Ｂ）・・・第２イ
ンバータ（４Ａ）・・・第１制御回路　　（４Ｂ）・・
・第２制御回路（５）・・・圧縮機　　　　　（６）・
・・室外ファン（７）・・室内ファン尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。第１図３Ａ：第１イ〉バー５３Ｂ：第２インパータ第２図出力周波数一第３図出力周波数第４図出力周波数

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒圧縮用の圧縮機を可変電圧可変周波数で駆動
する第１インバータと、冷却器用の室内ファンを駆動す
る第２インバータと、前記第１インバータの出力周波数
を制御する第１制御回路と、前記第２インバータの出力
周波数を制御する第２制御回路とを備え、前記第１イン
バータの出力周波数が所定の下限値に達したとき、前記
第２制御回路が前記第２インバータの出力周波数を減少
させることを特徴とする車両用空調制御装置。
（２）第２インバータの出力周波数の制御範囲の下限値
が、第１インバータの出力周波数の制御範囲の下限値よ
り小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
車両用空調制御装置。
（３）第２インバータの出力端子に、凝縮器用の室外フ
ァンを接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の車両用空調制御装置。
（４）第１インバータの出力周波数が下限値となるまで
は、第２インバータが周波数上限値で一定出力の固定電
圧固定周波数のインバータとして作用し、前記第１イン
バータの出力周波数が下限値となった時点から、前記第
２インバータが可変電圧可変周波数のインバータとして
作用し、前記第２インバータの出力周波数を、圧縮機に
よる周波数制限を受けない値まで下げることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
車両用空調制御装置。