(57)【要約】【課題】  エンジン回転数が急上昇しても、圧縮機から吐出される冷媒の温度が、設定吐出温度を越えないようにする。【解決手段】  圧縮機１から吐出された冷媒が蒸発器５で蒸発することにより、冷房が行われる。圧縮機１は、エンジン７の駆動力がベルト８及び電磁クラッチ９を介して伝達されることにより作動する。圧縮機１から吐出される冷媒の温度（吐出温度）は吐出温度センサ２０により検出され、この吐出温度が設定吐出温度を越えると、エアコン・コントローラ１１は電磁クラッチ９をＯＦＦ（開放）にして圧縮機１の作動を停止する。また、エアコン・コントローラ１１は、エンジン回転数が急上昇して吐出温度が設定吐出温度を越えると推定する場合にも、電磁クラッチ９をＯＦＦにして圧縮機１の作動を停止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより作動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出して検出吐出温度を出力する温度センサと、
前記温度センサで検出した検出吐出温度が予め設定した設定吐出温度を越えたら前記クラッチを開放状態とすると共に、検出吐出温度が予め設定した設定吐出温度以下であるときには前記クラッチを接続状態にするエアコン・コントローラとを有し、
更に、前記エアコン・コントローラは、各外気温度ごとに、エンジン回転数と検出吐出温度との関係を示すエンジン回転数／検出吐出温度特性を有しており、外気温度とエンジン回転数が伝達されると、伝達された外気温度に対応したエンジン回転数／検出吐出温度特性を選択すると共に、単位時間当たりのエンジン回転数変化を求め、選択したエンジン回転数／検出吐出温度特性から、エンジン回転数変化後の冷媒温度である推定温度を求め、求めた推定温度が設定吐出温度を越えたら前記クラッチを開放状態とすると共に、求めた推定温度が設定吐出温度以下であるときには前記クラッチを接続状態にすることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記温度センサはサーミスタであることを特徴とする請求項１の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関し、エンジン回転数が急上昇して圧縮機から吐出される冷媒の温度（吐出温度）が急上昇しても、吐出温度が予め設定した設定吐出温度を越えないように、迅速に制御するようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内環境を快適にするため、車両用空調装置が備えられている。ここで、図３を参照して、車両用空調装置の従来の構成システムを説明する。
【０００３】
図３に示すように、車両用空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、膨張弁４、蒸発器５、及びこれら機器を連結する冷媒配管６により構成されている。この冷凍サイクルでは、圧縮機１により圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは、凝縮器２に送られ、外気Ａ１により冷却・凝縮されて冷媒液となる。冷媒液は、膨張弁４にて断熱膨張し、蒸発器５にて蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、蒸発器５に接触する導入空気Ａ２を冷却した後、圧縮機１に戻される。
【０００４】
圧縮機１の駆動源は、車両走行用のエンジン７である。つまりエンジン７の駆動力が、ベルト８及び電磁クラッチ９を介して、圧縮機１に伝達されて、圧縮機１が作動するようになっている。したがって、エンジン７が停止時には圧縮機１は作動せず、また、エンジン７が作動中では、電磁クラッチ９がＯＮ（接続）状態のときに圧縮機１が作動し、電磁クラッチ９がＯＦＦ（開放）状態のときには圧縮機１は作動しない。
【０００５】
一方、圧縮機１から吐出される冷媒の温度は、バイメタル式の吐出温度スイッチ（吐出温度サーモ）１０により検出される。吐出される冷媒温度（吐出温度Ｔｄ）が、設定吐出温度（例えば１５０°Ｃ）を越えると、吐出温度スイッチ１０がＯＦＦ状態（開放状態）となる。また吐出温度が設定吐出温度以下になると、吐出温度スイッチ１０がＯＮ状態（接続状態）となる。
【０００６】
このように吐出温度Ｔｄが設定吐出温度を越え吐出温度スイッチ１０がＯＦＦになると、電磁クラッチ９がＯＦＦにされ圧縮機１の作動が停止する。また吐出温度スイッチ１０がＯＮになると、電磁クラッチ９がＯＮにされる。
【０００７】
導入空気Ａ２は、蒸発器５を通過してきて冷却空気となり、この冷却空気の温度は、冷却空気センサ（フロストサーモ）１２により検出される。検出された冷却空気温度は、エアコン・コントローラ１１に送られる。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１４１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで上述した従来技術では、バイメタル式の吐出温度スイッチ１０を用いているが、この吐出温度スイッチ１０は、圧縮機１から吐出される冷媒の温度である吐出温度Ｔｄの上昇に対して大きな応答遅れがある。
