(57)【要約】【課題】  負荷が変動しても、サブエンジンの回転数を低回転域に保持し、燃費を向上させることができるサブエンジン式の車両用空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】  サブエンジン１２により圧縮機１４、コンデンサ用ファン１８およびエバポレータ用ファン２１を駆動するサブエンジン式の車両用空気調和装置１において、サブエンジン１２によって駆動される圧縮機１４の駆動系に、無段階変速機１３を設けるとともに、車内温度が設定温度付近となり、サブエンジン１２、圧縮機１４、コンデンサ用ファン１８およびエバポレータ用ファン２１の回転数が低回転域となった以降の負荷変動に対して、無段階変速機１３を介して圧縮機１４の回転数を可変制御する制御部５０が設けられる。【選択図】      図５
2008285028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、エバポレータとから冷凍サイクルが構成される空気調和装置と、該空気調和装置を駆動する専用のサブエンジンとを備え、前記サブエンジンにより前記圧縮機、コンデンサ用ファンおよびエバポレータ用ファンを駆動するサブエンジン式の車両用空気調和装置において、
前記サブエンジンによって駆動される前記圧縮機の駆動系に、無段階変速機を設けるとともに、
車内温度が設定温度付近となり、前記サブエンジン、前記圧縮機、前記コンデンサ用ファンおよび前記エバポレータ用ファンの回転数が低回転域となった以降の負荷変動に対して、前記無段階変速機を介して前記圧縮機の回転数を可変制御する制御部が設けられることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記冷凍サイクルには、前記圧縮機から吐出されるホットガス冷媒の一部を前記エバポレータに導入するホットガスバイパス回路が設けられ、
前記制御部は、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数可変制御時に、前記ホットガスバイパス回路を介してホットガス冷媒の一部をバイパスさせることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
前記エバポレータを流通する空気流の上流側には、車両走行用エンジンの冷却水が流通されるデフロストヒータが設けられ、
前記制御部は、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数可変制御時に、前記デフロストヒータに温水を流通させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記制御部は、低外気温または中間期の除湿運転時に、前記無段階変速機により前記圧縮機の回転数を低下させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
前記サブエンジンにより駆動される前記コンデンサ用ファンの駆動系に、動力断続手段が設けられ、
前記制御部は、低外気温または中間期の除湿運転時に、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数制御に加え、前記動力断続手段を介して前記コンデンサ用ファンを停止させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置を駆動する専用のサブエンジンを備えた、バス車両等に搭載されるサブエンジン式の車両用空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バス車両に搭載される車両用空気調和装置には、空気調和装置を構成する圧縮機等を車両走行用エンジンにより駆動するタイプの直結式車両用空気調和装置と、空気調和装置を構成する圧縮機、コンデンサ用ファンおよびエバポレータ用ファン等を専用のサブエンジンにより駆動するタイプのサブエンジン式車両用空気調和装置とがある。
直結式車両用空気調和装置は、サブエンジンを必要としない分、構成が簡素で、軽量かつ安価にできる。しかし、車両走行用エンジンの回転数変化に伴って能力が絶えず変動するとともに、アイドル回転時には能力不足が発生することがある等、車内温度を安定的に制御し難いという問題を抱えている。また、サブエンジン式車両用空気調和装置は、専用のサブエンジンを備えているため、安定した能力が得られ、車内温度を安定的に制御することができる。しかし、サブエンジンが搭載される分、重量が重く、コスト高となるとともに、余分な燃費がかかる等の問題を抱えている。このため、それぞれの特長を活かした使い分けがなされている。
