JP2001010333A

JP2001010333A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2001010333A
Application number: JP11184576A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Takeuchi; 達也竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】可変容量コンプレッサを駆動するためのエン
ジン動力と、コンプレッサの稼動に必要な電気負荷とを
合わせた動力の省動力化が図れる車両用空調装置の提
供。【解決手段】車両用空調装置は、冷媒温度が所定温度
以下で且つエンジン回転数が判定値Ａ以上の場合（ステ
ップｓ３でＹＥＳ）には可変容量コンプレッサを部分容
量にし、冷媒温度が所定温度以下で且つエンジン回転数
が判定値Ａ未満の場合（ステップｓ３でＮＯ）には可変
容量コンプレッサを１００％容量にして、可変容量コン
プレッサを駆動するためのエンジン動力と、可変容量コ
ンプレッサの稼動にかかるオルタネータ動力とを合わせ
た動力の省動力化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載エンジンによ
り駆動される可変容量コンプレッサを有する車両用空調
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エバポレータの出口側のエバ後温度が所
定温度以下の場合には、可変容量コンプレッサの運転容
量を部分容量に設定し、所定温度を越える場合には１０
０％容量に設定するコンプレッサ制御が従来より用いら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンプレッサ制
御では、中負荷時に、殆どの割合で部分容量側に設定さ
れ、それによって、コンプレッサ動力を減少させてい
る。しかし、部分容量に制御することで、稼動率が増加
し、特に稼動率が大きくなる低回転数域では、コンプレ
ッサの稼動にかかる電気負荷の増加分が、部分容量とし
た場合のコンプレッサ動力の減少分より大きくなり、可
変容量コンプレッサの稼動にかかる動力全体では悪化す
るという課題を有する。

【０００４】本発明の目的は、可変容量コンプレッサを
駆動するためのエンジン動力と、可変容量コンプレッサ
の稼動にかかる電気負荷とを合わせた動力の省動力化が
図れる車両用空調装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１、２の作用）
車両用空調装置は、エバポレータ、車載エンジンにより
駆動され冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデ
ンサ、および減圧手段を順に連設して冷凍サイクルを形
成している。そして、回転数検出手段が車載エンジンの
回転数を検出し、熱負荷検出手段が車室内の熱負荷を検
出（請求項２ではエバ後温度検出手段がエバポレータの
出口側の冷媒温度を検出）し、制御器が可変容量コンプ
レッサの吐出容量を制御している。

【０００６】熱負荷検出手段により検出された熱負荷が
所定値を越える場合（請求項２では冷媒温度が所定温度
を越える場合）には、冷房能力を確保するため、制御器
は可変容量コンプレッサの吐出容量を最大容量にする。
熱負荷検出手段により検出された熱負荷が所定値以下
（請求項２では冷媒温度が所定温度以下）で且つエンジ
ン回転数が判定値以上の場合には、可変容量コンプレッ
サを駆動するためのエンジン動力の減少を図るため、制
御器は可変容量コンプレッサの吐出容量を部分容量にす
る。

【０００７】熱負荷検出手段により検出された熱負荷が
所定値以下（請求項２では冷媒温度が所定温度以下）で
あり、エンジン回転数が判定値未満の低回転数域では、
制御器は可変容量コンプレッサの吐出容量を最大容量に
する。これにより、稼動率が減少し、可変容量コンプレ
ッサの稼動にかかる電気負荷が減少する（エンジン動力
の増大分より多く減少する）ので、可変容量コンプレッ
サの稼動にかかる動力全体では動力が改善される。よっ
て、可変容量コンプレッサを駆動するためのエンジン動
力と、可変容量コンプレッサの稼動にかかる電気負荷と
を合わせた動力の省動力化が図れる。

【０００８】（請求項３の作用）外気温等の熱負荷が大
きい程、動力悪化域が低回転数方向に移行するので、判
定値を下げて、可変容量コンプレッサを駆動するための
エンジン動力と可変容量コンプレッサの稼動にかかる電
気負荷とを合わせた動力の省動力化を図る。

【０００９】（請求項４の作用）可変容量コンプレッサ
は、外部制御ステップ可変制御形であり、外部信号によ
り、冷媒吐出容量が複数段階に可変可能である。

【００１０】（請求項５の作用）エンジン回転数の判定
値は、可変容量コンプレッサの稼動にかかる電気負荷と
エンジン負荷との合計により、可変容量コンプレッサを
最大容量で運転するか部分容量で運転するかを判定する
判定値である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例（請求項１〜５
に対応）を図１〜図５に基づいて説明する。車両用空調
装置Ｋは、エバポレータ１、走行用のエンジン２により
駆動される可変容量コンプレッサ３、コンデンサ４、お
よび膨張弁５を冷媒配管により連設した冷凍サイクル６
と、回転数検出手段と、サーミスタ７と、ＥＣＵ８とを
備える。

