(57)【要約】【課題】  車室内温度に応じてエンジン駆動コンプレッサと電動コンプレッサを選択的に運転したり、同時に運転することにより冷房能力を増強し、かつ運転時の燃費を改善することができる機能性及び快適性に優れた車両用冷房装置の運転方法を提供すること。【解決手段】  車室内温度が所定値未満のときは電動コンプレッサのみを運転し、所定温度以上のときはエンジン駆動コンプレッサと電動コンプレッサの同時運転を可能にした。また、電動コンプレッサの運転可否を車両の蓄電部の蓄電残量により判定し、所定量未満のときはエンジン駆動コンプレッサによる運転モードに切り替えるようにした。さらに、エンジン回転数が所定回転数未満の場合には、電動コンプレッサによる運転モードを選択するようにした。【選択図】  図５
2005081960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサと、凝縮器と、膨張器と、蒸発器とが冷媒配管で環状に接続された冷凍サイクルを有し、制御装置により制御されて蓄電部からの電力供給により作動する電動コンプレッサが前記エンジン駆動コンプレッサと並列に配置された車両用冷房装置の運転方法であって、
車室内温度が第１設定温度未満の場合、前記電動コンプレッサのみを運転し、車室内温度が前記第１設定温度以上の場合、前記エンジン駆動コンプレッサと前記電動コンプレッサとを同時に運転できるようにしたことを特徴とする車両用冷房装置の運転方法。
【請求項２】
第２設定温度は前記第１設定温度よりも大きく、車室内温度が前記第２設定温度よりも大きい場合、前記エンジン駆動コンプレッサと前記電動コンプレッサとを同時に運転し、車室内温度が前記第１設定温度以上で前記第２設定温度以下の場合、前記エンジン駆動コンプレッサのみを運転するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両用冷房装置の運転方法。
【請求項３】
前記電動コンプレッサの運転可否を前記蓄電部の蓄電残量により判定し、該蓄電残量が所定値未満のときは、前記エンジン駆動コンプレッサのみを運転するようにしたことを特徴とする請求項１あるいは２記載の車両用冷房装置の運転方法。
【請求項４】
エンジン回転数が所定値未満のとき、前記電動コンプレッサを優先的に運転させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用冷房装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走行用エンジンで駆動される車両用冷房装置の改良に関し、さらに詳しくは、電気的に駆動できる付加型の電動コンプレッサをエンジン駆動コンプレッサと並列に配置した冷凍サイクルをもつ車両用冷房装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用冷房装置では、走行用エンジンで駆動される第１コンプレッサとは別に、副電池を電源とする別付けモータによりベルトを介して駆動される第２コンプレッサを設け、走行用エンジンが停止すると自動的に電気回路を切り替えて第２コンプレッサを駆動するモータに副電池を接続し、第２コンプレッサを駆動して冷凍機の運転を継続し冷凍室の低温保持を継続するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、第１コンプレッサと並列に設けられた第２コンプレッサに接続される吸入管及び吐出管は、第１コンプレッサの低圧配管及び高圧配管からそれぞれ分岐されて接続されている。そして、低圧配管、高圧配管、吸入管及び吐出管の分岐点近傍には、第１コンプレッサあるいは第２コンプレッサが駆動される時に、冷媒の吸入、吐出の順方向に連通するようにそれぞれ逆止弁が設けられている。この逆止弁により、第１コンプレッサの駆動時には第２コンプレッサ側に冷媒やオイルを逆流させない構成としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２７７５３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、上記従来の構成では、エンジンが停止した時だけ電動コンプレッサを作動させるように設定していることから、車両用冷房装置は機能的には冷房性を確保するだけの手段となり、性能の点で大きなメリットはなく、コストパフォーマンスを考えると割高感はぬぐえない。
