(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、エンジン回転数信号を検知し、エンジン回転数が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、車両の車速信号を検知し、車速信号が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、車両の車速信号とエンジン回転数信号を検知し、車速信号が所定の設定値よりも大きい場合、または、エンジン回転数が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断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、圧縮機のオン／オフ制御における消費動力の増加を防ぐようにした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、実開昭５９−９４２６０号公報に、冷媒回路に設けられた圧縮機のオン／オフ制御の際に、圧縮機がオフする直前に、冷媒回路中に設けられたソレノイドバルブを閉じて、低圧側圧力がある設定値以下になるまでポンプダウン運転をすることにより、高圧側圧力と低圧側圧力の差を大きくとり、圧縮機が再起動した時のトルクショックの低減を図るようにした技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
クラッチのオン／オフ制御により冷房能力を制御するエアコンシステムにおいては、圧縮機が再起動した際、蒸発器の中に残されていた液冷媒が圧縮機に流入して、湿り圧縮の状態となり、圧縮機における消費動力が増大してしまうおそれがあるとともに、圧縮機再起動時にトルクショックが発生するおそれがある。この現象は、単位時間あたりの圧縮機冷媒吸入量が大きくなる条件で生じやすく、圧縮機の高回転時や吐出容積が大きい場合に生じやすい。この現象は、上記のように単に高圧側圧力と低圧側圧力の差を大きくとるだけでは、解消し切れない。
【０００４】
そこで本発明の課題は、とくに圧縮機の高回転時、または吐出容量大時における消費動力の増大を防ぐとともに、圧縮機再起動時のトルクショックの発生をより効果的に防止できる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、冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、エンジン回転数信号を検知し、エンジン回転数が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断することを特徴とするものからなる。
【０００６】
また、本発明に係る車両用空調装置は、冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、車両の車速信号を検知し、車速信号が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断することを特徴とするものからなる。
【０００７】
さらに、本発明に係る車両用空調装置は、冷媒回路に、車両のエンジンの駆動力を伝達するクラッチを介して駆動される圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構を有する車両用空調装置において、前記遮断機構を前記凝縮器から前記蒸発器への冷媒回路上に設けるとともに、車両の車速信号とエンジン回転数信号を検知し、車速信号が所定の設定値よりも大きい場合、または、エンジン回転数が所定の設定値よりも大きい場合に、前記クラッチへの電力供給が停止した際、前記遮断機構により冷媒の流れを遮断することを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような本発明に係る車両用空調装置においては、エンジン回転数信号あるいは車速信号が検知され、それらが所定値よりも大きい場合であって、クラッチへの電力供給が停止した際には、凝縮器から蒸発器への冷媒回路上に設けられた遮断機構により冷媒の流れが完全に遮断される。したがって、冷媒回路において、圧縮機には冷媒が戻されてこなくなり、クラッチのオン／オフ制御を行う際に生じる湿り圧縮の状態の発生が回避され、湿り圧縮による消費動力の増大が抑えられ、、かつ、圧縮機再起動時のトルクショックの発生も効果的に抑制される。
【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、図面を参照して説明する。
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を示している。図１において、車両のエンジンの駆動力を伝達する電磁クラッチ１を備えた圧縮機２により圧縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器３により外気と熱交換して冷却され、凝縮し液化する。受液器４により気液が分離され、冷媒の流れを遮断可能な遮断機構としてのソレノイドバルブ５を通った液冷媒は、膨張弁６により減圧される。減圧された低圧の冷媒は、蒸発器７に流入して、車室内吹き出し空気と熱交換する。車室内吹き出し空気から吸熱し蒸発した冷媒は再び圧縮機２に吸入され圧縮される。
【００１０】
車室内吹き出し空気が通過する空調ユニット１０（通風ダクト）には、送風機１１、蒸発器７、エアミックスダンパ８、ヒータコア９が設けられている。蒸発器７を通過した空気は、エアミックスダンパ８の開度により決められる比率でヒータコア９を通過し、加熱される。通風ダクト１０の下流側には、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ等の各吹き出し口２１、２２、２３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、調和された空気が車室内に送出される。
【００１１】
