JP2004237907A - 自動車用空調システム - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば、アイドリングストップ時に車室内環境を好適に維持でき、且つ、発進時、或いは、坂道走行時にエンジンの負荷を軽減することができる自動車用空調システムを提供する。
【解決手段】車載バッテリー５を具備した自動車１に、エンジン２にて駆動されるエンジン駆動圧縮機１８と、車載バッテリー５からの給電により駆動される電動圧縮機１０を設ける。自動車用空調システムの冷媒回路は、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０とを並列に接続して構成する。電動圧縮機１０の運転を制御する空調用制御装置２１を設ける。空調用制御装置２１は、自動車１のアイドリングストップにおいて電動圧縮機１０を運転する。
【選択図】 図１
【解決手段】車載バッテリー５を具備した自動車１に、エンジン２にて駆動されるエンジン駆動圧縮機１８と、車載バッテリー５からの給電により駆動される電動圧縮機１０を設ける。自動車用空調システムの冷媒回路は、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０とを並列に接続して構成する。電動圧縮機１０の運転を制御する空調用制御装置２１を設ける。空調用制御装置２１は、自動車１のアイドリングストップにおいて電動圧縮機１０を運転する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車室内を空調する空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的な自動車に用いられているカーエアコン（自動車用空調システム）は、エンジン（内燃機関）にて圧縮機が駆動されていた（エンジン駆動圧縮機）。この圧縮機から吐出され、車室外熱交換器に流入した高温のガス冷媒は、車室外送風機により車室外の空気と熱交換されて放熱し、凝縮液化された後、膨張弁を介して車室内に設けられた車室内熱交換器に流入する。液冷媒はそこで蒸発し、周囲から熱を吸収することによって冷却作用を発揮する。この車室内熱交換器は、車室内送風機にて循環される車室内の空気と熱交換し、車室内を冷却して空調を行う。そして、車室内熱交換器から出た冷媒は圧縮機に戻るサイクルを繰り返すものであった。
【０００３】
このようなカーエアコンに設けられた制御装置は、車室内が設定された所定の上限温度と下限温度の内の下限温度まで冷房されると、圧縮機の回転をＯＦＦする。そして、車室内の温度が上昇していき、前記上限温度に到達すると制御装置は圧縮機をＯＮして車室内の冷房を再開する。このようにして車室内を冷房し、一方ではヒータからの暖気により暖房作用を加えることによって、四季を通じて車室内を設定温度内に維持し、快適になるよう空調を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４０４９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年では係るエンジン駆動自動車からの排気ガスによる地球環境汚染の問題から、信号待ちの走行停止、或いは、渋滞での走行停止など自動車の走行停止時にはエンジン停止（アイドリングストップ）を行って排気ガスを排出しないような自動車の開発が進んできている。このような、アイドリングストップを行う自動車において、特に車室内温度が高温となる夏季などにアイドリングストップを行うと、エンジン駆動圧縮機は停止して車室内の温度は上昇してしまい、充分な車室内の空調ができなくなってしまうという問題がある。また、自動車の発進時、或いは、坂道などを走行する場合、エンジン駆動圧縮機が負荷となるため、カーエアコンが動作しているとエンジンの負荷が大きくなって走行性能が悪化し、或いは、圧縮機をＯＦＦさせたときには快適性を悪化させると云う問題もあった。
【０００６】
ここで、近年ではＨＦＣ系冷媒による環境破壊問題（オゾン層破壊問題）を解決するために冷媒として自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ２）を使用することが考えられているが、高外気温時に通常のＨＦＣ系冷媒に比べて冷却能力が低下する。そのため、係るＣＯ２冷媒を使用した場合には高出力の圧縮機を必要とし、一般的な負荷条件ではロスの多い運転を強いられることになる。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、例えば、自動車のアイドリングストップ時に車室内環境を好適に維持でき、且つ、発進時、或いは、坂道走行時などにエンジンの負荷を軽減することができる自動車用空調システムを提供すると共に、ＣＯ２冷媒を使用した場合に、圧縮機の出力を分割することで、一般的な負荷条件に適したエンジン駆動圧縮機を選定し、効率の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の自動車用空調システムは、蓄電手段を具備した自動車に用いられ、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の自動車用空調システムは、上記発明に加えて、制御手段は、自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、エンジン駆動圧縮機の能力が不足する際に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、車室内の除湿運転の際に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素が使用されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の自動車用空調システムによれば、蓄電手段を具備した自動車において、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調するように構成したので、例えば、請求項２の如く、制御手段により自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転すれば、アイドリングストップ中においても、電動圧縮機により冷媒回路内の冷媒循環を行わせ、車室内の空調を行うことができるようになる。これにより、アイドリングストップ中に車室内温度が上昇してしまう不都合を防止することが可能となり、乗車時のアイドリングストップ時に車室内環境が低下してしまうのを未然に阻止することができるようになるものである。
【００１５】
また、請求項３や請求項４の如く、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転し、或いは、エンジン駆動圧縮機の能力が不足してしまう場合に電動圧縮機を運転することで、例えば低容量のエンジン駆動圧縮機を使用しながら、所要の空調能力を確保することが可能となる。これにより、自動車の大幅な燃費向上を図ることができるようになり、且つ、環境汚染問題の改善に貢献することができるようになるものである。