【０００６】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、車室内温度に応じてエンジン駆動コンプレッサと電動コンプレッサを選択的に運転したり、同時に運転することにより冷房能力を増強し、かつ運転時の燃費を改善することができる機能性及び快適性に優れた車両用冷房装置の運転方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、走行用エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサと、凝縮器と、膨張器と、蒸発器とが冷媒配管で環状に接続された冷凍サイクルを有し、制御装置により制御されて蓄電部からの電力供給により作動する電動コンプレッサが前記エンジン駆動コンプレッサと並列に配置された車両用冷房装置の運転方法であって、車室内温度が第１設定温度未満の場合、前記電動コンプレッサのみを運転し、車室内温度が前記第１設定温度以上の場合、前記エンジン駆動コンプレッサと前記電動コンプレッサとを同時に運転できるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、第２設定温度は前記第１設定温度よりも大きく、車室内温度が前記第２設定温度よりも大きい場合、前記エンジン駆動コンプレッサと前記電動コンプレッサとを同時に運転し、車室内温度が前記第１設定温度以上で前記第２設定温度以下の場合、前記エンジン駆動コンプレッサのみを運転するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記電動コンプレッサの運転可否を前記蓄電部の蓄電残量により判定し、該蓄電残量が所定値未満のときは、前記エンジン駆動コンプレッサのみを運転するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、エンジン回転数が所定値未満のとき、前記電動コンプレッサを優先的に運転させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明によれば、車室内温度が第１設定温度未満で熱的負荷が小さい場合、電動コンプレッサによる運転を選択し、エンジン駆動コンプレッサの運転を停止するようにしたので、エンジンの負荷が少なくなり、車両の燃費を改善することができる。また、車室内温度が第１設定温度以上の場合、エンジン駆動コンプレッサと電動コンプレッサの同時運転を可能とし、必要に応じて２台のコンプレッサの同時運転を選択することで、高い冷房性能を発揮することができる。その結果、急速なクールダウンあるいは優れた冷房即効性を実現することができ、機能性及び快適性に優れた車両用冷房装置を提供することができる。
【００１２】
また、蓄電部の蓄電残量が少ない場合には、強制的にエンジン駆動コンプレッサによる冷房を選択するようにしたので、車両用冷房装置の機能性を向上させることができる。
【００１３】
さらに、エンジン回転数の判定を加味し、車室内温度が第１設定温度以上でもエンジン回転数が所定値未満で、例えばエンジンが停止している場合には、電動コンプレッサによる運転モードを選択することで、エンジンの効率の良くない領域あるいはエンジン停止時におけるエンジン駆動コンプレッサによる運転を避けることができ、車両の燃費を改善することができるとともに、機能性を向上させることができる。ただし、電動コンプレッサによる冷房運転の前提条件としての蓄電残量の判定以前に、エンジン回転数の判定を設けることで、蓄電残量が少ない場合にはエンジン駆動コンプレッサの運転に切り換えることができ、機能性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明にかかる車両用冷房装置の全体概念図を示している。
図１に示されるように、車両を走行させるエンジン１には、ベルトを介して駆動されるコンプレッサ２が並設され、コンプレッサ２は、凝縮器３、膨張器４、蒸発器５とともに冷媒配管により環状に連結されて冷凍サイクルを構成している。エンジン１は車両を走行させるとともに、ベルトを介してコンプレッサ２を駆動し、上記冷凍サイクルを有する車両用冷房装置に冷媒を圧縮して搬送する。
【００１５】
電動コンプレッサ１０は、上記エンジン駆動のコンプレッサ２と並列に配置され、制御装置１１により蓄電部１２から電力の供給を受け、電気的に圧縮メカ部と一体に構成された外付けブラシレスモータにより駆動されて冷媒を圧縮する。
【００１６】
エンジン１で走行する車両が走行を停止した時にエンジン１が停止すると、エンジン１によりベルトを介して駆動されていたコンプレッサ２も停止するため、車両用冷房装置は冷媒の循環が停止する。その結果、冷房機能が損なわれ、車室温度の上昇や、窓ガラスの曇りが発生し、運転者や同乗者にとって不快感が生じるとともに安全面でも問題が生じる。そこで、本発明においては、電動コンプレッサ１０を運転することで、冷房機能を確保するように設定している。
【００１７】