【０００３】
一方、直結式の車両用空気調和装置において、走行用エンジンと圧縮機との間に、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）等の無段階変速機を設けることによって、走行用エンジンの回転数が変動しても、空調条件に対応した最適な圧縮機回転数が得られると同時に、圧縮機始動時の液圧縮防止制御や車両側の各種条件に対応した最適な圧縮機の駆動速度制御の実現を図った車両用空気調和装置が特許文献１，２により提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１１９４６号公報
【特許文献２】特許第３３０３６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載のものは、いずれも直結式の車両用空気調和装置にかかるものであって、ＣＶＴを設けることにより、走行用エンジンの回転数に依存していた圧縮機の回転数を空調条件依存に変えることが可能となるため、直結式車両用空気調和装置が抱えていた課題を改善することはできる。しかし、サブエンジン式の車両用空気調和装置が有する、サブエンジン用に余分な燃費がかかる等の課題解決には何ら貢献し得るものではない。従って、サブエンジン式の車両用空気調和装置が抱える上記の課題は、いまだ未解決である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、サブエンジン等の回転数が低回転域となった以降は、空調負荷が変動しても、サブエンジンの回転数を低回転域に保持することにより、サブエンジンの燃費を向上させることができるサブエンジン式の車両用空気調和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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の車両用空気調和装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空気調和装置は、圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、エバポレータとから冷凍サイクルが構成される空気調和装置と、該空気調和装置を駆動する専用のサブエンジンとを備え、前記サブエンジンにより前記圧縮機、コンデンサ用ファンおよびエバポレータ用ファンを駆動するサブエンジン式の車両用空気調和装置において、前記サブエンジンによって駆動される前記圧縮機の駆動系に、無段階変速機を設けるとともに、車内温度が設定温度付近となり、前記サブエンジン、前記圧縮機、前記コンデンサ用ファンおよび前記エバポレータ用ファンの回転数が低回転域となった以降の負荷変動に対して、前記無段階変速機を介して前記圧縮機の回転数を可変制御する制御部が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、サブエンジンにより圧縮機、コンデンサ用ファン、およびエバポレータ用ファンを駆動するサブエンジン式の車両用空気調和装置において、圧縮機の駆動系に無段階変速機を設け、車内温度が設定温度付近となり、サブエンジン、圧縮機、コンデンサ用ファンおよびエバポレータ用ファンの回転数が低回転域となった以降の負荷変動に対して、無段階変速機を介して圧縮機の回転数を可変制御するようにしているため、サブエンジンの回転数を低回転域に抑えたまま、無段階変速機により圧縮機の回転数を可変して負荷変動に対応することができる。従って、負荷が大きくなってもサブエンジンの回転数を上昇させる必要がなく、サブエンジンの回転数上昇を抑制して、サブエンジン式車両用空気調和装置の課題であるサブエンジンの燃費を向上させることができる。
【０００９】
さらに、本発明の車両用空気調和装置は、上記の車両用空気調和装置において、前記冷凍サイクルには、前記圧縮機から吐出されるホットガス冷媒の一部を前記エバポレータに導入するホットガスバイパス回路が設けられ、前記制御部は、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数可変制御時に、前記ホットガスバイパス回路を介してホットガス冷媒の一部をバイパスさせることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