【００１６】
また、請求項５の如く、除湿運転の際に電動圧縮機を運転することで、例えば雨天における車窓曇りを解消する際の除湿のように、必要能力が少なく大出力のエンジン駆動圧縮機が不要で、且つ、きめ細かな制御を必要とする際に、電動圧縮機で負荷とバランスがとれた運転を行うことが可能となる。
【００１７】
特に、請求項６の発明の自動車用空調システムの如く、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素を使用すれば、地球環境問題にも好適なものとなる。この場合、高温時の能力不足が懸念されるが、二つの圧縮機がお互いの能力を補完し合うので圧縮機の能力不足の問題も解消されて、空調効率の改善も図れるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例の自動車１の模式図（側面図）、図２は自動車１の模式図（平面図）、図３は自動車１の空気調和装置９の冷媒回路図をそれぞれ示している。
【００１９】
ここで、自動車には次のような種類のものがある。エンジン（内燃機関）で走行する通常のエンジン駆動自動車、エンジンで発電した電力を車載バッテリーに充電し、このバッテリーから供給される電力で走行用モータを駆動して走行するシリーズハイブリッド自動車、走行用モータとエンジンが協調して走行するパラレルハイブリッド自動車、これらの双方の機能を併せ持つハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池にて発電した電力を車載バッテリーに充電し、この車載バッテリーから供給される電力で走行用モータを駆動して走行する燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）などである。本発明は、少なくとも上記エンジン駆動自動車又はハイブリッド自動車に適用可能であり、以下の実施例ではハイブリッド自動車を例に採りあげて説明する。
【００２０】
図において、１はハイブリッド自動車（以降自動車と称す）で、この自動車１にはエンジン２と、本発明の自動車用空調システムを構成する空気調和装置９が搭載されている。空気調和装置９は自動車１の車室２２内の冷房、暖房及び除湿等の空調を行うもので、この自動車１には自動車のエンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機１８と、図示しない圧縮機モータ（電動モータ）にて駆動される電動圧縮機１０と、空調用制御装置２１（本発明の制御手段に相当）を備えている。
【００２１】
また、電動圧縮機１０は、ロータリー圧縮機等の密閉式の圧縮機にて構成されており、この電動圧縮機１０の吐出側の配管１０Ａは逆止弁１１を介して室外熱交換器としてのガスクーラ（車室外熱交換器）１３に接続されている。ガスクーラ１３の出口側の配管１３Ａは、中間熱交換器１４を経て減圧装置としての膨張弁１５に接続され、膨張弁１５は車室内熱交換器としての蒸発器（冷却器）１６に配管接続されている。尚、逆止弁１１は、電動圧縮機１０から吐出されたガス冷媒をガスクーラ１３側に流出させるが、ガスクーラ１３側から電動圧縮機１０へのガス冷媒の流入を阻止する（図３）。
【００２２】
蒸発器１６の出口側の配管１６Ａはアキュムレータ（気液分離器）１７に接続されている。アキュムレータ１７の出口側の配管１７Ａは前記中間熱交換器１４を経て電動圧縮機１０の吸込側の配管１０Ｂに接続される環状の冷媒回路を構成している。即ち、アキュムレータ１７は中間熱交換器１４を介して電動圧縮機１０の吸込側に配管接続されている。
【００２３】
該中間熱交換器１４は、ガスクーラ１３から出た高温の高圧側冷媒とアキュムレータ１７から出た低温の低圧側冷媒とを熱交換させるものである。この中間熱交換器１４は、ガスクーラ１３で放熱した冷媒の更なる冷却と、アキュムレータ１７を経た冷媒の更なるガス化を行い、冷却能力を改善するものである。
【００２４】
前記電動圧縮機１０の吸込側の配管１０Ｂは、中間熱交換器１４との間で分岐して開放式のエンジン駆動圧縮機１８の吸込側の配管１８Ｂに接続されており、エンジン駆動圧縮機１８の出口側の配管１８Ａは、逆止弁１９を介して前記ガスクーラ１３に接続されている。即ち、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０はガスクーラ１３と中間熱交換器１４との間に並列に接続されている。尚、逆止弁１９は、エンジン駆動圧縮機１８から吐出された冷媒をガスクーラ１３側に流出させるが、ガスクーラ１３側からエンジン駆動圧縮機１８へのガス冷媒の流入を阻止する。このエンジン駆動圧縮機１８はＶベルト６を介してエンジン２にて駆動される。
【００２５】
そして、電動圧縮機１０、エンジン駆動圧縮機１８及びガスクーラ１３は自動車１のエンジンルーム内などの車室外に設置され、蒸発器１６は車室２２内に設置される。電動圧縮機１０には前記圧縮機モータが設けられており、この圧縮機モータによって電動圧縮機１０が駆動される。ガスクーラ１３にはガスクーラ１３の熱を車室外に放熱するための室外送風機１２（ラジエターファンでもよい）が設けられると共に、蒸発器１６には室内送風機２０が設けられ、蒸発器１６により冷却された空気は室内送風機２０によって車室２２内に吹き出され、これによって車室２２内は冷却される。
【００２６】
一方、自動車１にはエンジン２の他に走行用モータ３と、発電機４と車載バッテリー（本発明の蓄電手段に相当）５が設けられており、走行用モータ３と車載バッテリー５は主軸インバータ３Ａを介して車載バッテリー５に接続されている。また、電動圧縮機１０は空調インバータ８を介して車載バッテリー５に接続されている。該走行用モータ３及び電動圧縮機１０は、車載バッテリー５からの給電により駆動される。前記主軸インバータ３Ａは図示しない走行用制御装置（ＥＣＵ）により制御され、空調インバータ８は前記空調用制御装置２１により制御される。また、これら走行用制御装置と空調用制御装置２１とは相互にデータの授受を行う。
【００２７】
また、エンジン２と走行用モータ３と発電機４とには図示しないトルク分割機構が接続されており、このトルク分割機構は走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて自動車１を走行させる。即ち、エンジン２及び走行用モータ３の駆動力で車輪７を回転させて自動車１を走行させる。尚、トルク分割機構にて走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて自動車１を走行させる技術については周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２８】
