(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）車両走行用のエンジン、または通電を受けて回転トルクを発生する電動モータのいずれか一方によって駆動可能なコンプレッサと、
（ｂ）ラジエータおよびコンデンサを冷却する冷却ファンと、
（ｃ）前記コンプレッサが前記エンジンによって駆動されている時と、前記コンプレッサが前記電動モータによって駆動されている時とで、前記冷却ファンの駆動出力を変更して制御するファン制御手段とを備え、
前記ファン制御手段は、前記コンプレッサが前記電動モータによって駆動されている時の方が、前記コンプレッサが前記エンジンによって駆動されている時より、前記冷却ファンの駆動出力を大きく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の車両用空調装置において、
前記ファン制御手段は、前記コンプレッサが前記電動モータによって駆動されている時の方が、前記コンプレッサが前記エンジンによって駆動されている時より、前記冷却ファンの駆動電圧を大きく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の車両用空調装置において、
前記ファン制御手段は、前記コンプレッサが前記電動モータによって駆動されている時の方が、前記コンプレッサが前記エンジンによって駆動されている時より、前記冷却ファンが高出力に切り替わる基準値を低く設定した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、エンジンと電動モータの一方によって駆動可能なコンプレッサを搭載する車両用空調装置に関し、特にラジエータおよびコンデンサを冷却する冷却ファンの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジエータおよびコンデンサを冷却する冷却ファンは、エンジン水温や冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力値（以下、高圧圧力）によって制御されており、水温もしくは高圧圧力が基準値以上の時には冷却ファンの駆動電圧をHiにし、水温および高圧圧力がともに低い時には冷却ファンの駆動電圧をLow あるいはOFF にしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジン停止時にも電動モータによってエアコンが稼働するハイブリッド車やエコラン車では、エンジン停止中にも冷却ファンの駆動電圧をHiにする場合が生じる。
一方、コンプレッサの消費動力（消費電力）は、左肩上がりの特性であり、冷却ファンの消費動力は右肩上がりの特性であることから、空調システム全体の消費動力が最小となる最適作動点が存在する。
【０００４】
ここで、コンプレッサが電動モータによって駆動されている時（以下、モータ駆動時）は、エンジンの発生したエネルギーをバッテリに蓄え、その電力で電動モータを駆動するものであるため、エネルギーの変換効率をすると、コンプレッサがエンジンによって駆動されている時（以下、エンジン駆動時）よりも、コンプレッサの消費動力が大きく｛図５（ａ）参照｝、左肩上がりの特性が顕著になる。
このため、図５（ｂ）に示すように、エンジン駆動時の最適作動点Ａと、モータ駆動時の最適作動点Ｂとは、異なるものになる。
【０００５】
しかしながら、従来の冷却ファンの制御は、モータ駆動時も、エンジン駆動時と同様に制御していたため、モータ駆動時において、空調システム全体の消費動力が最小の最適作動点から離れてしまい、結果的にモータ駆動時に余分な電力を消費することとなる。このため、バッテリ電源に頼るモータ駆動時は、継続時間が短縮されてしまう。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジン停止時においても電動モータによってエアコンが稼働する車両用空調装置において、モータ駆動時の動力消費を低減させ、バッテリの電力消費を抑えることのできる車両用空調装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
エンジン駆動時に比較し、モータ駆動時の冷却ファンの駆動出力を大きくすることにより、モータ駆動時における空調システム全体の消費動力を最小の最適作動点にすることができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
