(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
停車時に車両駆動用の原動機を停止させる車両に設けられ、車両駆動用原動機により駆動可能な圧縮機と、該圧縮機と冷媒配管で接続された蒸発器と、該蒸発器を通して車室内に送風する送風ファンを有する車両用空調装置において、前記圧縮機が、該圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸が車両駆動用原動機のみにより、他方の駆動軸が該圧縮機に内蔵された電動機のみにより、選択的にあるいは同時に駆動され、前記車両駆動用原動機により駆動される第１圧縮機構および電力供給により駆動する前記電動機により駆動される第２圧縮機構の二つの圧縮機構を有し、両圧縮機構を選択的にあるいは同時に駆動可能なハイブリッド式の圧縮機からなり、かつ、電力供給源に蓄電手段を含み、車両駆動用原動機停止中において、蒸発器出口空気温度に基づいて前記第２圧縮機構の作動／停止を決定し、さらに、該決定により前記第２圧縮機構が作動している時であっても、前記蓄電手段の蓄電量または電圧を検知し、予め設定した蓄電量または電圧よりも小さい値が検知された場合に、前記第２圧縮機構を停止し前記送風ファンを稼働させ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、車両用空調装置に設けられた圧縮機を駆動する車両駆動用原動機が車両停車時に停止される、いわゆるアイドルストップ機能を備えた車両に適用される車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両停車時に車両駆動用原動機（エンジン）が停止される、いわゆるアイドルストップ機能を備えた車両が出現している。このエンジンは、一般に、車両用空調装置に設けられた圧縮機の駆動にも使用されるので、アイドルストップ時には、エンジンによる圧縮機の駆動も停止されることとなっている。このようなアイドルストップ機能を備えた車両における、従来の空調装置においては、アイドルストップ時、空調用の圧縮機に加え、空調装置に設けられ、温度調節された空気を車室内へと送る送風ファンも停止されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来技術では、アイドルストップ時に、空調用の圧縮機とともに送風ファンも停止されるので、車室内に冷風が送られなくなり、車室内温度が大きく上昇し、乗員の温熱快適感が著しく阻害されることがあった。
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、アイドルストップ機能を備えた車両における空調において、アイドルストップ時の温熱快適感の悪化を抑えることが可能な車両用空調装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、停車時に車両駆動用の原動機を停止させる車両に設けられ、車両駆動用原動機により駆動可能な圧縮機と、該圧縮機と冷媒配管で接続された蒸発器と、該蒸発器を通して車室内に送風する送風ファンを有する車両用空調装置において、前記圧縮機が、該圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸が車両駆動用原動機のみにより、他方の駆動軸が該圧縮機に内蔵された電動機のみにより、選択的にあるいは同時に駆動され、前記車両駆動用原動機により駆動される第１圧縮機構および電力供給により駆動する前記電動機により駆動される第２圧縮機構の二つの圧縮機構を有し、両圧縮機構を選択的にあるいは同時に駆動可能なハイブリッド式の圧縮機からなり、かつ、電力供給源に蓄電手段を含み、車両駆動用原動機停止中において、蒸発器出口空気温度に基づいて前記第２圧縮機構の作動／停止を決定し、さらに、該決定により前記第２圧縮機構が作動している時であっても、前記蓄電手段の蓄電量または電圧を検知し、予め設定した蓄電量または電圧よりも小さい値が検知された場合に、前記第２圧縮機構を停止し前記送風ファンを稼働させることを特徴とするものからなる。
【０００７】
上記のような本発明に係る車両用空調装置においては、アイドルストップ時に車両駆動用原動機が停止され、空調用圧縮機が停止されたとしても、送風ファンは稼働されるので、それまで冷却制御されていた蒸発器を通して車室内に冷風が送り込まれることになり、車室内温度が急激に上昇することが抑制されて、乗員の温熱快適感の悪化が抑えられる。
【０００８】
