JP2003072363A - 車両用冷房装置 - Google Patents
車両用冷房装置Info
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Abstract
させる際に、必要とされる圧縮仕事を低減してモータの
小型化を可能とする車両用冷房装置を提供する。 【解決手段】 エンジン10あるいはモータ121を駆
動源として作動すると共に、冷凍サイクル装置110内
の冷媒を圧縮する圧縮機111、122と、この圧縮機
111、122の駆動源を選択すると共に、モータ12
1の作動を制御する制御装置130とが設けられ、エン
ジン10が停止した場合に圧縮機122を作動させるた
めに制御装置130によってモータ121が選択作動さ
れる車両用冷房装置において、圧縮された冷媒を凝縮液
化する凝縮器112に、制御装置130によって送風量
可変に空気を送風する送風機112aを設け、モータ1
21によって圧縮機122を作動させる際に、送風機1
12aの送風量Vaを冷凍サイクル装置110の作動に
必要とされる送風量(Lo)よりも増加させる。
Description
した時にエンジンを停止させる、いわゆるアイドルスト
ップ車両における車両用冷房装置に関するものである。
−229515号公報に示されるように、装置内にエン
ジンあるいはモータを選択的に駆動源とする圧縮機が設
けられ、エンジン停止時にはモータを駆動源として圧縮
機を作動させるものが知られている。
ップ時間を設けてモータを起動させ、エンジンおよびモ
ータの両者を駆動源として圧縮機を作動させている。そ
して、エンジン停止後はモータ単独で圧縮機を作動させ
るようにしており、これによって、モータによる圧縮機
の初期起動時の消費電力を低減するようにしている。
術によってモータによる圧縮機起動時の消費動力を低減
することができるものの、エンジン停止後は必要とされ
る冷房能力が確保できるようにモータ単独で圧縮機を作
動させることが必要であり、通常圧縮機をモータで作動
させるには高出力のモータが必要になる。即ち高トルク
を発生しうる大容量のモータが必要であり、合せてそれ
にかかわるハーネスや補機類や制御機器等も高価なもの
となっている。
ン停止時にモータ単独で圧縮機を作動させる際に、必要
とされる圧縮仕事を低減してモータの小型化を可能とす
る車両用冷房装置を提供することにある。
するために、以下の技術的手段を採用する。
停車した時に、エンジン(10)が停止される車両に適
用されるものであって、エンジン(10)あるいはモー
タ(121)を駆動源として作動すると共に、冷凍サイ
クル装置(110)内の冷媒を圧縮する圧縮機(11
1、122)と、圧縮機(111、122)の駆動源を
選択すると共に、モータ(121)の作動を制御する制
御装置(130)とが設けられ、エンジン(10)が停
止した場合に、圧縮機(122)を作動させるために、
制御装置(130)によってモータ(121)が選択作
動される車両用冷房装置において、圧縮機(111、1
22)によって圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器
(112)に、制御装置(130)によって送風量可変
に空気を送風する送風機(112a)を有し、制御装置
(130)は、モータ(121)によって圧縮機(12
2)を作動させる際に、送風機(112a)の送風量
(Va)を冷凍サイクル装置(110)の作動に必要と
される送風量(Lo)よりも増加させるようにしたこと
を特徴としている。
ータ(121)で圧縮機(111)を作動させる際の圧
縮仕事を低減できるようになるので、モータ(121)
の消費電力を低減できる。そして、消費電力低減に伴な
いモータ(121)自身の発熱が抑制され、必要とされ
る耐熱構造を緩和できるのでモータ(121)を小型化
できる。
a)を予め大きく設定しておけば、エンジン(10)停
止時に送風量(Va)を増加させるような制御を行なわ
ずともモータ(121)の小型化は可能となるものの、
通常、車両走行における大半の時間比率を占めるエンジ
ン(10)作動時の送風量(Va)を増加させること
は、送風機(112a)の耐久性低下、トータル消費電
力増加を招き好ましくない。上記のように、エンジン
(10)停止時に限って送風量(Va)を増加させるこ
とに本発明の有効性がある訳である。
圧縮機(111、122)の冷媒吐出側には、吐出圧力
(PH)を検出する圧力検出手段(116)が設けら
れ、送風機(112a)は、圧力検出手段(116)に
よって検出される吐出圧力(PH)が高くなるにつれて