上記のように、サブエンジンにより駆動されるエバポレータ用ファンを低回転域としたまま、負荷に対応して圧縮機の回転数を上昇させ、冷媒循環量を増大させると、エバポレータがフロストする可能性がある。本発明によれば、冷凍サイクルにホットガスバイパス回路を設け、無段階変速機による圧縮機の回転数可変制御時に、ホットガスバイパス回路を介してホットガス冷媒の一部をバイパスさせることにより、エバポレータのフロスト防止制御を行うようにしているため、エバポレータ用ファンの回転数を低回転域に抑えたままで、エバポレータのフロストを防止することができる。従って、サブエンジンの回転数を低回転域に維持して燃費の改善を図りながら、温調性を確保することができる。
【００１１】
さらに、本発明の車両用空気調和装置は、上述のいずれかの車両用空気調和装置において、前記エバポレータを流通する空気流の上流側には、車両走行用エンジンの冷却水が流通されるデフロストヒータが設けられ、前記制御部は、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数可変制御時に、前記デフロストヒータに温水を流通させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、エバポレータの空気流の上流側に、車両走行用エンジンの冷却水が流通されるデフロストヒータを設け、無段階変速機による圧縮機の回転数可変制御時に、デフロストヒータに温水を流通させることにより、エバポレータのフロスト防止制御を行うようにしているため、エバポレータ用ファンの回転数を低回転域に抑えたままで、エバポレータのフロストを防止することができる。従って、サブエンジンの回転数を低回転域に維持して燃費の改善を図りながら、温調性を確保することができる。なお、本発明は、単独で、または上記請求項２の発明に付加して用いることができる。
【００１３】
さらに、本発明の車両用空気調和装置は、上述のいずれかの車両用空気調和装置において、前記制御部は、低外気温または中間期の除湿運転時に、前記無段階変速機により前記圧縮機の回転数を低下させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
冬季等の低外気温時や春、秋等の中間期のような低冷房負荷時に除湿運転を行うと、エバポレータがフロストする可能性がある。本発明によれば、低外気温または中間期の除湿運転時に、無段階変速機により圧縮機の回転数を低下させることにより、エバポレータのフロスト防止制御を行うようにしているため、サブエンジンおよびエバポレータ用ファンの回転数を所要の回転数に維持しながら、圧縮機の回転数を低下させ、冷媒の循環量を減少させることにより、エバポレータのフロストを防止することができる。従って、低外気温時や中間期のような低冷房負荷時にも、エバポレータのフロストを防止しながら、除湿運転を行い、快適な温調性を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明の車両用空気調和装置は、上記の車両用空気調和装置において、前記サブエンジンにより駆動される前記コンデンサ用ファンの駆動系に、動力断続手段が設けられ、前記制御部は、低外気温または中間期の除湿運転時に、前記無段階変速機による前記圧縮機の回転数制御に加え、前記動力断続手段を介して前記コンデンサ用ファンを停止させることにより、前記エバポレータのフロスト防止制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、低外気温または中間期の除湿運転時に、無段階変速機により圧縮機の回転数を低下させる制御に加え、動力断続手段を介してコンデンサ用ファンを停止させることにより、エバポレータのフロスト防止制御を行うようにしているため、高圧の低下を抑制し、エバポレータのフロストを防止しながら除湿運転を行うことができる。これによって、低外気温時や中間期のような低冷房負荷時にも、エバポレータのフロストを防止しながら、高圧の低下を抑制して除湿運転を行い、快適な温調性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、車内温度が設定温度となり、サブエンジン、圧縮機、コンデンサ用ファンおよびエバポレータ用ファンが低回転域に到達後の負荷変動に対して、サブエンジンの回転数を低回転域に抑えたまま、無段階変速機により圧縮機の回転数を可変することによって対応することができるため、負荷が大きくなってもサブエンジンの回転数を上昇させる必要がなく、サブエンジンの回転数上昇を抑制して、サブエンジン式車両用空気調和装置の課題であるサブエンジンの燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかるサブエンジン式車両用空気調和装置（エアコンユニット）１０を搭載したバス車両１の斜視図が示されている。このバス車両１は、主に観光バスとして用いられるものであり、その前輪２の僅かに後方位置の床下部分に、専用のサブエンジンを搭載した一体型のエアコンユニット１０が架装される。このエアコンユニット１０で温調された空気は、図示省略のダクトを介して車室内全域に供給されるようになっている。