ここで、トルク分割機構は、エンジン２の駆動トルク負荷が大きい発進時や低速時に走行用モータ３を使用し、また、エンジン２単独の駆動力以上に駆動力を必要とする際にもアシスト駆動源として走行用モータ３を使用する。そして、エンジン２の熱効率の良い高速に移るにつれて、トルク分割機構はエンジン２主導に移行する。また、エンジン２主導時は車載バッテリー５の充電状態に応じて発電機４で発電した電力が車載バッテリー５に充電される。また、発電機４はエンジン２の回転中の発電作用の他、エンジン２の始動時にスタータとしても利用される。
【００２９】
そして、電動圧縮機１０の前記空調インバータ８、エンジン駆動圧縮機１８のクラッチ、室外送風機１２、室内送風機２０、及び、車載バッテリー５などは汎用のマイクロコンピュータにて構成される前記空調用制御装置２１の入力側に接続される（図１）。空調用制御装置２１は、図示しないが昇降圧回路を備えており、空調用制御装置２１は、この昇降圧回路によって車載バッテリー５の電圧を希望の電圧に昇圧若しくは降圧すると共に、空調インバータ８で圧縮機モータの駆動電圧に変換して電動圧縮機１０を回転駆動させ、自動車１のアイドリングストップ時（エンジン駆動圧縮機１８停止時）に電動圧縮機１０を運転する。
【００３０】
また、空調用制御装置２１は、自動車１の低速運転時や加速運転時などにエンジン駆動圧縮機１８のクラッチを解除し、エンジン２から切り離して（停止して）電動圧縮機１０を運転すると共に、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足する際にも、それに加えて電動圧縮機１０を運転できるように構成されている。更に、空調用制御装置２１には図示しないが電動圧縮機１０の回転数に比例して回転するＡＵＴＯと、一定割合で複数段階に室内送風機２０の回転数を変化させ、車室２２内に吹き出す送風量をマニュアルで決定するブロアファンスイッチが接続されている。
【００３１】
尚、エンジン駆動圧縮機１８は、能力の小さな低容量ものが用いられている。そのため、車室２２内の温度が極めて高温となる夏季などには運転能力が不足するが、車室２２内の温度が高温となってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足した場合、空調用制御装置２１はエンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方を運転してエンジン駆動圧縮機１８の運転能力を補うように構成されている。また、電動圧縮機１０の排除容積は、エンジン駆動圧縮機１８の排除容積の７０％以下にしている。これにより、アイドリングストップ時に車載バッテリー５が急速に放電されてしまうのを極力抑えると共に、車室２２内温度を略維持して好適な車室２２内の空調を実現できるように構成されている。
【００３２】
以上の構成で次に本発明の自動車用空調システムの動作を説明する。尚、冷媒回路内の冷媒は、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒であるＣＯ２（二酸化炭素）が使用されるものとする。ＣＯ２は動作圧力が高く、流動抵抗が少ないため、平衡圧になり易く、電動圧縮機１０の始動性を阻害しない。また、二段圧縮式の電動圧縮機１０を採用すれば、電動圧縮機１０の内部に二個以上の逆止弁を有することになるので、差圧起動が可能となる。自動車用空調システムが運転されると、空調用制御装置２１は、前記走行用制御装置からの情報や図示しないセンサによって自動車１のアイドリングストップ、或いは、自動車１の低速運転時や加速運転、或いは、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足しているか否かを判断する。
【００３３】
そして、自動車１が走行してエンジン２の出力が所定の出力以上の場合、空調用制御装置２１はエンジン駆動圧縮機１８だけを運転（この場合、電動圧縮機１０の圧縮機モータは駆動せず）する。これにより、冷媒回路中の冷媒は、エンジン駆動圧縮機１８により圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、逆止弁１９を介してガスクーラ１３に流入する。このとき、電動圧縮機１０の出口側の配管１０Ａには逆止弁１１を設けているので、エンジン駆動圧縮機１８より吐出された高温高圧のガス冷媒が運転されていない電動圧縮機１０内に逆流することがない。
【００３４】
また、室外送風機１２を運転する室外送風機モータ（図示せず）は、車載バッテリー５より給電されて運転されるので、室外送風機１２の送風によってガスクーラ１３は車室外で冷却される。そして、ガスクーラ１３に流入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、中間熱交換器１４で熱交換され、更に冷却された後、膨張弁１５に至り、そこで絞られた後、蒸発器１６に流入する。
【００３５】
蒸発器１６に流入した冷媒はそこで蒸発し、このとき周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮する。冷却された車室２２内の空気は室内送風機２０によって車室２２内に循環され、これにより車室２２内は冷却されて空調が行われる。そして、蒸発器１６を出た冷媒はアキュムレータ１７に入り、そこで未蒸発液冷媒が気液分離された後、再度中間熱交換器１４に流入し、そこで熱交換して暖められて未蒸発液冷媒がガス化され、ガス冷媒のみがエンジン駆動圧縮機１８に吸い込まれ、再度エンジン駆動圧縮機１８で圧縮されて吐出される冷媒サイクルを繰り返す。
【００３６】
他方、空調用制御装置２１は、自動車１が走行してエンジン２の出力が所定の出力以下の場合、電動圧縮機１０を運転する。即ち、エンジン２の駆動トルク負荷が大きい発進時や低速時にエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させて、車載バッテリー５からの給電で空調インバータ８により圧縮機モータを動作させ、電動圧縮機１０を運転する。これにより、冷媒回路中の冷媒は、電動圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、逆止弁１１を介してガスクーラ１３に流入する。このとき、エンジン駆動圧縮機１８の出口側の配管１８Ａには逆止弁１９を設けているので、電動圧縮機１０より吐出された高温高圧のガス冷媒がエンジン駆動圧縮機１８０内に逆流することがない。
【００３７】
このときも、室外送風機１２を運転する室外送風機モータ（図示せず）は、車載バッテリー５により給電され運転されるので、室外送風機１２の送風によってガスクーラ１３は車室外で冷却される。そして、ガスクーラ１３に流入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、中間熱交換器１４で熱交換し、更に冷却された後、膨張弁１５に至り、そこで絞られた後、蒸発器１６に流入する。
【００３８】
