(57)【要約】【課題】製造コストを増大することなく、十分な冷房性能を備えつつ、燃費を改善する車両用空調装置を提供する。【解決手段】エンジンの駆動力を動力源とする圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ１２と、コンデンサ１２に風を当てる冷却ファン１６と、これら圧縮機１１と冷却ファン１６の稼働状態を制御する制御手段３０とを備えた車両用空調装置が稼働状態であって、制御手段３０に入力されるエンジンに設けられた回転数センサの出力信号によって車両がアイドル運転状態であると制御手段３０が判断した場合には、制御手段３０が冷却ファン１６に稼働指令を出力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力を動力源とする圧縮機（１１）と、この圧縮機（１１）で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ（１２）と、このコンデンサ（１２）に風を当てる冷却ファン（１６）と、これら圧縮機（１１）と冷却ファン（１６）の稼働状態を制御する制御手段（３０）とを備えた車両用空調装置であって、
当該車両用空調装置（１）が稼働状態であって、前記制御手段（３０）に入力される前記エンジンに設けられた回転数センサの出力信号によって車両がアイドル運転状態であると該制御手段（３０）が判断した場合には、この制御手段（３０）が前記冷却ファン（１６）に稼働指令を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置（１）において、
前記制御手段（３０）に入力される車両に設けられた車速センサの出力信号によって車両が所定の速度よりも低速走行状態であると該制御手段（３０）が判断した場合には、この制御手段（３０）が前記冷却ファン（１６）に稼働指令を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１、または請求項２に記載の車両用空調装置（１）において、
エバポレータ（１５）出口の空気温度が目標温度よりも高いと前記制御手段（３０）が判断した場合には、この制御手段（３０）が前記冷却ファン（１６）に稼働指令を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置（１）において、
前記制御手段（３０）に入力される前記エンジンに設けられた回転数センサの出力信号によってエンジンがアイドル運転状態であると該制御手段（３０）が判断し、且つ前記圧縮機（１１）出口の冷媒圧力が所定の圧力よりも低い場合には、前記制御手段（３０）がエアコン使用時のアイドル回転数ＵＰ量を変更する指令信号を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置（１）において、
前記制御手段（３０）が前記冷却ファン（１６）に稼働指令を出力する際に、最大風量運転をするように稼働指令を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の温度環境を調整する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車室内の温度環境を改善するために、車両用空調装置によって温度調節がなされた空調風を車室内に送風することが行われている。また、このような車両用空調装置の中には、車載エンジンを動力源として駆動される可変容量コンプレッサと、該コンプレッサから送られる冷媒ガスを冷却し凝縮液化させるコンデンサと、オルタネータからの電力供給により駆動され、コンデンサを冷却するための電動ファンとを少なくとも備える冷凍サイクルに適用され、冷房負荷の代用として高圧圧力値により電動ファンの駆動を可変する車両の空調制御装置に、コンプレッサ動力とオルタネータ動力との和から補機動力を算出して、その和が最小になるように電動ファン制御手段でコンデンサの電動ファンを最適に制御することにより、燃費改善を図るものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２１９５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術の制御方法では、電動ファンを稼働させるための条件が成立しているか否かを判断するために煩雑な計算をしなければならないため、装置全体の製造コストが増大する恐れがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、製造コストを増大することなく、十分な冷房性能を備えつつ、燃費を改善する車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、エンジンの駆動力を動力源とする圧縮機と、この圧縮機で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサに風を当てる冷却ファンと、これら圧縮機と冷却ファンの稼働状態を制御する制御手段とを備えた車両用空調装置であって、当該車両用空調装置が稼働状態であって、前記制御手段に入力される前記エンジンに設けられた回転数センサの出力信号によって車両がアイドル運転状態であると該制御手段が判断した場合には、この制御手段が前記冷却ファンに稼働指令を出力することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の車両用空調装置において、前記制御手段に入力される車両に設けられた車速センサの出力信号によって車両が所定の速度よりも低速走行状態であると該制御手段が判断した場合には、この制御手段が前記冷却ファンに稼働指令を出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１、または請求項２に記載の車両用空調装置において、エバポレータ出口の空気温度が目標温度よりも高いと前記制御手段が判断した場合には、この制御手段が前記冷却ファンに稼働指令を出力することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記制御手段に入力される前記エンジンに設けられた回転数センサの出力信号によってエンジンがアイドル運転状態であると該制御手段が判断し、且つ前記圧縮機出口の冷媒圧力が所定の圧力よりも低い場合には、前記制御手段がエアコン使用時のアイドル回転数ＵＰ量を変更する指令信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記制御手段が前記冷却ファンに稼働指令を出力する際に、最大風量運転をするように稼働指令を出力することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、車両がアイドル運転状態の場合に冷却ファンを稼働するという比較的単純な制御を行うことにより、コンデンサ内の冷媒を十分に冷却して、圧縮機の負荷を小さくし、車両用空調装置全体の負荷を小さくすることで、製造コストを増大することなく、冷房性能を確保しつつ、燃費の改善を行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、車両が低速走行状態の場合に冷却ファンを稼働するという比較的単純な制御を行うことにより、コンデンサ内の冷媒を十分に冷却して、圧縮機の負荷を小さくし、車両用空調装置全体の負荷を小さくすることで、製造コストを増大することなく、冷房性能を確保しつつ、燃費の改善を行うことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１と請求項２の効果に加えて、エバポレータ出口温度が目標温度よりも高い場合に冷却ファンを稼働することで、コンデンサ内の冷媒を十分に冷却して、エバポレータでの吸熱量を増加させるので、装置全体を大型化することなく、冷房性能を確保することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜請求項３の効果に加えて、圧縮機出口の冷媒圧力を車両用空調装置全体の負荷と見なし、空調装置の負荷が小さい場合、すなわち圧縮機出口の冷媒圧力が所定値よりも小さい場合に、空調装置稼働時に通常行われているアイドル運転状態でのエンジン回線数を高めるアイドルアップ制御の目標回転数を下げることによって、エンジンの燃料消費量を低減し、燃費の改善を行うことができる。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜請求項３の効果に加えて、制御手段が冷却ファンに最大風量運転をするように稼働指令を出すことによって、十分な冷房性能を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る車両用空調装置１の一実施形態の構成を示すブロック図、図２は本実施形態の車両用空調装置の構成を示す回路概要図である。図３はトライナリスイッチの制御条件を示す線図で（ａ）は高低圧側スイッチの制御条件、（ｂ）は中圧側スイッチの制御条件が示されている。図４は車両の速度に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートで、図５は図４に示される制御が行われた場合に冷却ファンの稼働条件を示す線図である。図６はエバポレータ出口での空調風温度に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートで、図７は図６に示される制御が行われた場合に冷却ファンの稼働条件を示す線図である。図８はアイドリング状態でのエンジン負荷に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートである。