【００１９】
上記のエアコンユニット１０は、図２に示されるように、フレーム１１と、フレーム１１上に架装されるサブエンジン１２と、サブエンジン１２によりＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）等の無段階変速機１３（図５参照）を介して駆動される圧縮機１４と、フレーム１１の一端側に設置される、エアコン用のコンデンサ１５（図３参照）とサブエンジン１２用のラジエータ（図示省略）とが一体に構成されたコンデンサ＆ラジエータユニット１６と、コンデンサ＆ラジエータユニット１６の背後に設けられ、サブエンジン１２により電磁クラッチ１７を介して駆動されるコンデンサ＆ラジエータ用ファン１８（図５，６参照）と、コンデンサ＆ラジエータユニット１６の背後に設けられるファンモータ１９（図５参照）と、サブエンジン１２およびファンモータ１９によりドライブシャフト２０（図５参照）を介して駆動されるエバポレータ用ファン２１と、コンデンサ＆ラジエータユニット１６と対向するようにフレーム１１の他端側に設置される、内部にエアコン用のエバポレータ２２、ヒータコア２３およびデフロストヒータ２４（図４参照）が設置されたエバポレータボックス２５と、を備えている。
【００２０】
サブエンジン１２には、一般にディーゼルエンジンが用いられる。このサブエンジン１２は、本実施形態では、Ｌｏ（ロー）、ＭＬ（ミディアムロー）、Ｍｅ（ミディアム）およびＨｉ（ハイ）の４速に回転速度が調整可能とされている。
上記の圧縮機１４、コンデンサ１５、およびエバポレータ２２は、図３に示されるように、レシーバ２６、ドライヤ２７、サイトグラス２８、および膨張弁２９と共に冷媒配管３０により接続され、公知の冷凍サイクル３１を構成している。この冷凍サイクル３１に圧縮機１４で圧縮した冷媒を循環させることにより、エバポレータ２２で冷媒とエバポレータ用ファン２１により循環される車内空気または外気とを熱交換させ、空気を冷却する構成とされる。
【００２１】
冷凍サイクル３１には、圧縮機１４から吐出される高温高圧のホットガス冷媒の一部を直接エバポレータ２２に導入するためのホットガスバイパス回路３２が設けられる。このホットガスバイパス回路３２は、後述するように、エバポレータ２２のフロスト防止制御に用いられるもので、回路を開閉するためのホットガスバイパス弁（電磁弁）３３を備えている。
【００２２】
また、ヒータコア２３およびデフロストヒータ２４には、図４に示されるように、バス車両１の走行用エンジン３４からエンジン冷却水（温水）が、温水止弁３５、温水ポンプ３６、予熱器３７、および温水制御弁３８を介してヒータコア２３に、また、デフロスト電磁弁３９を介してデフロストヒータ２４にそれぞれ循環可能とされ、公知の暖房温水回路４０を構成している。エンジン冷却水は、走行用エンジン３４のラジエータ４１に対してサーモバルブ４２およびウォータポンプ４３を介して循環されるようになっている。
【００２３】
上記エバポレータ２２、ヒータコア２３およびデフロストヒータ２４は、エバポレータボックス２５内において、エバポレータ用ファン２１により循環される空気流Ａに対し、図４に示されるように、上流側からデフロストヒータ２４、エバポレータ２２、ヒータコア２３の順序で配設されている。そして、冷房時には、エバポレータ２２によって循環空気を冷却し、暖房時には、ヒータコア２３によって循環空気を加熱し、除湿時には、エバポレータ２２によって一旦冷却された循環空気をヒータコア２３により加熱することによって除湿し、車室内に供給されるようになっている。また、デフロストヒータ２４は、エバポレータ２２がフロストしたときに、霜をデフロストするため、あるいはエバポレータ２２がフロストするのを防止するため、走行用エンジン３４から供給される温水によりエバポレータ２２を加熱する機能を担うものであり、エバポレータ２２と一体に構成されている。
【００２４】
また、サブエンジン１２による圧縮機１４、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８、およびエバポレータ用ファン２１の駆動系統が図５および図６に示されている。圧縮機１４は、サブエンジン１２の出力軸に無段階変速機（ＣＶＴ）１３を介して直結されている。この無段階変速機１３は、２つの入力側プーリーおよび出力側プーリーと金属ベルトとを利用し、プーリー幅を変えて金属ベルトのかかる部分の径を変化させることにより、プーリー比を無段階に制御するものであって、出力側プーリーのベルト径が大きくなるように制御することにより、低速状態に変速し、出力側プーリーのベルト径が小さくなるように制御することにより、高速状態に変速する公知のＣＶＴを用いることができる。