また、圧縮機として特定のハイブリッド式の圧縮機を使用するので、車両駆動用原動機停止中にも、電動機による駆動により圧縮作動を継続することが可能になり、アイドルストップ時にも空調性能の大幅な低下を阻止することが可能である。しかし、この圧縮機駆動用の電動機に電力を供給する蓄電手段の蓄電量または電圧が所定値を下回った場合には、電動機による駆動が困難となるので、その場合には電動機による駆動も停止し、上記の如く送風ファンが稼働される。送風ファンの稼働により、それまで冷却制御されていた蒸発器を通して車室内に冷風が送り込まれ、車室内温度が急激に上昇することが抑制されて、乗員の温熱快適感の悪化が抑えられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい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、本発明の一実施態様に係る車両用空調装置のシステム構成図を示している。本発明においては、車両としては、車両停車時に車両駆動用原動機（エンジン）が停止される、いわゆるアイドルストップ機能を備えた車両であり、この車両に図１の車両用空調装置が搭載されている。冷凍システム１には、車両に搭載された車両駆動用の原動機としてのエンジン２および電力供給により駆動する電動機５（モータ）のいずれかを、あるいは両方を同時に動力源とするハイブリッド式圧縮機４が設けられており、エンジン２の駆動力は電磁クラッチ３を介して伝達される。ハイブリッド式圧縮機４は、エンジン２により駆動される第１圧縮機構および電動機５により駆動される第２圧縮機構の二つの圧縮機構を有しており、圧縮機動力源選択手段としての空調制御装置１５により、このハイブリッド式圧縮機４の動力源としてエンジン２または電動機５のいずれか一方の選択、あるいは同時駆動することが可能となっている。
【００１０】
ハイブリッド圧縮機４としては、たとえば、先に本出願人の一人により提案されているように（特願２００１−２８０６３０）、圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源のみにより、他方の駆動軸が圧縮機に内蔵された電動モータのみにより、選択的にあるいは同時に駆動されるものを使用できる。
【００１１】
さらに、ハイブリッド圧縮機４として、並設された２つの圧縮機からなり、一方の圧縮機が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により、他方の圧縮機が該圧縮機に内蔵された電動モータにより、選択的にあるいは同時に駆動されるものも使用できる。
【００１３】
車室内空調を行う空気が通過する通風ダクト１３には、送風ファン１２、蒸発器９、エアミックスダンパ１０、ヒータコア１１が備えられている。通風ダクト１３の下流側には、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ等の各吹き出し口４１、４２、４３が設けられており、図示を省略した各ダンパにより所定の吹き出し口が選択されるようになっている。
【００１４】
空調制御のための各種センサとして、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅｖａを検知するための蒸発器出口空気温度センサ１４が備えられ、検知された信号は空調制御を行う空調制御装置１５へ入力される。さらに空調制御装置１５には、電動機５（モータ）への電力供給源として、蓄電手段としてのバッテリーの電圧Ｂｔ、エンジン２のアイドルストップ状態検知信号ＩＳ、空調装置作動オン信号であるエアコンスイッチ（ＳＷ）信号ＡＣＳ、送風ファン１２を稼働させるためのファンスイッチ（ＳＷ）信号ＦＡＮＳなどの信号群１６がそれぞれ入力される。また出力信号として、電動モータ駆動信号１７と、クラッチ３のオン／オフを制御するクラッチ制御信号１８と、送風ファン１２の稼働制御信号１９がそれぞれ出力される。
【００１５】
上記空調制御装置１５は、圧縮機動力源選択手段としても機能し、ハイブリッド圧縮機４を電動機５で駆動させる際は、クラッチ制御信号１８により、クラッチ３をオフしたうえで、電動機５の駆動信号１７を電気信号として与えることにより電動機５の駆動回転数を制御する。逆にエンジン２により圧縮機４を駆動させる場合は、電動機５の駆動信号１７の出力を停止し、クラッチ３をオンする。また、エンジン２と電動機５の両駆動源による同時駆動も可能である。アイドルストップ時には、エンジン２自身が停止される。
【００１６】
空調制御は、たとえば、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅｖａの制御を、電動機５による圧縮機駆動時は電動機５の回転数制御により行い、エンジン２による圧縮機駆動時はクラッチのオン／オフ制御、または圧縮機容量制御により行う。
【００１７】
上記のような車両用空調装置において、本発明に係る制御は、たとえば図２に示すようなフローに沿って行われる。図２に示す例においては、まず、ファンＳＷ信号ＦＡＮＳがオンとされ、送風ファン１２が起動される。エアコンＳＷ信号ＡＣＳがオンとされると、蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａを検出する。次に、検出したＴｅｖａに基づき、クラッチ制御信号を出力し、ベルト駆動（エンジン駆動）またはその駆動停止を選択制御する。図示例では、たとえばＴｅｖａが４℃以上になるとベルト駆動を選択し、３℃以下になるとベルト駆動を停止するようになっている。
【００１８】