蒸発器１６に流入した冷媒はそこで蒸発し、このとき周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮する。冷却された車室２２内の空気は室内送風機２０によって車室２２内に循環され、これにより車室２２内は冷却され空調が行われる。そして、蒸発器１６を出た冷媒はアキュムレータ１７に入り、そこで未蒸発液冷媒が気液分離された後、再度中間熱交換器１４に流入し、そこで熱交換して更に暖められて未蒸発液冷媒がガス化され、ガス冷媒のみが電動圧縮機１０に吸い込まれ、再度電動圧縮機１０で圧縮されて吐出される冷却サイクルを繰り返す。
【００３９】
そして、信号待ちの停止、或いは、渋滞での走行停止など自動車１の走行が停止し、前記走行用制御装置はアイドリングストップを実施すると、空調用制御装置２１は、車載バッテリー５からの給電により前述同様に圧縮機モータを動作させ電動圧縮機１０を運転する。これにより、アイドリングストップ中に車室２２内温度が上昇してしまうのを防止することが可能となる。このように、自動車１のアイドリングストップ時に車載バッテリー５による電動圧縮機１０の駆動だけで空調を行うことにより、燃料エンジン自動車からの排気ガスによる環境汚染を防止しつつ、好適な車室２２内の空調を実現することができるようになる。
【００４０】
また、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にはエンジン２の負荷が大きくなった場合、空調用制御装置２１は走行用制御装置からの情報に基づいてエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させ、車載バッテリー５からの給電により圧縮機モータを動作させて電動圧縮機１０を運転する。これにより、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にエンジン２の負荷を軽減することができるので、自動車１の発進をスムースに行うことが可能となると共に、坂道走行も無理なくできて快適な走行を行うことができるようになる。従って、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させた場合でも車室２２内の好適な空調を実現することができるようになる。
【００４１】
他方、夏季などに車室２２内温度が高温となってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足した場合、空調用制御装置２１はセンサによってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足しているのを検出し（車室２２内の温度上昇など）、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方を運転する。即ち、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足した際、空調用制御装置２１は電動圧縮機１０を運転する。これによって、冷媒はエンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の双方に分流して吸い込まれ、双方で圧縮された後、吐出されて合流し、ガスクーラ１３に流入することになる。これにより、エンジン駆動圧縮機１８の能力不足を補うことができるようになるので効率的に車室２２内の空調を行うことができるようになる。また、エンジン駆動圧縮機１８の運転能力を小さくしているので、エンジン駆動圧縮機１８だけの運転の通常運転時は、エンジン２の負荷も小さくなるので燃料消費率を大幅に向上させることができる。
【００４２】
即ち、エンジン２で、エンジン駆動圧縮機１８の能力を最大限発揮させることができ、車室内空調を効率的に行うことが可能となる。特に、外気温度が著しく高く大きな空調能力を必要とする際に、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方で車室２２内を空調することができるので、快適な車室２２内空調を実現することができるようになる。
【００４３】
尚、上記実施例に加えて、雨天の際の車窓曇りを解消するために車室内を除霜する除霜運転時にエンジン駆動圧縮機１８を停止したまま、電動圧縮機１０のみを運転するようにしてもよい。係る除湿運転時には負荷が少ないので、大出力のエンジン駆動圧縮機１８は不要であり、且つ、電動圧縮機１０によってきめ細かく負荷バランスのとれた運転を行うことができるようになＲ。
【００４４】
また、実施例では自動車１をハイブリッド自動車で説明したが、自動車用空調システムはハイブリッド自動車に限らず、通常のエンジン（内燃機関）のみで走行する自動車に適用しても本発明は有効である。この場合にも、通常はエンジン駆動圧縮機１８にて空調を行い、アイドリングストップ時、発進時、或いは、坂道走行時などに搭載された車載バッテリーにて電動圧縮機１０を運転して車室２２内の空調を行うことにより、前述同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、蓄電手段を具備した自動車において、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調するように構成したので、例えば、請求項２の如く、制御手段により自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転すれば、アイドリングストップ中においても、電動圧縮機により冷媒回路内の冷媒循環を行わせ、車室内の空調を行うことができるようになる。これにより、アイドリングストップ中に車室内温度が上昇してしまう不都合を防止することが可能となり、乗車時のアイドリングストップ時に車室内環境が低下してしまうのを未然に阻止することができるようになるものである。
【００４６】
また、請求項３や請求項４の如く、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転し、或いは、エンジン駆動圧縮機の能力が不足してしまう場合に電動圧縮機を運転することで、例えば低容量のエンジン駆動圧縮機を使用しながら、所要の空調能力を確保することが可能となる。これにより、自動車の大幅な燃費向上を図ることができるようになり、且つ、環境汚染問題の改善に貢献することができるようになるものである。
【００４７】
また、請求項５の如く、除湿運転の際に電動圧縮機を運転することで、例えば雨天における車窓曇りを解消する際の除湿のように、必要能力が少なく大出力のエンジン駆動圧縮機が不要で、且つ、きめ細かな制御を必要とする際に、電動圧縮機で負荷とバランスがとれた運転を行うことが可能となる。
【００４８】
特に、請求項６の発明の自動車用空調システムの如く、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素を使用すれば、地球環境問題にも好適なものとなる。この場合、高温時の能力不足が懸念されるが、二つの圧縮機がお互いの能力を補完し合うので圧縮機の能力不足の問題も解消されて、空調効率の改善も図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用空調システムを備えた自動車の模式図（側面図）である。