【００２５】
コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８は、サブエンジン１２の出力軸に設けられたクランクプーリー４４と、テンションプーリー４５と、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８の回転軸に支持されたファンプーリー４６との間に架設されたＶベルト４７を介してサブエンジン１２により駆動されるようになっている。ファンプーリー４６には、上記のとおり電磁クラッチ１７が設けられ、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８への動力を断続できる構成とされている。
【００２６】
エバポレータ用ファン２１は、サブエンジン１２の出力軸に設けられたクランクプーリー４４と、ファンモータ１９の回転軸に設けられたファンモータプーリー４８との間に架設されたＶベルト４９を介して、サブエンジン１２およびファンモータ１９の双方により駆動されるドライブシャフト２０を経て駆動されるようになっている。このように、エバポレータ用ファン２１は、圧縮機１４およびコンデンサ＆ラジエータ用ファン１８を駆動する必要がなく、従って、サブエンジン１２を運転する必要のない送風運転時や換気運転時あるいは暖房運転時において、エバポレータ用ファン２１を駆動できるように、ファンモータ１９を備えた駆動系を構成している。
【００２７】
さらに、エアコンユニット１０は、エアコンユニット１０を制御するための制御装置５０を備えている。この制御装置５０には、車内温度を設定する車内温度設定器５１、車内温度を検出する車内温度センサ５２、外気温を検出する外気温センサ５３、冷凍サイクル３１中の低圧圧力を検出する低圧圧力センサ５４、エバポレータ２２のフィン温度を検出するフィン温度センサ５５、エバポレータ２２からの吹き出し空気温度を検出するエバ出口空気温度センサ５６から、それぞれ設定値および検出値が入力される。
【００２８】
また、制御装置５０は、上記により入力される設定値および検出値に基づいて、以下のとおり各機器をコントロールする。
（１）車内温度設定器５１の設定値および車内温度センサ５２の検出値から算出される冷房負荷に応じてサブエンジン１２の回転数をＬｏ、ＭＬ、ＭｅおよびＨｉの４速に調整するため、サブエンジン回転数調整器５７をコントロールする。
（２）冷房運転時に、車内温度センサ５２の検出値が車内温度設定器５１の設定値付近まで低下され、サブエンジン１２、圧縮機１４、コンデンサ用ファン１８およびエバポレータ用ファン２１の回転数がＬｏに達した以降の負荷変動に対して、圧縮機１４の回転数を可変制御するため、無段階変速機（ＣＶＴ）１３をコントロールする。
【００２９】
（３）低外気温または中間期の除湿運転時に、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値が設定条件となったとき、サブエンジン１２の回転数を所要回転数に保ったまま圧縮機１４の回転数を低下させることにより、エバポレータ２２のフロストを防止するため、無段階変速機（ＣＶＴ）１３をコントロールする。
（４）同じく、低外気温または中間期の除湿運転時に、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値が設定条件となったとき、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８を停止させることにより、エバポレータ２２のフロストを防止するため、電磁クラッチ１７をコントロールする。
【００３０】
（５）送風運転時や換気運転時あるいは暖房運転時に、負荷等に対応してエバポレータ用ファン２１の回転数を可変制御するため、ファンモータ１９をコントロールする。
（６）サブエンジン１２等の回転数がＬｏに達した以降の負荷変動に対して、無段階変速機（ＣＶＴ）１３により圧縮機１４の回転数を可変制御する際、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値が設定条件となったとき、ホットガス冷媒の一部をエバポレータ２２に導入することにより、エバポレータ２２のフロストを防止するため、ホットガスバイパス弁３３をコントロールする。
【００３１】
（７）同様に、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値が設定条件となったとき、デフロストヒータ２４に温水を供給することにより、エバポレータ２２のフロストを防止するため、温水止弁３５、温水ポンプ３６およびデフロスト電磁弁３９をコントロールする。