送風量(Va)が増加するように制御装置(130)に
よって作動され、制御装置(130)は、モータ(12
1)を作動させる際に、検出された吐出圧力(PH1)
に対して所定圧力(ΔPH)分だけ高い吐出圧力(PH
2)と見なして送風量(Va)を増加させるようにした
ことを特徴としている。
0)内において、吐出圧力(PH)に基づいて行なう送
風機(112a)の作動制御を活用して、モータ(12
1)の消費電力低減が可能となる。
風機(112a)は、電動送風機(112a)であっ
て、制御装置(130)によって付加される電流あるい
は電圧が可変されて送風量(Va)が可変されるように
すれば、容易に送風量(Va)を可変できる。
風機(112a)は、複数設けられ、制御装置(13
0)によって作動される個数によって、送風量(Va)
が可変されるようにしても良く、これによれば、送風機
(112a)に付加される電流や電圧を可変さる機器を
不要とし、単純にON−OFFさせる数を調整すること
で送風量(Va)の可変が可能となる。
a)は、吐出圧力(PH)に対して連続的に可変するよ
うにしたことを特徴としている。
変するものでは送風量増加の可変可能な吐出圧力領域が
制限されるのに対して、この場合は吐出圧力(PH)の
広い領域に渡って送風量(Va)の可変対応が可能とな
る。また、送風量(Va)の増加分も所定圧力(ΔP
H)の設定に応じて木目細かく設定することができる。
30)は、送風量(Va)の増加によって低下される吐
出圧力(PH)に見合うように圧縮機(122)を作動
させるモータ(121)の消費電力低減分が、送風量
(Va)の増加に伴う送風機(112a)の消費電力増
加分よりも大きくなるようにすること特徴としている。
タル消費電力を低減できる。
は、請求項7に記載の発明のように、圧縮機(111)
は、第1圧縮機(111)と第2圧縮機(122)とか
ら成り、第1圧縮機(111)は、エンジン(10)を
駆動源として作動し、第2圧縮機(122)は、モータ
(121)を駆動源として作動し、第1圧縮機(11
1)および第2圧縮機(121)は、冷凍サイクル装置
(110)内に並列に接続されるようにして用いるのが
好適である。
縮機(111)は、エンジン(10)あるいはモータ
(121)を選択的に駆動源として作動するハイブリッ
ドコンプレッサ(111a)としても良い。
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
施形態を図1〜図8に示し、まず、具体的な構成につい
て図1〜図3を用いて説明する。
行中一時停車した時にエンジン10が停止される、いわ
ゆるアイドルストップ車両に適用されるものとしてお
り、冷凍サイクル装置110および制御装置130から
成る。
イクルを形成するものであり、ここでは2つの圧縮機1
11、122を配設するものとしている。まず、冷凍サ
イクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する第1圧縮機(以
下、圧縮機)111、圧縮された冷媒を凝縮液化する凝
縮器112、液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁1
13、膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により自
身を通過する空気を冷却する蒸発器114が冷媒配管1
15によって順次接続されている。尚、圧縮機111
は、車両走行用のエンジン10を駆動源としてプーリー
およびプーリーベルトを介して作動するようにしてい
る。
気を送風して冷媒の凝縮液化を促進させるための送風機
112aが設けられている。この送風機112aは電動
モータによって作動される電動送風機であって、後述す
る制御装置130によってその作動が制御される。図2
に示すように、送風機112aとバッテリ140の間に
は抵抗体112cが通常ハーネス112dと並列になる
ように介在されている。そして、制御装置130によっ
てスイッチ112eが閉じられると送風機112aは高
風量を引き出すHiモードで作動される。またスイッチ
112eが開き、スイッチ112fが閉じられると抵抗
体112c分の電圧降下により低風量となるLoモード
で作動されるようにしている。尚、抵抗体112cは、
文字通り抵抗体としてのレジスタとしたり、また、エン
ジン10の冷却水を冷却するラジエータ用の送風機モー
タとしても良い。
ル装置110内において上記圧縮機111に対して並列
になるように、具体的には、凝縮器112の流入側と蒸
発器114の流出側の間に配設されており、冷媒配管1