空調制御のための各種センサとして、蒸発器７通過後の空気温度Ｔｅを検知するための蒸発器出口空気温度センサ１６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１４へ入力される。さらに空調制御装置１４には、外気温度Ｔａｍ、室内温度Ｔｒ、日射量Ｒｓｕｎ、ヒータ温水温度Ｔｗ、エンジン回転数信号Ｎｅ、車速信号ＳＰ等の信号群１５がそれぞれ入力される。また出力信号として、ソレノイドバルブ制御信号１２、電磁クラッチ制御信号１３により、ソレノイドバルブの開閉と電磁クラッチ１のオン／オフを制御する。
【００１２】
次に、電磁クラッチ１と遮断機構としてのソレノイドバルブ５の具体的な制御について説明する。まず、エンジン回転数を用いた制御について説明する。
【００１３】
まず、エンジン回転数信号Ｎｅを検知し、エンジン回転数が所定の設定値以下、たとえばエンジン回転数が１０００ｒｐｍ以下の場合は、常にソレノイドバルブ５を開いた状態とする通常モードを選択する。
【００１４】
この通常モードでは、蒸発器７を通過後の空気温度Ｔｅを検知し、Ｔｅが目標の蒸発器出口空気温度よりも高い場合、電磁クラッチ制御信号１３を通じて電磁クラッチ１へ通電し、圧縮機２を稼動させる。Ｔｅが目標の蒸発器出口空気温度よりも小さくなると、電磁クラッチ１を非通電状態として、圧縮機２を停止する。その後、Ｔｅが目標の蒸発器出口空気温度よりもたとえば約２℃以上高くなると、電磁クラッチ１が再び通電され、圧縮機２は再起動する。このようにして、電磁クラッチ１をオン／オフすることにより、冷房能力を制御する。
【００１５】
逆に、エンジン回転数が１０００ｒｐｍよりも高い場合は、電磁クラッチ１のオン／オフに同期させて、ソレノイドバルブ５を開／閉するモード（以下、ＣＬＩモードと言う。）を選択する。ＣＬＩモードでは、電磁クラッチ１の制御を前記通常モードの時と同様に行い、電磁クラッチ１がオンの時はソレノイドバルブ５を開き、電磁クラッチ１がオフの時はソレノイドバルブ５を閉じる。ここで、ソレノイドバルブ５がノーマルクローズ（非通電時閉）タイプの場合、電磁クラッチ制御信号１３と同じ信号をソレノイドバルブ制御信号１２へ送ればよい。
【００１６】
このように、電磁クラッチのオフ時にソレノイドバルブ５を閉じることによって、圧縮機停止時に高圧側の冷媒が低圧側に流れ込むのを完全に防ぐことができる。
【００１７】
前述したように、圧縮機２の再起動時に、圧縮機回転数が大きい、又は吐出容量が大きい場合、蒸発器７の中に溜まった液冷媒が圧縮機２へ流入し、湿り圧縮ぎみとなるおそれがある。しかし、上記のようなＣＬＩモードを実行することにより、蒸発器７の中に液冷媒が溜まるのを防ぐことができ、湿り圧縮を生じさせないため、圧縮機２における消費動力の増加を防ぐことができる。さらに、圧縮機再起動時のトルクショックの発生を効果的に抑制することができる。
【００１８】
圧縮機２の電磁クラッチ１のオン／オフ制御を行う外気温度条件下において圧縮機２の回転数を変化させた際の実験結果によれば、通常モードに対するＣＬＩモードの消費動力低減量は図２に示すようになり、エンジン回転数が増加するほど消費動力低減量が大きくなる。
【００１９】
また、図３に示すように、圧縮機の吐出容量が大きいほど通常モードに対するＣＬＩモードの消費動力低減量は大きくなることが実験により明らかとなったため、圧縮機の吐出容量が大きい車両用空調システムに対してＣＬＩモードは特に有効である。
【００２０】
なお、上記実施態様では遮断機構としてソレノイドバルブ５を用いたが、代わりに電子膨張弁を用いてもよい。電子膨張弁を用いる場合には、遮断機構と減圧機構の二つの働きを同時に担えるため、図１におけるソレノイドバルブ５と膨張弁６を一つの電子膨張弁で置きかえることができ、圧損低減などの面で好都合である。
【００２１】
次に、車速信号を用いた制御について説明する。前述の制御手法では、エンジン回転数に基づいて、通常モードとＣＬＩモードの切替を行ったが、エンジン回転数の代わりに車速信号を用いてもよい。
【００２２】
すなわち、車速信号ＳＰを検知し、車速がアイドル状態に近い低速（たとえば、３０ｋｍ／ｈｒ未満）である場合は通常モードを選択する。逆に、車速が中速および高速（たとえば、３０ｋｍ／ｈｒ以上）である場合はＣＬＩモードを選択する。
【００２３】
このように車速信号に基づいて制御しても、前述のエンジン回転数に基づく制御と同等の作用・効果が得られる。
【００２４】
なお、車両がアイドル状態の時よりも、走行状態の時の方がＣＬＩモードにおける消費動力低減効果（対通常モード）が高いことが、実験により明らかとなったため、アイドル状態に近い低速時（たとえば、３０ｋｍ／ｈｒ未満）では通常モードを選択するようにしている。
【００２５】
【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、圧縮機の電磁クラッチがオン／オフ制御を行う際に生じる湿り圧縮による消費動力の増加を抑えることが可能になり、かつ、圧縮機再起動時のトルクショックの発生を効果的に抑制することができる。
【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の装置における本発明に係る制御時のエンジン回転数と消費動力低減量との関係図である。
【図３】図１の装置における本発明に係る制御時の、圧縮機吐出容量に関してのエンジン回転数と消費動力低減量との関係図である。
【符号の説明】
１  電磁クラッチ
２  圧縮機
３  凝縮器
４  受液器
５  遮断機構としてのソレノイドバルブ
６  膨張弁
７  蒸発器
８  エアミックスダンパ
９  ヒータコア
１０  空調ユニット（通風ダクト）
１１  送風機
１２  ソレノイドバルブ制御信号
１３  電磁クラッチ制御信号
１４  空調制御装置
１５  信号群
１６  蒸発器出口空気温度センサ
２１、２２、２３  吹き出し口
【図１】
0003933473.tif 000002
【図２】
0003933473.tif 000003
【図３】
0003933473.tif 000004