次に、アイドルストップ状態検知信号ＩＳにより、走行状態からアイドルストップ状態に変化したか否かを判定し、アイドルストップ状態に変化したと判定された場合には、ベルト駆動を停止する。アイドルストップ状態に変化しない場合は、Ｔｅｖａ検出に戻り、上記制御を繰り返す。
【００１９】
ベルト駆動停止後、再度Ｔｅｖａを検出し、検出したＴｅｖａに基づき、前述と同様の温度値により、電動モータ駆動信号を出力し、電動モータ駆動または停止を制御する。図示例では、たとえばＴｅｖａが４℃以上になると電動モータ駆動を選択し、３℃以下になると電動モータ駆動を停止するようになっている。この状態では、アイドルストップ状態において、送風ファン１２が稼働されていることになり、車室内の温度上昇が抑えられることになる。また、その状態にて、蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａに応じて、つまりＴｅｖａが所定値（４℃）以上になると圧縮機４が電動モータで駆動され、Ｔｅｖａが十分に低い場合、つまりＴｅｖａが所定値（３℃）以下になると電動モータの駆動も停止され、圧縮機４は完全に停止される。いずれにしても蒸発器９の温度は低く保たれるので、車室内の温度上昇は効果的に抑えられることになる。
【００２０】
次に、アイドルストップ状態から走行状態に変化したか否かを判定し、走行状態に変化したと判定された場合には、エンジン起動要求を発し、電動モータ駆動が停止される。走行状態に変化せず、アイドルストップ状態が継続されていると判定された場合には、圧縮機４の電動モータ駆動を継続してもよいか否かを、つまり、電動モータ駆動を継続することができる電力的な余裕があるか否かを判断するために、バッテリー電圧Ｂｔが検出される。検出したバッテリー電圧Ｂｔが、予め設定したバッテリー電圧下限値Ｂｔ０よりも小さい場合には、バッテリーに電動モータ５への電力供給の余裕がないので、電動モータ５への電力供給を停止して電動モータ５を停止する。このとき、送風ファン１２は停止されず、上記のような車室内温度の上昇抑制作用、効果は継続して発揮される。ＢｔがＢｔ０以上である場合には、電動モータ５を駆動するだけの電力的な余裕があることになるから、再び蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａの検出ステップに戻って、そのときのＴｅｖａに応じて、電動モータ駆動の要否を判断すればよい。
【００２１】
図２に示すフローに沿った制御により、たとえば図３に示すような特性が得られる。図３において、車両が走行状態からアイドルストップ状態に変化すると、送風ファン１２の稼働は継続され、そのときの蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａに応じて、圧縮機４は電動機駆動される。アイドルストップ状態が継続されると、従来は送風ファンを停止していたため、車室内温度が上昇することとなっていたが、本発明では、電力的な余裕から電動機駆動を停止し圧縮機４を停止させる条件になっても、送風ファン１２はそのまま稼働を継続されるので、冷却されている蒸発器９を通過した空気が車室内に送風されることになり、車室内温度の上昇が抑えられることになる。したがって、乗員の温熱快適感が著しく阻害されることは防止される。
【００２２】
なお、上記実施態様ではハイブリッド式圧縮機４を使用した場合について説明したが、本発明は、基本的には、ハイブリッド式ではなく通常のエンジン駆動による圧縮機の場合にも成立する。その場合には、圧縮機の電動モータ駆動に関する制御は不要であり、アイドルストップ時にエンジン停止に伴い圧縮機が停止された場合、送風ファンを稼働させるようにすればよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置によれば、アイドルストップ機能を備えた車両における空調において、アイドルストップ時に送風ファンを稼働させるようにしたので、アイドルストップ時にも車室内へ冷風を送り続けることができるようになり、車室内温度の上昇を抑えて、乗員の温熱快適感の悪化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る車両用空調装置のシステム構成図である。
【図２】図１の装置の制御の一例を示す制御フロー図である。
【図３】図２のフローに沿った制御を行った場合の車室内温度変化の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１  冷凍システム
２  エンジン（車両駆動用原動機）
３  クラッチ
４  ハイブリッド式の圧縮機
５  電動機（電動モータ）
６  凝縮器
７  受液器
８  膨張弁
９  蒸発器
１０  エアミックスダンパ
１１  ヒータコア
１２  送風ファン
１３  通風ダクト
１４  蒸発器出口空気温度センサ
１５  空調制御装置
１６  信号群
１７  電動モータ駆動信号
１８  クラッチ制御信号
１９  送風ファン稼働制御信号
４１、４２、４３  吹き出し口
【図１】
0003917002.tif 000002
【図２】
0003917002.tif 000003
【図３】
0003917002.tif 000004