【図２】本発明の自動車用空調システムを備えた自動車の模式図（平面図）である。
【図３】本発明の自動車用空調システムの空気調和装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１ 自動車
２ エンジン
３ 走行用モータ
４ 発電機
５ 車載バッテリー
８ 空調インバータ
９ 空気調和装置
１０ 電動圧縮機
１１ 逆止弁
１２ 室外送風機
１３ ガスクーラ
１４ 中間熱交換器
１５ 膨張弁
１６ 蒸発器
１７ アキュムレータ
１８ エンジン駆動圧縮機
１９ 逆止弁
２０ 室内送風機
２１ 空調用制御装置
２２ 車室
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車室内を空調する空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的な自動車に用いられているカーエアコン（自動車用空調システム）は、エンジン（内燃機関）にて圧縮機が駆動されていた（エンジン駆動圧縮機）。この圧縮機から吐出され、車室外熱交換器に流入した高温のガス冷媒は、車室外送風機により車室外の空気と熱交換されて放熱し、凝縮液化された後、膨張弁を介して車室内に設けられた車室内熱交換器に流入する。液冷媒はそこで蒸発し、周囲から熱を吸収することによって冷却作用を発揮する。この車室内熱交換器は、車室内送風機にて循環される車室内の空気と熱交換し、車室内を冷却して空調を行う。そして、車室内熱交換器から出た冷媒は圧縮機に戻るサイクルを繰り返すものであった。
【０００３】
このようなカーエアコンに設けられた制御装置は、車室内が設定された所定の上限温度と下限温度の内の下限温度まで冷房されると、圧縮機の回転をＯＦＦする。そして、車室内の温度が上昇していき、前記上限温度に到達すると制御装置は圧縮機をＯＮして車室内の冷房を再開する。このようにして車室内を冷房し、一方ではヒータからの暖気により暖房作用を加えることによって、四季を通じて車室内を設定温度内に維持し、快適になるよう空調を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４０４９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年では係るエンジン駆動自動車からの排気ガスによる地球環境汚染の問題から、信号待ちの走行停止、或いは、渋滞での走行停止など自動車の走行停止時にはエンジン停止（アイドリングストップ）を行って排気ガスを排出しないような自動車の開発が進んできている。このような、アイドリングストップを行う自動車において、特に車室内温度が高温となる夏季などにアイドリングストップを行うと、エンジン駆動圧縮機は停止して車室内の温度は上昇してしまい、充分な車室内の空調ができなくなってしまうという問題がある。また、自動車の発進時、或いは、坂道などを走行する場合、エンジン駆動圧縮機が負荷となるため、カーエアコンが動作しているとエンジンの負荷が大きくなって走行性能が悪化し、或いは、圧縮機をＯＦＦさせたときには快適性を悪化させると云う問題もあった。
【０００６】
ここで、近年ではＨＦＣ系冷媒による環境破壊問題（オゾン層破壊問題）を解決するために冷媒として自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ２）を使用することが考えられているが、高外気温時に通常のＨＦＣ系冷媒に比べて冷却能力が低下する。そのため、係るＣＯ２冷媒を使用した場合には高出力の圧縮機を必要とし、一般的な負荷条件ではロスの多い運転を強いられることになる。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、例えば、自動車のアイドリングストップ時に車室内環境を好適に維持でき、且つ、発進時、或いは、坂道走行時などにエンジンの負荷を軽減することができる自動車用空調システムを提供すると共に、ＣＯ２冷媒を使用した場合に、圧縮機の出力を分割することで、一般的な負荷条件に適したエンジン駆動圧縮機を選定し、効率の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の自動車用空調システムは、蓄電手段を具備した自動車に用いられ、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の自動車用空調システムは、上記発明に加えて、制御手段は、自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、エンジン駆動圧縮機の能力が不足する際に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、制御手段は、車室内の除湿運転の際に電動圧縮機を運転することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の自動車用空調システムは、上記各発明に加えて、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素が使用されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の自動車用空調システムによれば、蓄電手段を具備した自動車において、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調するように構成したので、例えば、請求項２の如く、制御手段により自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転すれば、アイドリングストップ中においても、電動圧縮機により冷媒回路内の冷媒循環を行わせ、車室内の空調を行うことができるようになる。これにより、アイドリングストップ中に車室内温度が上昇してしまう不都合を防止することが可能となり、乗車時のアイドリングストップ時に車室内環境が低下してしまうのを未然に阻止することができるようになるものである。
【００１５】
また、請求項３や請求項４の如く、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転し、或いは、エンジン駆動圧縮機の能力が不足してしまう場合に電動圧縮機を運転することで、例えば低容量のエンジン駆動圧縮機を使用しながら、所要の空調能力を確保することが可能となる。これにより、自動車の大幅な燃費向上を図ることができるようになり、且つ、環境汚染問題の改善に貢献することができるようになるものである。
【００１６】
また、請求項５の如く、除湿運転の際に電動圧縮機を運転することで、例えば雨天における車窓曇りを解消する際の除湿のように、必要能力が少なく大出力のエンジン駆動圧縮機が不要で、且つ、きめ細かな制御を必要とする際に、電動圧縮機で負荷とバランスがとれた運転を行うことが可能となる。