23によって接続されている。この第2圧縮機122
は、バッテリ140を電源として作動されるモータ12
1を駆動源として作動するものとしており、このモータ
121と共に電動圧縮機120を構成している。この第
2圧縮機122は、エンジン10が停止され上記圧縮機
111が停止された時に駆動されるものである。
は、吐出圧力PHを検出する圧力センサ(圧力検出手
段)116が設けられている。
の構成について説明する。
の作動を制御するものである。上記の圧力センサ116
からの圧力信号が入力され、また、図示しない各種セン
サからの信号、即ち、車速、エンジン回転数、アイドル
ストップ判定、内気温度、外気温度、A/C要求信号等
が入力されるようにしている。そして、これらの信号に
基づいて、モータ121を駆動させ、第2圧縮機122
を作動させるようにしている。(詳細後述)また、この
制御装置130は、当然のことながら、冷凍サイクル装
置110の通常の運転のために、上記各信号に基づいて
圧縮機111のON−OFF制御、送風機112aのO
N−OFFおよび送風量Vaの可変制御を行なうように
している。
に示すように、予め圧力センサ116によって検出され
る吐出圧力PHが高くなるにつれて送風機112aの送
風量Vaが増加するような制御特性を設けており、この
制御特性に基づいて送風量Vaを可変させるようにして
いる。具体的には、吐出圧力PHaを閾値として、吐出
圧力PHがPHaより低い領域では上記した図2中のス
イッチ112fを閉じて低風量(Loモード)とし、ま
た吐出圧力PHがPHaより高い領域ではスイッチ11
2eを閉じて高風量(Hiモード)となるようにしてい
る。尚、吐出圧力PHが高い側から低い側に変化する際
には、ヒステリシスを設け、高風量(Hiモード)から
低風量(Loモード)に切り替わる閾値をPHb(PH
b<PHa)として設定している。
1によって第2圧縮機122を作動させる際には、送風
機112aの送風量Vaを冷凍サイクル装置110の作
動に必要とされる送風量(Lo)よりも増加させるよう
にしている。即ち、この場合においては検出された吐出
圧力に対して所定圧力ΔPH分だけ高い吐出圧力と見な
して送風量Vaを増加させるようにしている。例えば、
吐出圧力PH1において通常Loモードの低風量となる
ところを、吐出圧力PH2(PH1+ΔPH)と見なし
てHiモードの高風量となるようにしている。
いて説明する。
ている場合は、冷凍サイクル装置110は通常の作動を
行なう。即ち、エンジン10の駆動力を受けて圧縮機1
11が作動し冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒は、以下凝
縮器112、膨張弁113、蒸発器114で順次凝縮液
化、断熱膨張、蒸発され、蒸発器114を通過する空気
を冷却する。
プ車両のため、車両が一時停車した時にはエンジン10
が停止し、エンジン10を駆動源とする圧縮機111が
作動しなくなるため、基本的には、この時に電動圧縮機
120、即ち、モータ121を作動させるようにしてい
る。
の制御の詳細について、図4に示すフローチャートおよ
び図5に示すタイムチャートを用いて説明する。
アイドルストップ状態かが車速、エンジン回転数信号よ
り判定され、走行状態と判定されれば、ステップS20
で、送風機112aは、上記図3で説明した制御特性に
基づいて、即ち検出される吐出圧力PHに応じて通常の
Hi−Lo制御がなされる。
状態にあると判定されると、ステップS30で、モータ
121が作動状態にあるか否かが判定され、作動状態に
あれば、ステップS40で送風機112aの送風量増加
の制御がなされる。即ち、その時に圧力センサ116で
検出される吐出圧力PH(例えばPH1)に対して所定
圧力ΔPH分だけ高い吐出圧力PH+ΔPH(例えばP
H2)と見なして送風量Vaを増加させる。
動されていないと判定されれば、即ち冷凍サイクル装置
110は作動していないことになるので、送風機112
aの作動は不要であり、ステップS50で送風機112
aを停止させる。
態の作用効果について説明する。
121作動時において送風機112aの送風量Vaを増
加させることによって、凝縮器112における凝縮作用
が促進され吐出側の圧力は低下され、図6に示すように
第2圧縮機122の駆動トルクをT1からT2に低減さ
せることができ、また、図5(e)、図7に示すよう
に、作動電流を低減できる。よって、モータ121で第
2圧縮機122を作動させる際の圧縮仕事を低減できる
ようになるので、モータ121の消費電力を低減でき
る。そして、消費電力低減に伴ないモータ121自身の