【００１２】エバポレータ１は、空調ダクト内に配置さ
れ、導入した内外気と冷媒とを熱交換する。可変容量コ
ンプレッサ３はワップル式の冷媒圧縮機であり、ＥＣＵ
８からの切替え信号により冷媒吐出容量が変化（１００
％又は５０％）する。可変容量コンプレッサ３の回転軸
に装着されたプーリ９は、エンジン２の回転軸に装着さ
れたプーリ１０とベルト１１を介して連結されている。

【００１３】図３は、各エンジン回転数において、可変
容量コンプレッサ３を駆動（１００％又は５０％）する
のに必要なエンジン動力（ｋＷ換算）の特性グラフであ
る。

【００１４】図４は、各冷媒吐出容量（１００％、５０
％）において、各エンジン回転数に対する稼動率（％）
を示す特性グラフである。

【００１５】図５は、各エンジン回転数において、可変
容量コンプレッサ３の駆動（１００％又は５０％）にか
かる全動力（ｋＷ換算）、即ち、可変容量コンプレッサ
３を駆動するためのエンジン動力＋可変容量コンプレッ
サ３の駆動にかかるオルタネータ動力の特性グラフであ
る。なお、各特性グラフは、外気温２５℃、湿度５０％
の熱負荷のものである。

【００１６】可変容量コンプレッサ３の回転軸とプーリ
９とはマグネットクラッチを介して連結されている。こ
のマグネットクラッチは、ＥＣＵ８からの制御信号によ
って、エバポレータ１の出口側の冷媒温度が４℃以上に
なると作動してエンジン２からの動力を伝達し、３℃以
下になると動力伝達を中止する。

【００１７】コンデンサ４は、可変容量コンプレッサ３
から流出する冷媒を外気と熱交換して凝縮液化させる。
膨張弁５は、コンデンサ４から流出する液冷媒を減圧膨
張させ、低圧冷媒にする。

【００１８】サーミスタ７は、エバポレータ１の出口側
に配され、エバポレータ１の出口側の冷媒温度を検出す
る。回転数検出手段は、ホール素子等により構成され、
エンジン２の回転数を検出する。

【００１９】つぎに、車両用空調装置Ｋの空調運転にお
けるＥＣＵ８の作動を図２に示すフローチャートに基づ
いて説明する。ステップｓ１において、エバポレータ１
の出口側の冷媒温度が設定温度（例えば１℃）以下であ
るか否か判別し、冷媒温度が設定温度を越える場合（Ｎ
Ｏ）はステップｓ２に進み、冷媒温度が設定温度以下の
場合（ＹＥＳ）はステップｓ３に進む。

【００２０】ステップｓ２で、ＥＣＵ８から切替え信号
を可変容量コンプレッサ３に出力して可変容量コンプレ
ッサ３の冷媒吐出容量を１００％にし、その後、ステッ
プｓ１に戻る。

【００２１】ステップｓ３において、エンジン回転数が
判定値Ａ以上であるか否か判別し、判定値Ａ未満である
場合（ＮＯ）はステップｓ２に進み、判定値Ａ以上の場
合（ＹＥＳ）はステップｓ４に進む。本実施例では、判
定値Ａの値は、外気温２５℃、湿度５０％の熱負荷の場
合、２５００回転であるが、熱負荷が大きい程、低いエ
ンジン回転数に設定される。

【００２２】ステップｓ４で、ＥＣＵ８から切替え信号
を可変容量コンプレッサ３に出力して可変容量コンプレ
ッサ３の冷媒吐出容量を部分容量（５０％）にし、その
後、ステップｓ１に戻る。

【００２３】つぎに、本実施例の車両用空調装置Ｋの利
点を述べる。［ア］冷媒温度が所定温度を越える場合には、ＥＣＵ８
は、可変容量コンプレッサ３の吐出容量を１００％にし
て冷房能力を確保する。冷媒温度が所定温度以下で且つ
エンジン回転数が判定値Ａ以上の場合には、ＥＣＵ８
は、可変容量コンプレッサ３を５０％の部分容量にして
コンプレッサ３を駆動するためのエンジン動力の減少を
図る。