このため、エンジン７の回転数が急上昇し圧縮機１の回転数が急上昇して、吐出温度Ｔｄが急に上昇した場合には、吐出温度Ｔｄが設定吐出温度（例えば１５０°Ｃ）を越えても直ちに吐出温度スイッチ１０がＯＦＦとなることはなく、時間遅れしてから吐出温度スイッチ１０がＯＦＦになる。
このため、吐出温度Ｔｄが設定吐出温度を越えた状態で、圧縮機１が駆動する状態が続くことがあり、圧縮機１の保護の点からみて問題であった。
【００１０】
なお、「エンジン７の回転数が急上昇し圧縮機１の回転数が急上昇して、吐出温度Ｔｄが急に上昇する」状態とは、たとえば、高速道路のパーキングエリアで長時間停止していた自動車が、急に高速走行車線に入って高速走行したときなどがある。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、冷媒の吐出温度が急上昇した場合に、この吐出温度が設定吐出温度を越えないように、圧縮機の駆動を停止させることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の構成は、
車両走行用エンジンの駆動力がクラッチを介して伝達されることにより作動する圧縮機を含む冷凍サイクルと、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出して検出吐出温度を出力する温度センサと、
前記温度センサで検出した検出吐出温度が予め設定した設定吐出温度を越えたら前記クラッチを開放状態とすると共に、検出吐出温度が予め設定した設定吐出温度以下であるときには前記クラッチを接続状態にするエアコン・コントローラとを有し、
更に、前記エアコン・コントローラは、各外気温度ごとに、エンジン回転数と検出吐出温度との関係を示すエンジン回転数／検出吐出温度特性を有しており、外気温度とエンジン回転数が伝達されると、伝達された外気温度に対応したエンジン回転数／検出吐出温度特性を選択すると共に、単位時間当たりのエンジン回転数変化を求め、選択したエンジン回転数／検出吐出温度特性から、エンジン回転数変化後の冷媒温度である推定温度を求め、求めた推定温度が設定吐出温度を越えたら前記クラッチを開放状態とすると共に、求めた推定温度が設定吐出温度以下であるときには前記クラッチを接続状態にすることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の構成は、前記温度センサはサーミスタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
エンジン回転数が急上昇しても、圧縮機から吐出される冷媒温度が予め設定した設定吐出温度を越えないように、エンジンから圧縮機に伝わる駆動力を迅速に遮断して、冷媒温度が過熱しないようにすることができ、圧縮機を熱損傷から防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づき説明する。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例に係る車両用空調装置を図１を参照して説明する。
図１に示すように、車両用空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、膨張弁４、蒸発器５、及びこれら機器を連結する冷媒配管６により構成されている。この冷凍サイクルでは、圧縮機１により圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは、凝縮器２に送られ、外気Ａ１により冷却・凝縮されて冷媒液となる。冷媒液は、膨張弁４にて断熱膨張し、蒸発器５にて蒸発し冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、蒸発器５に接触する導入空気Ａ２を冷却した後、圧縮機１に戻される。
【００１７】
圧縮機１の駆動源は、車両走行用のエンジン７である。つまりエンジン７の駆動力が、ベルト８及び電磁クラッチ９を介して、圧縮機１に伝達されて、圧縮機１が作動するようになっている。したがって、エンジン７が停止時には圧縮機１は作動せず、また、エンジン７が作動中では、電磁クラッチ９がＯＮ（接続）状態のときに圧縮機１が作動し、電磁クラッチ９がＯＦＦ（開放）状態のときには圧縮機１は作動しない。
【００１８】
本実施例では、電磁クラッチ９のＯＮ（接続）・ＯＦＦ（開放）は、エアコン・コントローラ１１により制御されるようになっている。
【００１９】
一方、圧縮機１から吐出される冷媒の温度（吐出温度Ｔｄ）は、サーミスタで構成した吐出温度センサ２０により検出される。この吐出温度センサ２０で検出した検出吐出温度Ｔｄｋは、エアコン・コントローラ１１に送られる。
なお、サーミスタで構成した吐出温度センサ２０は、バイメタル式吐出温度スイッチに比べて、冷媒の温度上昇に対する応答遅れは極めて小さい。
【００２０】
導入空気Ａ２は、蒸発器５を通過してきて冷却空気となり、この冷却空気の温度は、冷却空気センサ（フロストサーモ）１２により検出される。検出された冷却空気温度は、エアコン・コントローラ１１に送られる。
【００２１】
エアコン・コントローラ１１とエンジンＥＣＵ２１とは、ＣＡＮ通信網（Controller  Area  Network）２２により情報の送受信が行われている。このため、エンジンＥＣＵ２１にて得たエンジン回転数Ｎｅや外気温度ｔが、ＣＡＮ通信網２２を介してエアコン・コントローラ１１に伝送されるようになっている。なお、ここでいう外気温度ｔは、エンジンの近くの温度センサにより検出した温度であるため、通常の大気中の温度ではなく、エンジンの熱影響を受けて大気中の温度よりも高めの温度となっている。