（８）暖房運転時および除湿運転時に、ヒータコア２３に温水を供給するため、温水止弁３５、温水ポンプ３６および温水制御弁３８をコントロールする。
【００３２】
以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
冷房運転は、サブエンジン１２を起動し、このサブエンジン１２を駆動源として、圧縮機１４、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８およびエバポレータ用ファン２１を駆動することにより、行われる。つまり、圧縮機１４の駆動により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、冷凍サイクル３１内を循環する過程おいて、コンデンサ１５により凝縮液化された後、膨張弁２９を通過する間に断熱膨張され、低温低圧の気液二相冷媒としてエバポレータ２２に供給される。この冷媒は、エバポレータ２２において、エバポレータ用ファン２１により循環される空気と熱交換され、空気から吸熱して蒸発し、再び圧縮機１４に吸入されて圧縮される。この繰り返しによって、エバポレータ２２で冷媒の吸熱により冷却された空気は、図示省略のダクトを介して車室内に送られ、車内の冷房に供される。
【００３３】
除湿運転は、冷凍サイクル３１を上記のとおり機能させた状態のまま、走行用エンジン３４からの冷却温水を、温水止弁３５、温水ポンプ３６、予熱器３７および温水制御弁３８を動作させ、暖房温水回路４０を介してヒータコア２３に流通させることにより、行われる。これによって、エバポレータ２２を通過する過程で冷却除湿された空気は、ヒータコア２３を通過する間に再熱され、除湿空気となる。この空気がエバポレータ用ファン２１およびダクトを介して車室内に供給されることにより、車内の除湿が行われる。
【００３４】
また、暖房運転は、サブエンジン１２、圧縮機１４およびコンデンサ＆ラジエータ用ファン１８を止め、冷凍サイクル３１を停止した上で、エバポレータ用ファン２１をファンモータ１９により駆動し、上記のとおり走行用エンジン３４からの冷却温水を、暖房温水回路４０を介してヒータコア２３に流通させることによって、行われる。これにより、ヒータコア２３を通過する間に加熱された空気は、エバポレータ用ファン２１によりダクトを介して車室内に送られ、車内の暖房に供される。
【００３５】
上記の冷房運転時において、冷房負荷が減少すると、サブエンジン１２の回転数は、制御装置５０によりサブエンジン回転数調整器５７を介してＨｉからＭｅ、ＭＬ、Ｌｏへと漸次低下される。つまり、エアコンユニット１０が起動直後の車内が冷えていない時は、サブエンジン１２は高速回転（Ｈｉ）され、その後数十分経過する間に、車内温度は設定温度まで漸次低下されていく。これに伴って、サブエンジン１２、圧縮機１４、コンデンサ＆ラジエータ用ファン１８およびエバポレータ用ファン２１の回転数も漸次Ｌｏまで低下され、以後はＬｏ回転で運転される割合が概ね５０〜６０％とされている。
【００３６】
本実施形態では、サブエンジン１２の回転数がＬｏまで減少されると、以後の負荷変動に対しては、サブエンジン１２の回転数をＬｏに保持したまま、無段階変速機（ＣＶＴ）１３を介して圧縮機１４の回転数を可変制御することにより対応するようにしている。こうすることにより、冷房負荷が上昇し、本来はサブエンジン１２の回転数をＭＬ、Ｍｅへと上昇しなければならない状況となっても、サブエンジン１２の回転数をＬｏ回転に抑えたままで、無段階変速機（ＣＶＴ）１３により圧縮機１４の回転数を増速し、冷媒循環量を増加させることによって、負荷の上昇変動に対応することが可能となる。
【００３７】
これにより、負荷が上昇してもサブエンジンの回転数を上昇させる必要がなく、サブエンジンの回転数上昇を抑制して燃料消費量を減少させることができる。このため、サブエンジン１２の燃費を向上させることができ、サブエンジン式の車両用空気調和装置が抱える課題を改善することができる。
【００３８】
また、上記により、サブエンジンの回転数をＬｏ回転に抑えたまま、圧縮機１４の回転数を増速して冷媒循環量を増加させると、エバポレータ用ファン２１がＬｏ回転のままのであるため、エバポレータ２２がフロストし易くなる。そこで、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値からエバポレータ２２がフロストの可能性を検知し、その検出値が設定条件になったとき、ホットガスバイパス弁３３を開き、圧縮機１４から吐出されたホットガス冷媒の一部をエバポレータ２２にバイパスさせることにより、エバポレータ２２のフロストを防止するようにしている。それでもなお、フロストの可能性がある場合には、さらに、温水止弁３５、温水ポンプ３６、デフロスト電磁弁３９を動作させ、デフロストヒータ２４に温水を流通させることによって、エバポレータ２２のフロストを防止している。