【００２４】冷媒温度が所定温度以下であり、エンジン
回転数が判定値Ａ未満の低回転数域で、ＥＣＵ８は、可
変容量コンプレッサ３の冷媒吐出容量を１００％にす
る。これにより、この低回転数域における稼動率が減少
し、可変容量コンプレッサ３の稼動に必要なオルタネー
タ動力が減少する（エンジン動力の増大分より多く減少
する）ので、可変容量コンプレッサの稼動にかかる動力
全体では動力が改善される。よって、図５の太線に示す
特性となり、車両用空調装置Ｋは、可変容量コンプレッ
サ３を駆動するためのエンジン動力と、可変容量コンプ
レッサ３の駆動にかかるオルタネータ動力とを合わせた
動力の省動力化が図れる。

【００２５】［イ］車両用空調装置Ｋは、外気温等の熱
負荷が大きい程、図５の交点が低回転数方向に移行する
ので、外気温等の熱負荷が大きい程、判定値を下げてい
る。このため、熱負荷が変化しても、可変容量コンプレ
ッサ３を駆動するためのエンジン動力と、コンプレッサ
の稼動に必要なオルタネータ動力とを合わせた動力の省
動力化が図れる。

【００２６】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．可変容量コンプレッサは、外部信号により、冷媒吐
出容量が三段階以上に可変可能な外部制御ステップ可変
制御形であっても良い。なお、この場合、判定値は、段
階数−１だけ必要となる。

【００２７】ｂ．可変容量コンプレッサの形式は、ワッ
プル式以外に、斜板式やスクロール式であっても良い。

【００２８】ｃ．可変容量コンプレッサの部分容量は、
１００％、５０％以外に他の設定でも良く、例えば、１
００％→３０％や、１００％→５０％→２０％等でも良
い。

【００２９】ｄ．熱負荷検出手段は、エバ後温度検出手
段だけでなく、目標設定温度と車室内温度との温度差を
用いても良い。また、この温度差に外気温度を加味して
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成
図である。

【図２】その車両用空調装置の空調運転におけるＥＣＵ
の作動を示すフローチャートである。

【図３】各エンジン回転数において、可変容量コンプレ
ッサを駆動（１００％又は５０％）するのに必要なエン
ジン動力（ｋＷ換算）の特性グラフである。

【図４】各冷媒吐出容量（１００％、５０％）におい
て、各エンジン回転数に対する稼動率（％）を示す特性
グラフである。

【図５】各エンジン回転数において、可変容量コンプレ
ッサ３を駆動（１００％又は５０％）にかかる全動力
（ｋＷ換算）、即ち、エンジン動力＋オルタネータ動力
の特性グラフである。

【符号の説明】

１エバポレータ２エンジン（車載エンジン）３可変容量コンプレッサ４コンデンサ５膨張弁（減圧手段）６冷凍サイクル７サーミスタ（エバ後温度検出手段）８ＥＣＵ（制御器）Ｋ車両用空調装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エバポレータ、車載エンジンにより駆動
され冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデン
サ、および減圧手段を順に連設してなる冷凍サイクル
と、前記車載エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と、車室内の熱負荷を検出する熱負荷検出手段と、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する制御器
とを備える車両用空調装置において、前記制御器は、前記熱負荷検出手段により検出された熱
負荷が所定値以下で且つエンジン回転数が判定値未満の
場合、又は前記熱負荷検出手段により検出された熱負荷
が所定値を越える場合には前記可変容量コンプレッサの
吐出容量を最大容量にし、前記熱負荷検出手段により検出された熱負荷が所定値以
下で且つエンジン回転数が判定値以上の場合には前記可
変容量コンプレッサの吐出容量を部分容量にすることを
特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記熱負荷検出手段は、前記エバポレー
タの出口側の冷媒温度を検出するエバ後温度検出手段で
ある請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】外気温等の熱負荷が大きい程、前記判定
値を下げることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の車両用空調装置。
【請求項４】前記可変容量コンプレッサは、外部信号
により、冷媒吐出容量を複数段階に可変可能な外部制御
ステップ可変制御形であることを特徴とする請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の車両用空調装置。
【請求項５】前記エンジン回転数の判定値は、前記可
変容量コンプレッサの稼動にかかる電気負荷とエンジン
負荷との合計により、前記可変容量コンプレッサを最大
容量にするか部分容量にするかを判定する判定値である
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用空調装
置。