【００１７】
特に、請求項６の発明の自動車用空調システムの如く、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素を使用すれば、地球環境問題にも好適なものとなる。この場合、高温時の能力不足が懸念されるが、二つの圧縮機がお互いの能力を補完し合うので圧縮機の能力不足の問題も解消されて、空調効率の改善も図れるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例の自動車１の模式図（側面図）、図２は自動車１の模式図（平面図）、図３は自動車１の空気調和装置９の冷媒回路図をそれぞれ示している。
【００１９】
ここで、自動車には次のような種類のものがある。エンジン（内燃機関）で走行する通常のエンジン駆動自動車、エンジンで発電した電力を車載バッテリーに充電し、このバッテリーから供給される電力で走行用モータを駆動して走行するシリーズハイブリッド自動車、走行用モータとエンジンが協調して走行するパラレルハイブリッド自動車、これらの双方の機能を併せ持つハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池にて発電した電力を車載バッテリーに充電し、この車載バッテリーから供給される電力で走行用モータを駆動して走行する燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）などである。本発明は、少なくとも上記エンジン駆動自動車又はハイブリッド自動車に適用可能であり、以下の実施例ではハイブリッド自動車を例に採りあげて説明する。
【００２０】
図において、１はハイブリッド自動車（以降自動車と称す）で、この自動車１にはエンジン２と、本発明の自動車用空調システムを構成する空気調和装置９が搭載されている。空気調和装置９は自動車１の車室２２内の冷房、暖房及び除湿等の空調を行うもので、この自動車１には自動車のエンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機１８と、図示しない圧縮機モータ（電動モータ）にて駆動される電動圧縮機１０と、空調用制御装置２１（本発明の制御手段に相当）を備えている。
【００２１】
また、電動圧縮機１０は、ロータリー圧縮機等の密閉式の圧縮機にて構成されており、この電動圧縮機１０の吐出側の配管１０Ａは逆止弁１１を介して室外熱交換器としてのガスクーラ（車室外熱交換器）１３に接続されている。ガスクーラ１３の出口側の配管１３Ａは、中間熱交換器１４を経て減圧装置としての膨張弁１５に接続され、膨張弁１５は車室内熱交換器としての蒸発器（冷却器）１６に配管接続されている。尚、逆止弁１１は、電動圧縮機１０から吐出されたガス冷媒をガスクーラ１３側に流出させるが、ガスクーラ１３側から電動圧縮機１０へのガス冷媒の流入を阻止する（図３）。
【００２２】
蒸発器１６の出口側の配管１６Ａはアキュムレータ（気液分離器）１７に接続されている。アキュムレータ１７の出口側の配管１７Ａは前記中間熱交換器１４を経て電動圧縮機１０の吸込側の配管１０Ｂに接続される環状の冷媒回路を構成している。即ち、アキュムレータ１７は中間熱交換器１４を介して電動圧縮機１０の吸込側に配管接続されている。
【００２３】
該中間熱交換器１４は、ガスクーラ１３から出た高温の高圧側冷媒とアキュムレータ１７から出た低温の低圧側冷媒とを熱交換させるものである。この中間熱交換器１４は、ガスクーラ１３で放熱した冷媒の更なる冷却と、アキュムレータ１７を経た冷媒の更なるガス化を行い、冷却能力を改善するものである。
【００２４】
前記電動圧縮機１０の吸込側の配管１０Ｂは、中間熱交換器１４との間で分岐して開放式のエンジン駆動圧縮機１８の吸込側の配管１８Ｂに接続されており、エンジン駆動圧縮機１８の出口側の配管１８Ａは、逆止弁１９を介して前記ガスクーラ１３に接続されている。即ち、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０はガスクーラ１３と中間熱交換器１４との間に並列に接続されている。尚、逆止弁１９は、エンジン駆動圧縮機１８から吐出された冷媒をガスクーラ１３側に流出させるが、ガスクーラ１３側からエンジン駆動圧縮機１８へのガス冷媒の流入を阻止する。このエンジン駆動圧縮機１８はＶベルト６を介してエンジン２にて駆動される。
【００２５】
そして、電動圧縮機１０、エンジン駆動圧縮機１８及びガスクーラ１３は自動車１のエンジンルーム内などの車室外に設置され、蒸発器１６は車室２２内に設置される。電動圧縮機１０には前記圧縮機モータが設けられており、この圧縮機モータによって電動圧縮機１０が駆動される。ガスクーラ１３にはガスクーラ１３の熱を車室外に放熱するための室外送風機１２（ラジエターファンでもよい）が設けられると共に、蒸発器１６には室内送風機２０が設けられ、蒸発器１６により冷却された空気は室内送風機２０によって車室２２内に吹き出され、これによって車室２２内は冷却される。
【００２６】
一方、自動車１にはエンジン２の他に走行用モータ３と、発電機４と車載バッテリー（本発明の蓄電手段に相当）５が設けられており、走行用モータ３と車載バッテリー５は主軸インバータ３Ａを介して車載バッテリー５に接続されている。また、電動圧縮機１０は空調インバータ８を介して車載バッテリー５に接続されている。該走行用モータ３及び電動圧縮機１０は、車載バッテリー５からの給電により駆動される。前記主軸インバータ３Ａは図示しない走行用制御装置（ＥＣＵ）により制御され、空調インバータ８は前記空調用制御装置２１により制御される。また、これら走行用制御装置と空調用制御装置２１とは相互にデータの授受を行う。
【００２７】
また、エンジン２と走行用モータ３と発電機４とには図示しないトルク分割機構が接続されており、このトルク分割機構は走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて自動車１を走行させる。即ち、エンジン２及び走行用モータ３の駆動力で車輪７を回転させて自動車１を走行させる。尚、トルク分割機構にて走行用モータ３と発電機４、及び、エンジン２と走行用モータ３の回転を一つに合わせて自動車１を走行させる技術については周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２８】
ここで、トルク分割機構は、エンジン２の駆動トルク負荷が大きい発進時や低速時に走行用モータ３を使用し、また、エンジン２単独の駆動力以上に駆動力を必要とする際にもアシスト駆動源として走行用モータ３を使用する。そして、エンジン２の熱効率の良い高速に移るにつれて、トルク分割機構はエンジン２主導に移行する。また、エンジン２主導時は車載バッテリー５の充電状態に応じて発電機４で発電した電力が車載バッテリー５に充電される。また、発電機４はエンジン２の回転中の発電作用の他、エンジン２の始動時にスタータとしても利用される。