図２は、本発明にかかる車両用冷房装置に用いられる電動コンプレッサ１０の一例を示す断面図であり、下部に容器２１の中に配置された圧縮メカ部２２を、上部に外付けブラシレスモータ２３を配置した縦型構成である。
【００１８】
圧縮メカ部２２からは回転駆動用のシャフト２２ａが上方に突出しており、軸封装置２４を介して容器２１からさらに上方に突出してモータ２３のロータ２３ａに連結されている。モータ２３のステータ２３ｂは容器２１に固定配置されている。吸入管２５は容器２１を貫通して圧縮メカ部２２に接続されており、吸入管２５を介して圧縮メカ部２２に導かれた冷媒は圧縮メカ部２２で圧縮され、吐出弁２６から容器２１の内部に流出する。
容器２１の下部には油溜り部２７が形成されており、油溜り部２７に貯留された冷凍機油２８は、圧縮メカ部２２から下方に突出するシャフト２２ｂの回転により圧縮メカ部２２に供給される。容器２１内に流出した冷媒はオイルが分離された後、吐出管２９から吐出される。
【００１９】
実施の形態１．
図３は、本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態１を示すフローチャートを示している。
【００２０】
まず、ステップＳ１において、冷房が必要かどうかの判定を、例えば冷房装置のスイッチがＯＮされているかどうかを判定して行い、必要でない場合には、ステップＳ２に移行して、エンジン駆動コンプレッサ２あるいは電動コンプレッサ１０による冷房運転を行わない。一方、ステップＳ１において、冷房が必要と判定されると、車室内の現在温度のレベルに応じて３段階の運転モードのいずれかが選択される。
【００２１】
すなわち、ステップＳ３において、車室内温度Ｔｒが第１設定温度（例えば、２５℃）より小さいかどうかの判定が行われ、車室内温度Ｔｒが第１設定温度未満の場合、熱的負荷が小さく少ない冷房能力で充分であると判断して、ステップＳ５に移行し、電動コンプレッサ１０による運転が選択される。この時、エンジン駆動コンプレッサ２の運転は行わない。
【００２２】
一方、ステップＳ３において、車室内温度Ｔｒが第１設定温度以上と判定されると、ステップＳ４に移行して、車室内温度Ｔｒが第２設定温度（例えば、３０℃）より大きいかどうかの判定を行う。車室内温度Ｔｒが第２設定温度より大きい場合、乗員は車室内の早い冷却を望むのが一般的であることから、ステップＳ６に移行して、エンジン駆動コンプレッサ２と電動コンプレッサ１０の同時運転が選択され、高い冷房性能を発揮して、急速なクールダウンが実現される。逆に、車室内温度Ｔｒが第２設定温度以下（第２設定温度≧Ｔｒ≧第１設定温度）の場合、エンジン駆動コンプレッサ２による運転が選択され、電動コンプレッサ１０の運転は行わない。
【００２３】
なお、エンジン駆動コンプレッサ２のＯＮ／ＯＦＦは、例えばエンジン駆動コンプレッサ２に装着された電磁クラッチにより行われる。
【００２４】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態２を示すフローチャートを示しており、実施の形態１の構成に加えて、電動コンプレッサ１０を駆動するための蓄電部１２の残量に応じて運転モードの判定を行うようにしている。通常、蓄電部１２として採用されるバッテリは、エンジンの作動時にベルトを介して発電機を駆動して発電を行うが、最新の環境車では、ブレーキ動作時に発電機を負荷として運転して発電する方法を併用し、よりエネルギ効率の高いシステムを実現している。したがって、大容量かつ高電圧仕様のバッテリが増加して、従来に比べ電気的負荷許容量及び許容時間が拡大してはいるが、依然としてバッテリ残量の下限は存在するので、本実施の形態では、このような判定を設けている。そして、バッテリ残量が少ない場合には、強制的にエンジンを作動させ、エンジン駆動コンプレッサ２の運転に切り換えている。
【００２５】
本実施の形態におけるステップＳ１１〜Ｓ１４は、上述した実施の形態１におけるステップＳ１〜Ｓ４と同じであり、以下バッテリを蓄電部１２に採用した場合を例にとり相違点のみ説明する。
【００２６】
ステップＳ１３において、車室内温度Ｔｒが第１設定温度未満と判定されると、ステップＳ１５に移行し、バッテリ（蓄電部１２）の残量（蓄電残量）が所定値以上かどうかを判定する。バッテリの残量が所定値以上の場合には、ステップＳ１６において、電動コンプレッサ１０による運転が選択される一方、バッテリの残量が所定値未満の場合には、ステップＳ１７において、エンジン駆動コンプレッサ２による運転が選択され、電動コンプレッサ１０の運転は行わない。
【００２７】