【００３９】
このように、無段階変速機１３により圧縮機１４の回転数を可変制御している間、エバポレータ２２のフロスト防止制御を行うようにしているため、エバポレータ用ファン２１の回転数をＬｏ回転に抑えたままでも、エバポレータ２２のフロストを防止することができる。このため、サブエンジン１２の回転数をＬｏ回転に維持して燃費の改善を図りながら、温調性を確保することができる。
【００４０】
また、上記の除湿運転は、サブエンジン１２を運転し、冷凍サイクル３１を稼働させながら、ヒータコア２３に温水を流通させて行われるが、この除湿運転は、冬季等の低外気温時や春、秋等の中間期における低冷房負荷時にも行われる。このような条件下で冷凍サイクル３１を稼働させ、除湿運転を行うと、エバポレータ２２がフロストし易くなる。
本実施形態では、外気温センサ５３の検出値から、上記条件下での除湿運転であるとされたとき、低圧圧力センサ５４、フィン温度センサ５５およびエバ出口空気温度センサ５６のいずれかの検出値からエバポレータ２２がフロストの可能性を検知する。
【００４１】
そして、上記検出値からフロスト条件であると検知されたとき、サブエンジン１２の回転数を指令回転数に維持したままで、無段階変速機（ＣＶＴ）１３により圧縮機１４の回転数を低下させ、冷媒の循環量を減少させるようにしている。これによって、エバポレータ２２のフロストを防止することができる。このため、低外気温または中間期等の低冷房負荷条件下でも、エバポレータ２２のフロストを防止しながら、エバポレータ用ファン２１を指令回転数で回転させ、除湿運転を行うことができ、快適な温調性を確保することができる。なお、上記制御により、圧縮機１４の回転数は、零回転まで低下させることができる。
【００４２】
また、上記除湿運転の際、圧縮機１４の回転数低下制御と共に、電磁クラッチ１７をオフとしてコンデンサ＆ラジエータ用ファン１８を止め、高圧の低下を抑制できるようにしている。これにより、エバポレータ用ファン２１を指令回転数に維持したまま、高圧の低下を抑制し、エバポレータのフロストを防止しながら除湿運転を行うことができる。従って、低外気温時や中間期のような低冷房負荷下においても、除湿運転を行い、快適な温調性を確保することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記した実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、エアコンユニット１０の搭載位置は、上記実施形態の位置に限らず、種々変更することができる。また、サブエンジン１２と圧縮機１４は、プーリーおよびベルトを介して連結されて構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置を搭載したバス車両の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置の外観斜視図である。
【図３】図２に示す車両用空気調和装置の冷凍サイクル図である。
【図４】図２に示す車両用空気調和装置の暖房回路図である。
【図５】図２に示す車両用空気調和装置のサブエンジンによる駆動系統図である。
【図６】図５に示すサブエンジンによる駆動系統の部分平面図（Ａ）とその正面図（Ｂ）である。
【図７】図２に示す車両用空気調和装置の制御系統図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  バス車両
１０  車両用空気調和装置
１２  サブエンジン
１３  無段階変速機（ＣＶＴ）
１４  圧縮機
１５  コンデンサ
１７  電磁クラッチ
１８  コンデンサ＆ラジエータ用ファン
２１  エバポレータ用ファン
２２  エバポレータ
２３  ヒータコア
２４  デフロストヒータ
２９  膨張弁
３１  冷凍サイクル
３２  ホットガスバイパス回路
３３  ホットガスバイパス弁
３９  デフロスト電磁弁
５０  制御装置
５１  温度設定器
５２  車内温度センサ
５３  外気温センサ
５４  低圧圧力センサ
５５  フィン温度センサ
５６  エバ出口空気温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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