【００１７】
図１、図２に示されるように、本実施形態の車両用空調装置１は、内部を冷媒が循環する冷凍サイクル１０と、空調風の温度調節を行いつつ車室内の各部に配風する空調ユニット２０と、これら冷凍サイクル１０と空調ユニット２０の制御を行う制御手段３０とから構成されている。
【００１８】
冷凍サイクル１０は、エンジン駆動力を動力源とし、冷媒を吸入、圧縮する圧縮機１１と、この圧縮機１１から圧送された冷媒を冷却するコンデンサ１２と、このコンデンサ１２で冷却され、凝縮した液状冷媒を分離するリキッドタンク１３と、リキッドタンク１３を通過したガス状冷媒を膨張させる膨張弁１４と、この膨張弁１４で膨張した冷媒が周囲から熱を奪うエバポレータ１５とを備えている。
【００１９】
また、コンデンサ１２には、冷却ファン１６が設置されており、制御手段３０の要求に応じて各冷却ファン１６を稼働し、コンデンサ１２に風を当てることで冷媒を冷却することができる。
【００２０】
さらに、リキッドタンク１３と膨張弁１４の間の配管経路中には、トライナリスイッチ３１が設けられている。このトライナリスイッチ３１は圧力スイッチの一種で、図３（ａ）に示されるように、配管内の冷媒が配管の継ぎ目部分などから漏れ出すことにより、配管内の圧力が極端に下がった場合、このまま圧縮機１１を稼働させると圧縮機１１が壊れる恐れがあるため、高低圧スイッチ３１ａが電気回路を遮断し、圧縮機１１を停止させる構成になっている。
【００２１】
また、トライナリスイッチ３１は、冷凍サイクル１０全体の温度が上昇するなどによって配管内の圧力が極端にあがった場合、このまま圧縮機１１を稼働させると冷凍サイクル１０の耐久性が低下する恐れがあるため、電気回路を遮断し、圧縮機１１を停止させる構成になっている。
【００２２】
なお、本実施形態の車両用空調装置１では、冷媒を冷却するために設けられた冷却ファン１６が、コンデンサ１２に併設され、エンジン冷却水を冷却するラジエータ１７に風を当ててエンジン冷却水を冷却する機能を備えている。
【００２３】
空調ユニット２０は、内部に送風路２２が形成されたユニットケース２１と、送風路２２に空調風を導入する送風機２３と、送風路２２内に導入された空調風を冷却する前記エバポレータ１５と、エンジン冷却水を熱源としエバポレータ１５を通過した空調風を加熱するヒータコア２４と、温度調節された空調風を車室内の各部に送風する吹出し口２５とを備えている。また、送風路２２のエバポレータ１５下流には、エバポレータ出口温度センサ３２が設置され、エバポレータ１５出口での空調風温度が計測されている。
【００２４】
制御手段３０には、図２に示されるように、エンジン回転数センサ３３出力信号、車速センサ３４出力信号、エバポレータ出口温度センサ３２出力信号、トライナリスイッチ３１出力、エンジン冷却水温度センサ３５などが入力され、これら入力された情報を元に制御手段３０が圧縮機１１、および冷却ファン１６を起動する。
【００２５】
また、制御手段３０は、電源回路内にメインリレー３６を備えており、イグニッション電源が入るとメインリレー３６が導通し、制御手段３０に電源が入る。さらに、制御手段３０は、圧縮機リレー３７に電圧を印加して圧縮機制御回路を閉じ、圧縮機１１の電磁クラッチ３７ａを締結することで圧縮機１１を起動する。さらにまた、制御手段３０は、冷却ファンメインリレー３８と２つの冷却ファン制御リレー３８ａ、３８ｂを備えており、これら３つのリレー３８、３８ａ、３８ｂを導通することによって各冷却ファン１６がＨｉ−Ｌｏｗ制御される。
【００２６】
＜制御方法＞
−アイドル制御−
本実施形態の車両用空調装置１が稼働状態であって、制御手段３０に入力されるエンジンに設けられたエンジン回転数センサ３３の出力信号によって車両がアイドル運転状態であると制御手段３０が判断した場合、圧縮機１１の負荷によってエンジンがストールしないようにエンジン回転数を所定の目標回転数まで増速するアイドルアップ制御。また、制御手段３０が冷却ファン１６に最大風量運転での稼働指令を出力し、冷却ファン１６が稼働する冷却ファンＨｉ稼働状態。
【００２７】
そしてこのとき、図８に示されるように、トライナリスイッチ３１の中圧スイッチ３１ｂによって冷媒配管内の圧力が図３（ｂ）に示される所定の範囲内にあると判断された場合には、制御手段３０がエンジン冷却水温度センサ３５出力からラジエータ１７を冷却する必要性の有無を判断する。ラジエータ１７を冷却する必要が無いと判断された場合には、冷却ファン１６が冷却ファンＬｏｗ稼働状態。
【００２８】