また、ステップＳ１４において、車室内温度Ｔｒが第２設定温度より大きいと判定されると、ステップＳ１８に移行して、バッテリ残量の判定が行われ、バッテリ残量が所定値以上の場合には、ステップＳ１９において、エンジン駆動コンプレッサ２と電動コンプレッサ１０の同時運転が選択され、高い冷房性能を発揮して、急速なクールダウンが実現される。逆に、ステップＳ１８において、バッテリ残量が所定値未満と判定された場合や、ステップＳ１４において、車室内温度Ｔｒが第２設定温度以下（第２設定温度≧Ｔｒ≧第１設定温度）と判定されると、ステップＳ１７において、エンジン駆動コンプレッサ２による運転が選択され、電動コンプレッサ１０の運転は行わない。
【００２８】
実施の形態３．
図５は、本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態３を示すフローチャートを示しており、例えばエンジンがアイドリング時に一時的に停止する車両を考慮している。すなわち、本実施の形態は、実施の形態２の構成に加えて、エンジン回転数に応じて運転モードの判定を行うようにしている。
【００２９】
本実施の形態におけるステップＳ２１〜Ｓ２６は、上述した実施の形態２におけるステップＳ１１〜Ｓ１６と同じであり、以下バッテリを蓄電部１２に採用した場合を例にとり相違点のみ説明する。
【００３０】
ステップＳ２５において、バッテリの残量（蓄電残量）が所定値未満と判定されると、ステップＳ２７において、エンジンを始動し、ステップＳ２８において、エンジン駆動コンプレッサ２による運転が選択され、電動コンプレッサ１０の運転は行わない。
【００３１】
また、ステップＳ２４において、車室内温度Ｔｒが第２設定温度より大きいと判定されると、ステップＳ２９に移行して、エンジン回転数が所定値（例えば、１０００ｒｐｍ）以上かどうかの判定を行い、エンジン回転数が所定値以上の場合は、ステップＳ３０に移行する一方、エンジン回転数が所定値未満の場合は、ステップＳ３１において、エンジンを始動した後、ステップＳ３０に移行する。
【００３２】
ステップＳ３０においては、バッテリ残量の判定が行われ、バッテリ残量が所定値以上の場合には、ステップＳ３２において、エンジン駆動コンプレッサ２と電動コンプレッサ１０の同時運転が選択され、高い冷房性能を発揮して、急速なクールダウンが実現される。逆に、ステップＳ３０において、バッテリ残量が所定値未満と判定された場合、ステップＳ２８において、エンジン駆動コンプレッサ２による運転が選択され、電動コンプレッサ１０の運転は行わない。
【００３３】
また、ステップＳ２４において、車室内温度Ｔｒが第２設定温度以下（第２設定温度≧Ｔｒ≧第１設定温度）と判定されると、ステップＳ３３において、エンジン回転数が所定値（例えば、１０００ｒｐｍ）以上かどうかの判定を行い、エンジン回転数が所定値以上の場合は、ステップＳ２８に移行する一方、エンジン回転数が所定値未満の場合は、ステップＳ２５に移行する。
【００３４】
すなわち、本実施の形態においては、エンジン回転数が所定値未満のとき、電動コンプレッサ１０を優先的に運転させるように設定するとともに、バッテリ残量が所定値未満の場合には、エンジン駆動コンプレッサ２を運転させるように設定している。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法は、車室内温度に応じてエンジン駆動コンプレッサと電動コンプレッサを選択的に運転したり、同時に運転することにより冷房能力を増強し、かつ運転時の燃費を改善することができるので、車両用冷房装置の機能性及び快適性の向上に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる車両用冷房装置の全体概念図である。
【図２】本発明にかかる車両用冷房装置に用いられる電動コンプレッサの縦断面図である。
【図３】本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態１を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態２を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかる車両用冷房装置の運転方法の実施の形態３を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  エンジン、
２  コンプレッサ、
３  凝縮器、
４  膨張器、
５  蒸発器、
１０  電動コンプレッサ、
１１  制御装置、
１２  蓄電部。
【図１】
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【図２】
2005081960.tif 000004
【図３】
2005081960.tif 000005
【図４】
2005081960.tif 000006
【図５】
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