【００２２】
エアコン・コントローラ１１は、検出吐出温度Ｔｄｋが設定吐出温度（１５０°Ｃ）を越えたら、電磁クラッチ９をＯＦＦにして圧縮機１の作動を停止させ、吐出温度Ｔｄが設定吐出温度を越えないようにしている。
【００２３】
更に、詳細動作等は後述するが、エアコン・コントローラ１１は、エンジン回転数Ｎｅが急上昇して、検出吐出温度Ｔｄｋが設定吐出温度（１５０°Ｃ）を越えると推定される場合には、電磁クラッチ９をＯＦＦにして圧縮機１の作動を停止するようにしている。この場合、吐出温度センサ２０として検出応答遅れの小さいサーミスタを使用しているため、検出吐出温度Ｔｄｋは、吐出温度Ｔｄと略一致している。
【００２４】
ここで、エアコン・コントローラ１１により「エンジン回転数Ｎｅが急上昇して、検出吐出温度Ｔｄｋが設定吐出温度（１５０°Ｃ）を越える」と推定・判断する手法を説明する。
【００２５】
エアコン・コントローラ１１には、複数の外気温度ｔ（本実施例では、外気温度ｔが３０°Ｃ、４０°Ｃ、５０°Ｃ）における、エンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）と検出吐出温度Ｔｄｋとの関係を示すエンジン回転数／検出吐出温度特性（図２参照）が、予め設定されている。
【００２６】
更に、エアコン・コントローラ１１は、外気温度ｔが、前述した３０°Ｃ、４０°Ｃ、５０°Ｃではないときには、この図２に示す３つの特性を補間演算して、そのときの外気温度ｔに対応したエンジン回転数／検出吐出温度特性を求める。
例えば、そのときの外気温度ｔが３５°Ｃであれば、図２に示す、３０°Ｃの特性と４０°Ｃの特性を平均した特性を、外気温度ｔが３５°Ｃのときのエンジン回転数／検出吐出温度特性として求める。
【００２７】
エアコン・コントローラ１１は、単位時間（例えば1秒）ごとにエンジン回転数Ｎｅを検出し、単位時間間隔ごとのエンジン回転数変化ΔＮを求める。
また、各単位時間における検出吐出温度Ｔｄｋ０を検出している。
【００２８】
まずエアコン・コントローラ１１は、複数のエンジン回転数／検出吐出温度特性の中から、伝達されてきた外気温度ｔに応じたエンジン回転数／検出吐出温度特性を選択する。ここでは、外気温度ｔが４０°Ｃであるとし、この外気温度ｔ（４０°Ｃ）に応じたエンジン回転数／検出吐出温度特性を選択したものとする。
【００２９】
エアコン・コントローラ１１は、エンジン回転数がＮｅ０で検出吐出温度がＴｄｋ０のときに、エンジン回転数変化がΔＮ変化したときには、外気温度ｔが４０°Ｃであるときのエンジン回転数／検出吐出温度特性を参照することにより、冷媒の上昇温度がΔＴｄｋであることが分かり、冷媒の推定温度（つまり回転数変化後の冷媒温度）がＴｄｋ０＋ΔＴｄｋとなることを求めることができる（図２参照）。このようにして求めた推定温度Ｔｄｋ０＋ΔＴｄｋが、設定吐出温度（１５０°Ｃ）を越えるかどうかを判定する。
【００３０】
エアコン・コントローラ１１は、このようにして求めた推定温度Ｔｄｋ０＋ΔＴｄｋが設定吐出温度以下である場合には電磁クラッチ９のＯＮ状態を維持し、推定温度Ｔｄｋ０＋ΔＴｄｋが、設定吐出温度を越えるときには電磁クラッチ９をＯＦＦにする。
【００３１】
このようにしているため、エンジン回転数が急上昇した場合には、応答遅れのある吐出温度センサ２０により検出した検出吐出温度Ｔｄｋが設定吐出温度に到達する前に、吐出温度が設定吐出温度を越えると推定した場合には、電磁クラッチ９をＯＦＦにして圧縮機１の作動を停止することができる。よって、圧縮機１の保護をより確実に行うことができる。
【００３２】
また、仮に吐出温度センサ２０が故障した場合であっても、推定温度が設定吐出温度を越えたら電磁クラッチ９をＯＦＦにすることができるため、吐出温度センサ２０が故障した場合であっても、吐出温度を設定吐出温度を越えないようにすることができる。つまり、二重の保護機能を果たしている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は車両用空調装置に利用可能であり、圧縮機の駆動源であるエンジンの回転数が急上昇して冷媒の温度が急上昇する場合であっても、冷媒温度が設定吐出温度を越えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例に係る車両用空調装置を示すブロック図。
【図２】エンジン回転数／検出吐出温度特性を示す特性図。
【図３】従来の車両用空調装置を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３５】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  レシーバ
４  膨張弁
５  蒸発器
６  冷媒配管
７  エンジン
８  ベルト
９  電磁クラッチ
１０  吐出温度スイッチ
２０  吐出温度センサ（サーミスタ）
２１  エンジンＥＣＵ
２２  ＣＡＮ通信網
【図１】
2006176035.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006176035.tif 000005