JP3722848B2

JP3722848B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3722848B2
Application number: JP04278993A
Authority: JP
Inventors: 真朗金谷; 智荻原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JPH06255352A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両に搭載される空調装置に関し、特にオーバーヒートの防止を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアコンスイッチの操作（コンプレッサ作動指令）に伴って冷媒を圧送するコンプレッサと、圧送された冷媒を冷却するコンデンサと、冷却された冷媒を蒸発させるエバポレータとを有し、ブロアファンから送られる空気をエバポレータで冷却して車室内に吹出すようにした車両用空調装置が知られている。この種の空調装置では、通常、サーモスイッチなどのコンプレッサ停止手段を備え、例えばエバポレータ下流の空気温度が所定の設定温度未満になると、エアコンスイッチのオン・オフに拘らずコンプレッサを停止してエバポレータの凍結を回避するようにしている（日産自動車株式会社発行の新型車解説書Ｙ３２−１１９９１年６月）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の車両はウインドガラスの面積が広く車室内への熱負荷が増大する傾向にあり、加えて車両の大型化に伴って車室内空間が増大するため、十分な冷房性能を得るためには従来よりも高性能の空調装置が必要となってきている。しかしながら、高性能の空調装置を車両に搭載すると、上記コンデンサの放熱量が増加してエンジン冷却水温が上昇し、オーバーヒートし易くなるという欠点がある。これは、通常の車両ではコンデンサがラジエータの前面に配置されているため、コンデンサで熱交換された高温の空気がラジエータに直接作用するからである。特に登坂時などの耐熱走行時に上記オーバーヒートが起こり易い。
【０００４】
そこで従来は、ラジエータの冷却性能を向上させたり、オーバーヒートしそうな状況では無条件にコンプレッサを停止する制御を行ったり、あるいは空調装置の性能アップを見合わせたりしてオーバーヒートの防止を図っている。しかしながら、ラジエータの冷却性能を向上させるとコストアップが余儀なくされ、またオーバーヒートしそうな状況で無条件にコンプレッサを停止させるものでは、コンプレッサ停止時に満足な冷房性能が得られず乗員に不快感を与える。さらに空調装置の性能アップを抑えると、オーバーヒートが発生しない状況においても満足な冷房性能が得られなくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、ラジエータの冷却性能をアップさせることなくオーバーヒートを確実に防止でき、かつオーバーヒートが発生しない状況下では勿論、発生しそうな状況においても冷房性能の低下を最小限に抑制した車両用空調装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
クレーム対応図である図１（ａ）により説明すると、請求項１の発明は、コンプレッサ作動指令に伴って作動し、冷媒を圧送するコンプレッサ１０１と、圧送された冷媒を冷却するコンデンサ１０２と、冷却された冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバポレータ１０３と、エバポレータ１０３に関する温度が設定温度Ｔｔ未満になるとコンプレッサ作動指令の有無に拘らずコンプレッサ１０１を停止する停止手段１０４とを備えた車両用空調装置に適用される。
そして、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１０５と、この水温センサ１０５で検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが所定温度未満の時には停止手段１０４の上記設定温度Ｔｔを基準値に保持し、エンジン冷却水温Ｔｗが所定温度を越えるとエンジン冷却水温Ｔｗが所定温度未満となるまで、時間経過に伴い設定温度Ｔｔを徐々に上昇させる制御手段１０６とを具備し、これにより上記問題点を解決する。
【０００７】
【作用】
（１）請求項１の発明