発熱が抑制され、必要とされる耐熱構造を緩和できるの
でモータを小型化できる。
近傍で作動点が設定されるものにおいて、第2圧縮機1
22を駆動するトルクが低減されることにより、モータ
121の効率は最高効率点側に移る(図7)ので、モー
タ効率面からも見ても良好なものとなる。
加させて吐出側の圧力を低減することにより蒸発器11
4におけるエンタルピをi1からi2に増加させ、更
に、第2圧縮機122の圧縮時の洩れ損失を低減し冷房
性能を向上できる。
送風量を増加させるようにしているので、通常冷凍サイ
クル装置110内において、吐出圧力PHに基づいて行
なう送風機112aの作動制御を活用して、モータ12
1の消費電力低減が可能となる。
るいは電圧を可変することで送風量Vaを可変するよう
にしており、容易にその対応が可能となる。
め大きく設定しておけば、エンジン10停止時に送風量
Vaを増加させるような制御を行なわずともモータ12
1の小型化は可能となるものの、通常、車両走行におけ
る大半の時間比率を占めるエンジン10作動時の送風量
Vaを増加させることは、送風機112aの耐久性低
下、トータル消費電力増加を招き好ましくない。上記の
ように、エンジン10停止時に限って送風量Vaを増加
させることに本発明の有効性がある訳である。
a、112bのように凝縮器112に複数設けられるも
のとしても良い。この場合、図10に示すように、吐出
圧力PHに対する送風量Vaの制御特性を作動させる送
風機112a、112bの数で設定するようにしてやれ
ば、送風機112a、112bに付加される電流や電圧
を可変さる機器を不要とし、単純にON−OFFさせる
数を調整することで送風量の可変が可能となる。
図11に示す。第2実施形態は吐出圧力PHに対する送
風量Vaが連続的に増加するようにしたものである。
のON−OFF時間の比率を変化させて平均電流の大き
さを可変させるコントローラを設けたデューティ制御と
したものである。
に送風量Vaが可変するものでは、送風量増加の可変可
能な吐出圧力領域が制限される(図3においては、吐出
圧力PHがPHa以下の領域に制約される)のに対し
て、この場合は吐出圧力PHの広い領域に渡って送風量
Vaの可変対応が可能となる。また、送風量Vaの増加
分も所定圧力ΔPHの設定に応じて木目細かく設定する
ことができる。
図12に示す。第3実施形態は、車両用冷房装置100
全体の消費電力を考慮してトータル消費電力を低減する
ようにしたものである。
発器温度Te1)とする時の送風機112aの送風量V
aに対する消費電力と、その送風量Va、即ちその時の
吐出圧力PHとするためのモータ121の消費電力の和
を基準点として所定水準求めておき、モータ121の消
費電力低減分が、送風機112aの消費電力増加分より
も大きくなるようにしている。即ち、基準点から送風量
Vaを増加させると送風機112aの消費電力は増加
し、モータ121の消費電力は低下することになるが、
両者の消費電力の和が基準点よりも低くなるように、更
に好ましくは、モータ121と送風機112aの消費電
力の和が最小になるポイントで送風機112aの送風量
を決定し、モータ121を作動させるようにしている。
のトータル消費電力を低減できる。
形態では、圧縮機は第1圧縮機111と第2圧縮機12
2とから成るように構成し、それぞれがエンジン10お
よびモータ121によって駆動されるものとして説明し
たが、これに限らず、図13に示すように、圧縮機11
1がモータ121と一体で形成され、エンジン10およ
びモータ121を選択的に駆動源として作動する、いわ
ゆるハイブリッドコンプレッサ111aとしても良い。
模式図である。
を示す回路図である。
を示す制御特性である。
ある。
モータのON−OFF状態、(c)は送風機の送風量、
(d)は吐出圧力、(e)はモータの電流値を示すタイ
ムチャートである。
ラフである。
すグラフである。
の増加を示すグラフである。
制御特性である。
量を示す制御特性である。
機、モータ、両者の消費電力を示すグラフである。
式図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 走行中に一時停車した時に、エンジン
(10)が停止される車両に適用されるものであって、 前記エンジン(10)あるいはモータ(121)を駆動
源として作動すると共に、冷凍サイクル装置(110)
内の冷媒を圧縮する圧縮機(111、122)と、 前記圧縮機(111、122)の前記駆動源を選択する
と共に、前記モータ(121)の作動を制御する制御装
置(130)とが設けられ、 前記エンジン(10)が停止した場合に、前記圧縮機