【００２９】
そして、電動圧縮機１０の前記空調インバータ８、エンジン駆動圧縮機１８のクラッチ、室外送風機１２、室内送風機２０、及び、車載バッテリー５などは汎用のマイクロコンピュータにて構成される前記空調用制御装置２１の入力側に接続される（図１）。空調用制御装置２１は、図示しないが昇降圧回路を備えており、空調用制御装置２１は、この昇降圧回路によって車載バッテリー５の電圧を希望の電圧に昇圧若しくは降圧すると共に、空調インバータ８で圧縮機モータの駆動電圧に変換して電動圧縮機１０を回転駆動させ、自動車１のアイドリングストップ時（エンジン駆動圧縮機１８停止時）に電動圧縮機１０を運転する。
【００３０】
また、空調用制御装置２１は、自動車１の低速運転時や加速運転時などにエンジン駆動圧縮機１８のクラッチを解除し、エンジン２から切り離して（停止して）電動圧縮機１０を運転すると共に、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足する際にも、それに加えて電動圧縮機１０を運転できるように構成されている。更に、空調用制御装置２１には図示しないが電動圧縮機１０の回転数に比例して回転するＡＵＴＯと、一定割合で複数段階に室内送風機２０の回転数を変化させ、車室２２内に吹き出す送風量をマニュアルで決定するブロアファンスイッチが接続されている。
【００３１】
尚、エンジン駆動圧縮機１８は、能力の小さな低容量ものが用いられている。そのため、車室２２内の温度が極めて高温となる夏季などには運転能力が不足するが、車室２２内の温度が高温となってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足した場合、空調用制御装置２１はエンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方を運転してエンジン駆動圧縮機１８の運転能力を補うように構成されている。また、電動圧縮機１０の排除容積は、エンジン駆動圧縮機１８の排除容積の７０％以下にしている。これにより、アイドリングストップ時に車載バッテリー５が急速に放電されてしまうのを極力抑えると共に、車室２２内温度を略維持して好適な車室２２内の空調を実現できるように構成されている。
【００３２】
以上の構成で次に本発明の自動車用空調システムの動作を説明する。尚、冷媒回路内の冷媒は、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒であるＣＯ２（二酸化炭素）が使用されるものとする。ＣＯ２は動作圧力が高く、流動抵抗が少ないため、平衡圧になり易く、電動圧縮機１０の始動性を阻害しない。また、二段圧縮式の電動圧縮機１０を採用すれば、電動圧縮機１０の内部に二個以上の逆止弁を有することになるので、差圧起動が可能となる。自動車用空調システムが運転されると、空調用制御装置２１は、前記走行用制御装置からの情報や図示しないセンサによって自動車１のアイドリングストップ、或いは、自動車１の低速運転時や加速運転、或いは、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足しているか否かを判断する。
【００３３】
そして、自動車１が走行してエンジン２の出力が所定の出力以上の場合、空調用制御装置２１はエンジン駆動圧縮機１８だけを運転（この場合、電動圧縮機１０の圧縮機モータは駆動せず）する。これにより、冷媒回路中の冷媒は、エンジン駆動圧縮機１８により圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、逆止弁１９を介してガスクーラ１３に流入する。このとき、電動圧縮機１０の出口側の配管１０Ａには逆止弁１１を設けているので、エンジン駆動圧縮機１８より吐出された高温高圧のガス冷媒が運転されていない電動圧縮機１０内に逆流することがない。
【００３４】
また、室外送風機１２を運転する室外送風機モータ（図示せず）は、車載バッテリー５より給電されて運転されるので、室外送風機１２の送風によってガスクーラ１３は車室外で冷却される。そして、ガスクーラ１３に流入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、中間熱交換器１４で熱交換され、更に冷却された後、膨張弁１５に至り、そこで絞られた後、蒸発器１６に流入する。
【００３５】
蒸発器１６に流入した冷媒はそこで蒸発し、このとき周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮する。冷却された車室２２内の空気は室内送風機２０によって車室２２内に循環され、これにより車室２２内は冷却されて空調が行われる。そして、蒸発器１６を出た冷媒はアキュムレータ１７に入り、そこで未蒸発液冷媒が気液分離された後、再度中間熱交換器１４に流入し、そこで熱交換して暖められて未蒸発液冷媒がガス化され、ガス冷媒のみがエンジン駆動圧縮機１８に吸い込まれ、再度エンジン駆動圧縮機１８で圧縮されて吐出される冷媒サイクルを繰り返す。
【００３６】
他方、空調用制御装置２１は、自動車１が走行してエンジン２の出力が所定の出力以下の場合、電動圧縮機１０を運転する。即ち、エンジン２の駆動トルク負荷が大きい発進時や低速時にエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させて、車載バッテリー５からの給電で空調インバータ８により圧縮機モータを動作させ、電動圧縮機１０を運転する。これにより、冷媒回路中の冷媒は、電動圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、逆止弁１１を介してガスクーラ１３に流入する。このとき、エンジン駆動圧縮機１８の出口側の配管１８Ａには逆止弁１９を設けているので、電動圧縮機１０より吐出された高温高圧のガス冷媒がエンジン駆動圧縮機１８０内に逆流することがない。
【００３７】
このときも、室外送風機１２を運転する室外送風機モータ（図示せず）は、車載バッテリー５により給電され運転されるので、室外送風機１２の送風によってガスクーラ１３は車室外で冷却される。そして、ガスクーラ１３に流入したガス冷媒はそこで放熱して凝縮液化された後、中間熱交換器１４で熱交換し、更に冷却された後、膨張弁１５に至り、そこで絞られた後、蒸発器１６に流入する。
【００３８】
蒸発器１６に流入した冷媒はそこで蒸発し、このとき周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮する。冷却された車室２２内の空気は室内送風機２０によって車室２２内に循環され、これにより車室２２内は冷却され空調が行われる。そして、蒸発器１６を出た冷媒はアキュムレータ１７に入り、そこで未蒸発液冷媒が気液分離された後、再度中間熱交換器１４に流入し、そこで熱交換して更に暖められて未蒸発液冷媒がガス化され、ガス冷媒のみが電動圧縮機１０に吸い込まれ、再度電動圧縮機１０で圧縮されて吐出される冷却サイクルを繰り返す。