例えば登坂などの耐熱走行時にはエンジン冷却水温Ｔｗが上昇するが、このとき空調装置、すなわちコンプレッサ１０１が作動していると、エンジン冷却水温Ｔｗの上昇がより顕著となる。本発明では、水温センサ１０５で検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが所定温度を越えると、停止手段１０４の設定温度Ｔｔが徐々に上昇し、これに伴ってコンプレッサ１０１が停止する可能性が徐々に高くなってゆく。このため、冷却水温Ｔｗが所定温度を越えた状態がある程度継続すると、停止手段１０４によりコンプレッサ１０１は停止され、これによりコンデンサ１０２の放熱量が減少してオーバーヒートが防止される。一方、コンプレッサ１０１が停止する前に例えば耐熱走行が解除されて冷却水温Ｔｗが所定温度以下に低下すると（オーバーヒートのおそれがなくなると）、サーモスイッチ１０４の設定温度Ｔｔが基準値まで低下するので、場合によってはコンプレッサ１０１が停止しないこともあり得る。
【０００８】
【実施例】
図２〜図４により本発明の一実施例を説明する。
図２は本発明に係る車両用空調装置の構成図である。符号２１は不図示のエンジンにより駆動されるコンプレッサであり、このコンプレッサ２１によって圧送される冷媒は、コンデンサ２２で冷却された後、不図示のリキッドタンクや膨張弁を通過して空調ダクト３０内のエバポレータ２３に達し、エバポレータ２３で蒸発されて再びコンプレッサ２１に戻る。空調ダクト３０内には、エバポレータ２３の上流にブロアファン３１が設けられ、ダクト３０内に導入された空気がブロアファン３１によってエバポレータ２３側に送られ、エバポレータ２３を通過する際に冷却されて車室内に送風される。
【０００９】
４１は空調制御を行う制御回路（制御手段）であり、この制御回路４１には、ブロアファンを制御するブロアファン制御回路４２と、コンプレッサ２１の作動を指令するエアコンスイッチ４３と、ラジエータからエンジンに送られるエンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ４４とが接続されるとともに、サーモスイッチ（停止手段）４５を介してコンプレッサリレー４６が接続されている。制御回路４１は、エアコンスイッチ４３のオンに伴ってコンプレッサリレー４６をオンさせ、コンプレッサ２１を作動させる。またブロアファンの速度は、本実施例では風量の少ない順に１速〜４速が設定可能とされている。
【００１０】
サーモスイッチ４５は、エバポレータ直後の空気温度が制御回路４１で設定される設定温度（以下、サーモ設定温度と呼ぶ）Ｔｔ未満のときはオン状態を保持し、Ｔｔ以上になるとオフするもので、サーモスイッチ４５がオフされると、エアコンスイッチ４３のオン・オフに拘らずリレー４６がオフ状態となり、コンプレッサ２１が停止される。制御回路４１は、水温センサ４４で検出されるエンジン冷却水温Ｔｗに基づいて、以下に説明するようにブロアファン速度およびサーモスイッチ４５の設定温度Ｔｔを制御する。
【００１１】
図３は制御回路４１による空調制御のうち本発明に関わる部分を示すフローチャートである。
まずステップＳ１で水温センサ４４の検出温度、すなわちエンジン冷却水温Ｔｗを入力し、これが所定温度Ｔ₀（例えば、１１０℃）を越えるか否かを判定する。Ｔｗ≦Ｔ₀であればステップＳ６に進み、変数ＭＯＤの値を判定する。
ここで変数ＭＯＤは、図４に示すようにブロアファン速度の最大値Ｖmaxと、サーモ設定温度Ｔｔとの組合せを示し、本実施例では「１」〜「１３」で示す１３個の組合せが予め設定可能とされている。そして、このＭＯＤが設定されると、その値に応じて上記ＶmaxとＴｔとが設定されるようになっている。例えばＭＯＤ＝５では、ブロアファン速度の最大値Ｖmaxが３速となり、またサーモ設定温度Ｔｔが５℃となる。つまりブロアファン速度が３速を越えないよう制御されるとともに、エバポレータ直後の空気温度が５℃未満になるとサーモスイッチ４５がオフしてコンプレッサ２１が停止する。なお、当初はＭＯＤ＝１に設定されているものとする。
【００１２】
ステップＳ６で１≦ＭＯＤ≦３であればステップＳ７でＭＯＤ＝１とし、４≦ＭＯＤ≦６であればステップＳ８でＭＯＤ＝４とし、７≦ＭＯＤ≦９であればステップＳ９でＭＯＤ＝７とし、１０≦ＭＯＤであればステップＳ１０でＭＯＤ＝１０とする。その後、処理は不図示のメインルーチンにリターンする。
【００１３】
一方、ステップＳ１でＴｗ＞Ｔ₀と判定されるとステップＳ２に進み、変数ＭＯＤを「１」だけ歩進する。ステップＳ３ではＭＯＤ≦１３か否かを判定し、肯定されるとステップＳ４で所定の待機時間だけ待ってからステップＳ１に戻り、否定されるとステップＳ５でコンプレッサリレー４６をオフしてコンプレッサ２１を強制的に停止し、その後、上述のステップＳ６に進む。
【００１４】
以上の手順によれば、登坂などの耐熱走行によりエンジン冷却水温Ｔｗが上昇し、これが所定温度Ｔ₀（例えば、１１０℃）を越えると、サーモ設定温度Ｔｔが上昇する。具体的に説明すると、例えばＭＯＤ＝１（Ｖmax＝４速，Ｔｔ＝３℃）で車両を走行しているときにエンジン冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ₀を越えると、図４に示すように変数ＭＯＤが「１」から「２」→「３」と変化し、これに伴って設定温度Ｔｔが５℃→７℃と上昇してゆく。したがって、コンプレッサ２１が停止する可能性が徐々に高くなってゆく。コンプレッサ２１が停止すると、冷媒が圧送されなくなるのでコンデンサ２２の放熱量が減少し、ラジエータに作用する温風量が減少してエンジン冷却水温の低下に寄与する。その結果、オーバーヒートは防止されるが、コンプレッサ２１が停止している間は冷房性能を維持できない。