(122)を作動させるために、前記制御装置(13
0)によって前記モータ(121)が選択作動される車
両用冷房装置において、 前記圧縮機(111、122)によって圧縮された冷媒
を凝縮液化する凝縮器(112)に、前記制御装置(1
30)によって送風量可変に空気を送風する送風機(1
12a)を有し、 前記制御装置(130)は、前記モータ(121)によ
って前記圧縮機(122)を作動させる際に、前記送風
機(112a)の送風量(Va)を前記冷凍サイクル装
置(110)の作動に必要とされる送風量(Lo)より
も増加させるようにしたことを特徴とする車両用冷房装
置。 - 【請求項2】 前記圧縮機(111、122)の冷媒吐
出側には、吐出圧力(PH)を検出する圧力検出手段
(116)が設けられ、 前記送風機(112a)は、前記圧力検出手段(11
6)によって検出される前記吐出圧力(PH)が高くな
るにつれて前記送風量(Va)が増加するように前記制
御装置(130)によって作動され、 前記制御装置(130)は、前記モータ(121)を作
動させる際に、検出された吐出圧力(PH1)に対して
所定圧力(ΔPH)分だけ高い吐出圧力(PH2)と見
なして前記送風量(Va)を増加させるようにしたこと
を特徴とする請求項1に記載の車両用冷房装置。 - 【請求項3】 前記送風機(112a)は、電動送風機
(112a)であって、 前記制御装置(130)によって付加される電流あるい
は電圧が可変されて前記送風量(Va)が可変されるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記
載の車両用冷房装置。 - 【請求項4】 前記送風機(112a)は、複数設けら
れ、 前記制御装置(130)によって作動される個数によっ
て、前記送風量(Va)が可変されることを特徴とする
請求項1または請求項2のいずれかに記載の車両用冷房
装置。 - 【請求項5】 前記送風量(Va)は、前記吐出圧力
(PH)に対して連続的に可変するようにしたことを特
徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載の車
両用冷房装置。 - 【請求項6】 前記制御装置(130)は、前記送風量
(Va)の増加によって低下される前記吐出圧力(P
H)に見合うように前記圧縮機(122)を作動させる
前記モータ(121)の消費電力低減分が、前記送風量
(Va)の増加に伴う前記送風機(112a)の消費電
力増加分よりも大きくなるようにすることを特徴とする
請求項2〜請求項5のいずれかに記載の車両用冷房装
置。 - 【請求項7】 前記圧縮機(111、122)は、第1
圧縮機(111)と第2圧縮機(122)とから成り、 前記第1圧縮機(111)は、前記エンジン(10)を
駆動源として作動し、 前記第2圧縮機(122)は、前記モータ(121)を
駆動源として作動し、 前記第1圧縮機(111)および前記第2圧縮機(12
1)は、前記冷凍サイクル装置(110)内に並列に接
続されるようにしたことを特徴とする請求項1〜請求項
6のいずれかに記載の車両用冷房装置。 - 【請求項8】 前記圧縮機(111)は、前記モータ
(121)と一体的に形成され、前記エンジン(10)
あるいは前記モータ(121)を選択的に駆動源として
作動するハイブリッドコンプレッサ(111a)とした
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載
の車両用冷房装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001267930A JP2003072363A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 車両用冷房装置 |
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JP2001267930A JP2003072363A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 車両用冷房装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP2001267930A Pending JP2003072363A (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 車両用冷房装置 |
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