また、冷却ファンＬｏｗ稼働状態になったことにより、エンジンへの負荷が軽減されるので、目標回転数を下げ、燃料消費量を低減する。なお、さらに条件が整った場合には、アイドルアップ制御を停止することも可能である。
【００２９】
−車速制御−
本実施形態の車両用空調装置１が稼働状態であって、制御手段３０に入力される車速センサ３４の出力信号によって車両が走行状態であると制御手段３０が判断した場合、図４に示されるように、車速センサ３４の出力信号によって車両が加速状態、または減速状態であるか否かを判断する。そして、図５に示されるように、加速状態であると制御手段３０が判断した場合には、車速に応じて冷却ファンの稼働状態を冷却ファンＨｉ稼働状態から冷却ファンＬｏｗ稼働状態、冷却ファン停止状態へと切り替えられる。
【００３０】
また、減速状態であると制御手段３０が判断した場合にも、車速に応じて冷却ファンの稼働状態を冷却ファン停止状態から冷却ファンＬｏｗ稼働状態、冷却ファンＨｉ稼働状態へと切り替えられる。
【００３１】
−空調風温度制御−
本実施形態の車両用空調装置１が稼働状態であって、エバポレータ１５出口の空調風温度が目標温度よりも高いと制御手段３０が判断した場合、図６に示されるように、空調風温度と目標温度との温度差に応じて冷却ファンの稼働状態を冷却ファンＨｉ稼働状態、冷却ファンＬｏｗ稼働状態、冷却ファン停止状態のいずれかに切り替える。
【００３２】
以上の構成により、車両がアイドル運転状態の場合に冷却ファン１６を稼働するという比較的単純な制御を行うことにより、コンデンサ１２内の冷媒を十分に冷却して、圧縮機１１の負荷を小さくし、車両用空調装置１全体の負荷を小さくすることで、製造コストを増大することなく、冷房性能を確保しつつ、燃費の改善を行うことができる。
【００３３】
また、車両が低速走行状態の場合に冷却ファン１６を稼働するという比較的単純な制御を行うことにより、コンデンサ１２内の冷媒を十分に冷却して、圧縮機１１の負荷を小さくし、車両用空調装置１全体の負荷を小さくすることで、製造コストを増大することなく、冷房性能を確保しつつ、燃費の改善を行うことができる。
【００３４】
さらにエバポレータ１５出口温度が目標温度よりも高い場合に冷却ファン１６を稼働することで、コンデンサ１２内の冷媒を十分に冷却して、エバポレータ１５での吸熱量を増加させるので、装置全体を大型化することなく、冷房性能を確保することができる。
【００３５】
圧縮機１１出口の冷媒圧力を車両用空調装置１全体の負荷と見なし、車両用空調装置１の負荷が小さい場合、すなわち圧縮機１１出口の冷媒圧力が所定値よりも小さい場合に、空調装置稼働時に通常行われているアイドル運転状態でのエンジン回線数を高めるアイドルアップ制御の目標回転数を下げることによって、エンジンの燃料消費量を低減し、燃費の改善を行うことができる。
【００３６】
制御手段３０が冷却ファン１６に最大風量運転をするように稼働指令を出すことによって、十分な冷房性能を確保することができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、冷却ファンを１機で稼働する説明をしたが、冷却ファンを２機稼働させて、十分な冷房性能を確保させても良い。この場合においては、冷却ファンを２機稼働させている分、より早く冷房性能を確保することができ、ひいてはさらなる燃料消費量を低減し、燃費の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の車両用空調装置の構成を示す回路図である。
【図３】トライナリスイッチの制御条件を示す線図で（ａ）は高低圧側スイッチの制御条件、（ｂ）は中圧側スイッチの制御条件が示されている。
【図４】車両の速度に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートである。
【図５】図４に示される制御が行われた場合に冷却ファンの稼働条件を示す線図である。
【図６】エバポレータ出口での空調風温度に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】図６に示される制御が行われた場合に冷却ファンの稼働条件を示す線図である。
【図８】アイドリング状態でのエンジン負荷に応じて制御手段で行われる制御の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…車両用空調装置
１１…圧縮機
１５…エバポレータ
１６…冷却ファン
３０…制御手段
【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】
2004284534.tif 000008
【図７】
2004284534.tif 000009
【図８】
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