【００１５】
一方、上述のようにサーモ設定温度Ｔｔが上昇する過程において、コンプレッサ２１がまだ作動しているうちに耐熱走行が解除されると、冷却水温Ｔｗが低下し、これが所定温度Ｔ₀以下になると、サーモ設定温度Ｔｔが基準値（本実施例では３℃（ＭＯＤ＝１，４，７のとき））まで低下する。したがって、コンプレッサ２１が停止する可能性が再び低くなり、結果としてコンプレッサ２１を停止させずに、つまり冷房性能を低下させずにオーバーヒートを防止することができる。
【００１６】
また、ＭＯＤ＝３になってもまだ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ₀以下にならない場合には、ＭＯＤ＝４となり、設定温度Ｔｔは再び３℃に低下するが、ブロアファン速度の最大値Ｖmaxが４速から３速に低下する。このためブロアファン速度が３速を越える場合には３速に低下し、これによってエバポレータ２３を通過する空気量が減少して空気と冷媒との熱交換量が減少する。その結果、コンデンサ２１の放熱量が減少してエンジン冷却水温が低下する。すなわちコンプレッサ２１を停止させずにエンジン冷却水温Ｔｗを低下させてオーバーヒートを防止できる。
【００１７】
さらに、ＭＯＤ＝４でもまだ冷却水温Ｔｗが低下しない場合には、ＭＯＤが「５」，「６」，……，「１３」と徐々に変化し、これに伴ってサーモ設定温度Ｔｔの上昇・低下とブロアファン最大速度Ｖmaxの低下が続行される。そして、ＭＯＤ＝１３（Ｖmax＝４速，Ｔｔ＝９℃）でもまだ冷却水温Ｔｗが低下しない場合には、コンプレッサリレー４６がオフされてコンプレッサ２１が強制的に停止され、オーバーヒートが防止される。
【００１８】
なお、上記変数ＭＯＤにおけるブロアファン最高速度Ｖmaxおよびサーモ設定温度Ｔｔの値、またＭＯＤの個数などは図４のものに限定されない。また以上では、ブロアファン最高速度Ｖmaxの低下とサーモ設定温度Ｔｔの上昇とを共に行う空調装置について説明したが、いずれか一方のみ行うものにも本発明を適用できる。さらに、ブロアファン最高速度Ｖmaxを低下させる例を示したが、例えば冷却水温Ｔｗが所定温度を越えたら、そのときのブロアファン速度を所定量だけ低下させるような制御でもよい。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エンジン冷却水温が所定温度未満のときには停止手段（例えばサーモスイッチ）の設定温度を基準値に保持し、エンジン冷却水温が所定温度を越えると設定温度を徐々に上昇させるようにしたので、必要時にはコンプレッサの停止によってエンジン冷却水温を低下させることができ、したがって、高性能の空調装置を搭載した場合でも、ラジエータの冷却性能を向上させることなくオーバーヒートを防止できる。また、オーバーヒートしそうな状況で無条件にコンプレッサを停止させるものと異なり、エンジン冷却水温が所定温度を越えるときでも場合によってはコンプレッサを停止させずにオーバーヒートを回避できるので、冷房性能の低下を最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クレーム対応図。
【図２】本発明に係る車両用空調装置の一実施例を示す構成図。
【図３】実施例の動作を示すフローチャート。
【図４】ブロアファン速度の最大値とサーモ設定温度との組合せを示す図。
【符号の説明】
２１コンプレッサ
２２コンデンサ
２３エバポレータ
３０空調ダクト
３１ブロアファン
４１制御回路（制御手段）
４２ブロアファン制御回路
４３エアコンスイッチ
４４水温センサ
４５サーモスイッチ

Claims

コンプレッサ作動指令に伴って作動し、冷媒を圧送するコンプレッサと、
前記圧送された冷媒を冷却するコンデンサと、
前記冷却された冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバポレータと、
このエバポレータに関する温度が設定温度未満になると前記コンプレッサ作動指令の有無に拘らずコンプレッサを停止する停止手段とを備えた車両用空調装置において、
エンジン冷却水温を検出する水温センサと、
この水温センサで検出されたエンジン冷却水温が所定温度未満のときには前記停止手段の前記設定温度を基準値に保持し、前記エンジン冷却水温が所定温度を越えるとエンジン冷却水温が前記所定温度未満となるまで、時間経過に伴い前記設定温度を徐々に上昇させる制御手段とを具備することを特徴とする車両用空調装置。