エンジン駆動時に比較し、モータ駆動時の冷却ファンの駆動電圧を大きくすることにより、モータ駆動時における空調システム全体の消費動力を最小の最適作動点にすることができる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
エンジン駆動時に比較し、モータ駆動時において冷却ファンが高出力に切り替わる基準値を低く設定したことにより、モータ駆動時における空調システム全体の消費動力を最小の最適作動点に近づけることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例および変形例に基づき説明する。
〔実施例の構成〕
図１のブロック図を用いて車両用空調装置を説明する。
車両用空調装置は、周知な冷凍サイクルを搭載するもので、その冷凍サイクルはコンプレッサ１を備える。コンプレッサ１は回転駆動されると、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行って冷凍サイクルを作動させるものである。
【００１４】
コンプレッサ１の駆動源として、車両走行用のエンジン２と、電動モータ３とを備える。
エンジン２の発生する回転トルクは、コンプレッサ１とエンジン２との間に設けられたクラッチ４によって接続あるいは切断される。
電動モータ３は、通電を受けて回転トルクを発生するもので、電動モータ３の発生した回転トルクは直接あるいはプラネタリギヤ等を介してコンプレッサ１に伝達される。
クラッチ４は、クラッチ駆動手段５を介して空調制御装置６に通電制御されるもので、電動モータ３はモータ駆動手段７を介して空調制御装置６に通電制御されるものである。
【００１５】
車両は、冷凍サイクルのコンデンサを冷却するコンデンサファン８（冷却ファンに相当するもので、符号は図２〜図４参照）、およびラジエータを冷却するラジエタファン９（冷却ファンに相当するもので、符号は図２〜図４参照）を搭載するもので、このコンデンサファン８およびラジエタファン９は、ファン駆動手段１０を介して空調制御装置６に通電制御されるものである。
【００１６】
空調制御装置６は、エンジン２を制御するエンジン制御部１１からの信号と、車両の状態を検出する車両状態検出手段１２からの信号とを入力する。そして、空調制御装置６は、エンジン制御部１１からの信号と、車両状態検出手段１２からの信号とに基づいて、エンジン２の運転状態を判定するエンジン状態判定部１３を備える。
また、空調制御装置６は、エンジン状態判定部１３の判定に基づいて、コンプレッサ１の駆動源を選択する駆動選択部１４を備える。
さらに、空調制御装置６は、エンジン水温や高圧圧力に応じてコンデンサファン８やラジエタファン９の回転数を制御するファン制御部１５を備える。
【００１７】
次に、コンデンサファン８およびラジエタファン９の通電制御回路を図２〜図４を参照して説明する。
ファン制御部１５の基本作動は、エンジン水温が所定温度以上の時、あるいは高圧圧力が所定圧力以上の時に、コンデンサファン８およびラジエタファン９の駆動電圧をLow （６Ｖ）からHi（１２Ｖ）に切り替えるものである。
ファン制御部１５は、ファン制御手段に相当するものであり、エンジン駆動時とモータ駆動時とで、コンデンサファン８およびラジエタファン９の駆動出力を変更して制御する。具体的には、エンジン駆動時に比較して、モータ駆動時の方が、高出力（Hi）に切り替わる基準値を低く設定している。
【００１８】
ここで、電気回路に示される各符号を説明する。
ＢＡＴはバッテリ、ＩＧＳＷはイグニッションスイッチ、Ａ／ＣＲはエアコンスイッチがONの時に閉じるエアコンリレーである。
ＦＲ1 は、コンデンサファン８の駆動出力を切り替えるファンリレーで、コイルが通電されるとコンデンサファン８をラジエタファン９に直列接続し、非通電されるとコンデンサファン８を単独通電させるものである。
ＦＲ2 は、ラジエタファン９の駆動出力を切り替えるファンリレーで、コイルが非通電された時のみラジエタファン９を単独通電させるものである。
【００１９】
ＴｗＳＷは、エンジン水温が所定温度以上の時に開く水温スイッチである。
ＰｈＳＷ1 は、エンジン駆動時に使用されるもので、高圧圧力が所定圧力以上の時に開くエンジン駆動時用高圧スイッチである。
ＰｈＳＷ2 は、モータ駆動時に使用されるもので、高圧スイッチＰｈＳＷ1 より低い圧力に設定された所定圧力以上の時に開くモータ駆動時用高圧スイッチである。
ＲＳＷは、エンジン駆動時にエンジン駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ1 を選択し、モータ駆動時にモータ駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ2 を選択するリレースイッチである。
