(57)【要約】【課題】車両用冷却システムにおいて電動コンプレッサを良好に起動させる。【解決手段】エアコンスイッチ１０ａがオンされた状態で、エバポレータ５の吹出空気温度が一定温度（すなわち、氷点温度）よりも高く、車速が一定速度未満のときには、冷却ファン８により送風を開始する。その後、一定期間ｔ経過すると、電動コンプレッサ１を起動させる。このため、冷却ファン８の回転数が目標回転数まで到達して、冷却ファン８の冷却能力が一定レベルまで到達してから、電動コンプレッサ１を起動させるため、コンデンサ８で高圧冷媒を十分に冷やすことができる。したがって、冷媒圧力を適正な値にすることができるので、電動コンプレッサを良好に起動させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する電動コンプレッサ（１）と、
前記電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却する冷却器（２）と、
前記冷却器から排出される冷媒を減圧する減圧器（４）と、
前記減圧器により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却する冷房用熱交換機（５）と、
前記冷却器を冷却するために前記冷却器に対して送風する電動送風機（８）と、を備える車両用冷凍サイクル装置であって、
前記電動送風機を始動開始後一定期間経過後に前記電動コンプレッサの稼働を開始させるように前記電動コンプレッサを制御する制御手段（１０）を備えることを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮するための電動送風機を備える車両用冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリット自動車などに搭載される冷凍サイクル装置において、冷媒を圧縮する電動コンプレッサと、電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサから排出される冷媒を減圧する膨張弁と、この膨張弁により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却するエバポレータとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この特許文献１には、コンデンサの冷却装置について記載されていないが、一般的な車両用冷凍サイクル装置には、コンデンサを冷却するためにコンデンサに向けて送風する電動送風機が設けられている。
【特許文献１】特開平８−２０２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、上述の冷凍サイクル装置において電動コンプレッサの起動直後の動作について鋭意検討したところ、次のような問題点がわかった。
【０００５】
電動コンプレッサの起動直後においてエバポレータから短期間で高い冷房能力を得るために、電動コンプレッサを短期間で高回転数まで回転させことが必要となっている。この場合、電動コンプレッサの起動と同時に電動送風機による送風を開始しても、電動送風機の回転数を目標回転数まで上昇させるのに時間がかかり、電動送風機による送風では、コンデンサを十分に冷却することができない。
【０００６】
このため、コンデンサでは高圧冷媒を十分に冷やすことができなく、冷媒圧力がオーバーシュートを起こすことで、電動コンプレッサに対して高い負荷がかかり、余分な電力を消費する。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、電動コンプレッサを良好に起動させるようにした冷凍サイクル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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ（１）と、電動コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却する冷却器（２）と、冷却器から排出される冷媒を減圧する減圧器（４）と、減圧器により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却する冷房用熱交換機（５）と、冷却器を冷却するために冷却器に対して送風する電動送風機（８）と、を備え、電動送風機を始動開始後一定期間経過後に電動コンプレッサの稼働を開始させるように電動コンプレッサを制御する制御手段（１０）を備えることを特徴とする。
【０００９】
したがって、電動送風機を始動開始後一定期間経過後に電動コンプレッサを起動させるため、冷却器に対する電動送風機の十分な冷却能力を確保した状態で電動コンプレッサを起動させることになる。このため、冷却器を十分に冷やすことができるので、冷媒圧力のオーバーシュートが起こることはない。このため、電動コンプレッサに対して高い負荷がかからず、電動コンプレッサを良好に起動させることができる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明の車両用冷凍サイクル装置が適用されたハイブリット自動車の車両用冷却システムの一実施形態を示す。
【００１２】