【００２０】
（エンジン駆動時の作動）
エンジン状態判定部１３がエンジンの運転を判定すると、駆動選択部１４がクラッチ４をONするとともに、電動モータ３をOFF し、コンプレッサ１をエンジン２で駆動する。
正常運転時、エンジン水温および高圧圧力が正常範囲では、図２に示すように、水温スイッチＴｗＳＷ、エンジン駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ1 は閉じたままであり、ファンリレーＦＲ1 がコンデンサファン８とラジエタファン９を直列接続し、ファンリレーＦＲ2 がOFF し、コンデンサファン８とラジエタファン９はともに駆動電圧がLow （６Ｖ）とされる。
高圧圧力が上昇し、図３に示すように、エンジン駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ1 が開くと、ファンリレーＦＲ1 、ＦＲ2 が切り替わり、コンデンサファン８およびラジエタファン９がそれぞれ単独通電され、コンデンサファン８とラジエタファン９はともに駆動電圧がHi（１２Ｖ）とされる。
【００２１】
（モータ駆動時の作動）
エンジン状態判定部１３がエンジンの停止を判定すると、駆動選択部１４がクラッチ４をOFF するとともに、電動モータ３を駆動して、コンプレッサ１をモータ駆動に切り替える。
このモータ駆動時では、リレースイッチＲＳＷが切り替わってモータ駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ2 が選択され、コンデンサファン８およびラジエタファン９がHi（１２Ｖ）に切り替わり易くなる。
つまり、高圧圧力が少量上昇しても、図４に示すように、モータ駆動時用高圧スイッチＰｈＳＷ2 が開いて、コンデンサファン８およびラジエタファン９がそれぞれ単独通電され、コンデンサファン８とラジエタファン９はともに駆動電圧がHi（１２Ｖ）とされる。
【００２２】
（実施例の効果）
上記の作動で示したように、エンジン駆動からモータ駆動に切り替えられると、コンデンサファン８およびラジエタファン９がHi（１２Ｖ）に切り替わり易くなり、結果的にモータ駆動時のファン出力の平均値が上昇する。つまり、エンジン駆動時のファン出力の平均値が図５（ｂ）に示すようにエンジン駆動時の最適作動点Ａであるとすると、モータ駆動時はファン出力の平均値が上昇し、最適作動点Ｂに近づく。
このように、本実施例の車両用空調装置は、モータ駆動時における空調システム全体の消費動力を最小の最適作動点Ｂに近づけることができ、モータ駆動時の動力消費を低減でき、バッテリＢＡＴの電力消費を抑えることができる。
【００２３】
〔変形例〕
冷却ファンの駆動出力を連続的に制御可能なものでは、エンジン駆動時とモータ駆動時との冷却ファン駆動出力を、所定値ずらすように設けても良い。
つまり、上記の実施例では、モータ駆動に切り替わると、冷却ファン（コンデンサファン８およびラジエタファン９）をHi（１２Ｖ）に切り替わり易くして、モータ駆動時の平均冷却ファン駆動出力を上げた例を示したが、空調システム全体の消費動力が最小となるように、冷却ファンの駆動出力をリニアに調節しても良い。なお、空調システム全体の消費動力は、各駆動モータの駆動出力から予測しても良い。
【００２４】
上記の実施例では、モータ駆動時に冷却ファンの駆動電圧を大きくした例を示したが、冷却ファンの駆動出力を大きくしても良い。
電動モータ３とコンプレッサ１との間にモータ用クラッチを介在させ、電動モータ３とともにこのモータ用クラッチを制御しても良い。
コンデンサファン８とラジエタファン９とを別々に設けた例を示したが、共通化しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンプレッサの制御装置のブロック図である。
【図２】エンジン駆動で正常時の電気回路図である。
【図３】エンジン駆動で高圧圧力上昇時の電気回路図である。
【図４】モータ駆動で高圧圧力が少量上昇した時の電気回路図である。
【図５】冷却ファンの電圧と消費動力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  コンプレッサ
２  エンジン
３  電動モータ
８  コンデンサファン（冷却ファン）
９  ラジエタファン（冷却ファン）
１５  ファン制御部（ファン制御手段）
【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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