本実施形態の車両用冷却システムは、図１に示すように、電動コンプレッサ１、コンデンサ２、圧力センサ３、膨張弁４、エバポレータ５、ラジエータ７、および冷却ファン８、９を備えている。電動コンプレッサ１は、電動モータにより駆動されて冷媒を圧縮する。コンデンサ２は、冷却ファン８からの送風空気によって電動コンプレッサ１から吐出される高圧冷媒を冷却する。膨張弁４は、コンデンサ２から排出される冷媒を減圧する。
【００１３】
エバポレータ５は、空調装置の室内空調ユニット内に配置される冷房用熱交換機であって、冷媒を蒸発させて空気を冷却する。ラジエータ７は、冷却ファン９からの送風空気によってエンジン冷却水を冷却する。冷却ファン８は、コンデンサ２を冷却するためにコンデンサ２に対して送風する。冷却ファン９は、ラジエータ７を冷却するためにラジエータ７に対して送風する。
【００１４】
次に、本実施形態の車両用冷却システムの電気回路構成について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の車両用冷却システムの電気回路構成を示す模式図である。
【００１５】
車両用冷却システムは、インバータ２ａ、圧力センサ３、温度センサ６、エアコンＥＣＵ１０、エンジンＥＣＵ１１、ファン駆動回路１１ａ、エアコンスイッチ１０ａ、車速センサ１３、および水温センサ１４を備えている。エアコンＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ、メモリ、タイマ回路などから構成される周知の電子制御装置であって、エンジンＥＣＵ１１との間の通信を介してセンサ１３、１４、１５の検出値を取得し、これら検出値に基づいて電動コンプレッサ１を制御する。インバータ２ａは、エアコンＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、電動コンプレッサ１の電動モータを駆動する。温度センサ６は、エバポレータ５から吹き出された空気温度を検出する。
【００１６】
エンジンＥＣＵ１１は、センサ１３、１４、１５の各検出信号に基づき、ファン駆動回路１１ａを介して冷却ファン８、９を制御する。ファン駆動回路１１ａは、エンジンＥＣＵ１１からの制御信号に基づいて冷却ファン８、９を駆動する。圧力センサ１５は、コンデンサ２から排出された冷媒の圧力を検出する。車速センサ１３は、車両駆動輪の回転数に基づいて車両速度を検出する。水温センサ１４は、エンジン冷却水の温度を検出する。エアコンスイッチ１０ａは、電動コンプレッサ１を始動させるために乗員から操作されるスイッチである。
【００１７】
次に、本実施形態の車両用冷却システムの作動について図３、図４を参照して説明する。図３はエアコンＥＣＵ１０の制御処理を示すフローチャートであり、図４は、（ａ）エアコンスイッチ１０ａの操作状態、（ｂ）エバポレータ５の吹出空気温度（図中エバ後温度と記す）、（ｃ）車速センサ１３の検出出力、（ｄ）冷却ファン８の動作状態、および（ｅ）電動コンプレッサ１の動作状態を示すタイミングチャートである。
【００１８】
エアコンＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチＩＧがオンされると、図３のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。コンピュータプログラムは、一定期間毎に繰り返し実行される。
【００１９】
まず、乗員がエアコンスイッチ１０ａをオンされていると、ステップ１００でＹＥＳと判定する。次に、ステップ１０１において、エンジンＥＣＵ１１から取得した温度センサ６の検出温度に基づいて、エバポレータ５から吹き出された空気温度が一定温度よりも高いか否かについて判定する。エバポレータ５から吹き出された空気温度が一定温度よりも高いときにはＹＥＳと判定する。
【００２０】
その後、ステップ１０２において、エンジンＥＣＵ１１を介して取得した圧力センサ１５の検出値に基づいて、電動コンプレッサ１の入口側に冷媒が十分に戻っているか否かについて判定する。
【００２１】
例えば、圧力センサ１５の検出値が一定レベル以上のときには、電動コンプレッサ１の入口側に冷媒が十分に戻っていると判定する。これに伴い、ステップ１０２においてＹＥＳと判定して、ステップ１０３に移行して、エンジンＥＣＵ１１に対して冷却ファン８を始動させる指令信号を出力する。これに伴い、エンジンＥＣＵ１１がインバータ２ａを介して冷却ファン８の制御を開始するため、冷却ファン８がコンデンサ２に向けて送風を開始することになる。
【００２２】
その後、エアコンＥＣＵ１０は、ステップ１０４において、エンジンＥＣＵ１１を介して取得した車速センサ１３の検出出力に基づいて、車速が一定速度未満であるか否かについて判定する。車速が一定速度未満であるときにはＹＥＳと判定して、ステップ１０５に移行してタイマの計時を開始させる。
【００２３】
その後、ステップ１０６において、タイマの計時に基づき一定時間（ｔ）、経過したか否かを判定する。一定時間（ｔ）、経過するまでステップ１０６でＮＯとの判定を繰り返し、その後、一定時間（ｔ）、経過するとステップ１０６でＹＥＳと判定し、ステップ１０７で電動コンプレッサ１を起動させる。これにより、電動コンプレッサ１が冷媒の圧縮を開始し、その冷媒が電動コンプレッサ１→コンデンサ２→膨張弁４→エバポレータ５→電動コンプレッサ１の経路で循環する。
【００２４】
また、ステップ１０４において、エンジンＥＣＵ１１から取得した車速センサ１３の検出出力に基づいて、車速が一定速度以上であるときには、ステップ１０４、１０５の処理をスキップして電動コンプレッサ１を起動させる（ステップ１０７）。
【００２５】
なお、ステップ１０１において、エバポレータ５から吹き出された空気温度が一定温度よりも低いにはＮＯと判定してステップ１００に戻る。また、ステップ１０２において、圧力センサ１５の検出値が一定レベル未満のときには、冷媒が不足しているとしてＮＯと判定してステップ１００に戻る。
【００２６】
以上のようにエアコンＥＣＵ１０による制御処理が行われるため、エアコンスイッチ１０ａがオン（ＯＮ）された状態で（図４中（ａ）参照）、エバポレータ５の吹出空気温度が一定温度（すなわち、氷点温度）よりも高く（図４中（ｂ）参照）、車速が一定速度未満（具体的には０ｋｍ／ｓｅｃ、或いは低速）のとき（図４中（ｃ）参照）、冷却ファン８により送風を開始する（図４中（ｄ）参照）。その後、一定期間ｔ経過すると、電動コンプレッサ１を起動させる（図４中（ｅ）参照）。
【００２７】
また、エアコンスイッチ１０ａがオン（ＯＮ）された状態で（図中（ａ）参照）、エバポレータ５の吹出空気温度が一定温度（すなわち、氷点温度）よりも高く（図４中（ｂ）参照）、車速が一定速度以上のときには（図４中（ｃ）参照）、冷却ファン８により送風を開始する（図４中（ｄ）参照）とともに、電動コンプレッサ１を起動させる（図４中（ｅ）参照）。
【００２８】
以上説明したように本実施形態によれば、車速が一定速度未満のとき、冷却ファン８により送風を開始して一定期間ｔ経過すると、電動コンプレッサ１を起動させる。このため、冷却ファン８の回転数が目標回転数まで到達して、冷却ファン８の冷却能力が一定レベルまで到達してから、電動コンプレッサ１を起動させるため、電動コンプレッサ１を起動させても、コンデンサ８で高圧冷媒を十分に冷やすことができる。
【００２９】
ここで、上述のように、冷却ファン８の起動と同時に、電動コンプレッサ１を起動させると、図５中グラフａに示すように、コンデンサでは高圧冷媒を十分に冷やされないため、冷媒圧力がオーバーシュートを起こす。
【００３０】
これに対して、本実施形態によれば、冷却ファン８の冷却能力が一定レベルまで到達してから、電動コンプレッサ１を起動させるため、コンデンサ８で高圧冷媒を十分に冷やした状態で膨張弁４およびエバポレータ５を経て電動コンプレッサ１に戻される。したがって、コンデンサ８で高圧冷媒を十分に冷やすことになり、図５中グラフｂに示すように、冷媒圧力を適正な値にすることができるので、電動コンプレッサ１に対して高い負荷がかからず、電動コンプレッサ１を良好に起動させることができる。
【００３１】
ここで、電動コンプレッサ１から発生する高音域の騒音は、一般的に、聞き慣れいない。また、ハイブリット自動車の走行用エンジンの停止状態時（或いは低速状態）では、走行用エンジンの騒音が低い状態になる。このため、走行用エンジンの停止状態時で冷却ファン８の起動と同時に、電動コンプレッサ１を起動させると、図６中グラフｃに示すように、冷却ファン８から発生する騒音（図６中グラフｄ参照）の立ち上がりが遅いため、乗員にとっては、電動コンプレッサ１から発生する高音域の騒音（金属音）が極まって聞こえることになる。
【００３２】
すなわち、ハイブリット自動車の走行用エンジンの停止状態時で冷却ファン８の起動と同時に、電動コンプレッサ１を起動させると電動コンプレッサ１から発生する高音域の騒音が、走行用エンジンの騒音によって、誤魔化（マスキング）されることもない。
【００３３】
これに対して、本実施形態によれば、冷却ファン８により送風を開始して一定期間ｔ経過してから、電動コンプレッサ１を起動させるため、電動コンプレッサ１から発生する騒音（図７中グラフｆ参照）は冷却ファン８から発生する騒音（図７中グラフｅ参照）によって、誤魔化（マスキング）される。このため、乗員に与える騒音による違和感を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る車両用冷却システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上述の実施形態の車両用冷却システムの電気的概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２のエアコンＥＣＵの制御処理を示すフローチャートである。
【図４】上述の実施形態の車両用冷却システムの概略作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】上述の実施形態の冷媒圧力の変化を説明するためのグラフである。
【図６】騒音を説明するためのグラフである。
【図７】上述の実施形態の騒音を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
２ａ…インバータ、３…圧力センサ、１０…エアコンＥＣＵ、
１１…エンジンＥＣＵ、１１ａ…ファン駆動回路、
１０ａ…エアコンスイッチ、６…温度センサ、
１３…車速センサ、１４…水温センサ。
【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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