【００３９】
そして、信号待ちの停止、或いは、渋滞での走行停止など自動車１の走行が停止し、前記走行用制御装置はアイドリングストップを実施すると、空調用制御装置２１は、車載バッテリー５からの給電により前述同様に圧縮機モータを動作させ電動圧縮機１０を運転する。これにより、アイドリングストップ中に車室２２内温度が上昇してしまうのを防止することが可能となる。このように、自動車１のアイドリングストップ時に車載バッテリー５による電動圧縮機１０の駆動だけで空調を行うことにより、燃料エンジン自動車からの排気ガスによる環境汚染を防止しつつ、好適な車室２２内の空調を実現することができるようになる。
【００４０】
また、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にはエンジン２の負荷が大きくなった場合、空調用制御装置２１は走行用制御装置からの情報に基づいてエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させ、車載バッテリー５からの給電により圧縮機モータを動作させて電動圧縮機１０を運転する。これにより、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にエンジン２の負荷を軽減することができるので、自動車１の発進をスムースに行うことが可能となると共に、坂道走行も無理なくできて快適な走行を行うことができるようになる。従って、自動車１の発進時、或いは、坂道走行時にエンジン駆動圧縮機１８の運転を停止させた場合でも車室２２内の好適な空調を実現することができるようになる。
【００４１】
他方、夏季などに車室２２内温度が高温となってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足した場合、空調用制御装置２１はセンサによってエンジン駆動圧縮機１８の運転能力が不足しているのを検出し（車室２２内の温度上昇など）、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方を運転する。即ち、エンジン駆動圧縮機１８の能力が不足した際、空調用制御装置２１は電動圧縮機１０を運転する。これによって、冷媒はエンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の双方に分流して吸い込まれ、双方で圧縮された後、吐出されて合流し、ガスクーラ１３に流入することになる。これにより、エンジン駆動圧縮機１８の能力不足を補うことができるようになるので効率的に車室２２内の空調を行うことができるようになる。また、エンジン駆動圧縮機１８の運転能力を小さくしているので、エンジン駆動圧縮機１８だけの運転の通常運転時は、エンジン２の負荷も小さくなるので燃料消費率を大幅に向上させることができる。
【００４２】
即ち、エンジン２で、エンジン駆動圧縮機１８の能力を最大限発揮させることができ、車室内空調を効率的に行うことが可能となる。特に、外気温度が著しく高く大きな空調能力を必要とする際に、エンジン駆動圧縮機１８と電動圧縮機１０の両方で車室２２内を空調することができるので、快適な車室２２内空調を実現することができるようになる。
【００４３】
尚、上記実施例に加えて、雨天の際の車窓曇りを解消するために車室内を除霜する除霜運転時にエンジン駆動圧縮機１８を停止したまま、電動圧縮機１０のみを運転するようにしてもよい。係る除湿運転時には負荷が少ないので、大出力のエンジン駆動圧縮機１８は不要であり、且つ、電動圧縮機１０によってきめ細かく負荷バランスのとれた運転を行うことができるようになＲ。
【００４４】
また、実施例では自動車１をハイブリッド自動車で説明したが、自動車用空調システムはハイブリッド自動車に限らず、通常のエンジン（内燃機関）のみで走行する自動車に適用しても本発明は有効である。この場合にも、通常はエンジン駆動圧縮機１８にて空調を行い、アイドリングストップ時、発進時、或いは、坂道走行時などに搭載された車載バッテリーにて電動圧縮機１０を運転して車室２２内の空調を行うことにより、前述同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、蓄電手段を具備した自動車において、エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、冷媒回路の蒸発器により車室内を空調するように構成したので、例えば、請求項２の如く、制御手段により自動車のアイドリングストップにおいて電動圧縮機を運転すれば、アイドリングストップ中においても、電動圧縮機により冷媒回路内の冷媒循環を行わせ、車室内の空調を行うことができるようになる。これにより、アイドリングストップ中に車室内温度が上昇してしまう不都合を防止することが可能となり、乗車時のアイドリングストップ時に車室内環境が低下してしまうのを未然に阻止することができるようになるものである。
【００４６】
また、請求項３や請求項４の如く、自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に電動圧縮機を運転し、或いは、エンジン駆動圧縮機の能力が不足してしまう場合に電動圧縮機を運転することで、例えば低容量のエンジン駆動圧縮機を使用しながら、所要の空調能力を確保することが可能となる。これにより、自動車の大幅な燃費向上を図ることができるようになり、且つ、環境汚染問題の改善に貢献することができるようになるものである。
【００４７】
また、請求項５の如く、除湿運転の際に電動圧縮機を運転することで、例えば雨天における車窓曇りを解消する際の除湿のように、必要能力が少なく大出力のエンジン駆動圧縮機が不要で、且つ、きめ細かな制御を必要とする際に、電動圧縮機で負荷とバランスがとれた運転を行うことが可能となる。
【００４８】
特に、請求項６の発明の自動車用空調システムの如く、冷媒回路には冷媒として二酸化炭素を使用すれば、地球環境問題にも好適なものとなる。この場合、高温時の能力不足が懸念されるが、二つの圧縮機がお互いの能力を補完し合うので圧縮機の能力不足の問題も解消されて、空調効率の改善も図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用空調システムを備えた自動車の模式図（側面図）である。
【図２】本発明の自動車用空調システムを備えた自動車の模式図（平面図）である。
【図３】本発明の自動車用空調システムの空気調和装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１ 自動車
２ エンジン
３ 走行用モータ
４ 発電機
５ 車載バッテリー
８ 空調インバータ
９ 空気調和装置
１０ 電動圧縮機
１１ 逆止弁
１２ 室外送風機
１３ ガスクーラ
１４ 中間熱交換器
１５ 膨張弁
１６ 蒸発器
１７ アキュムレータ
１８ エンジン駆動圧縮機
１９ 逆止弁
２０ 室内送風機
２１ 空調用制御装置
２２ 車室
Claims (6)
- 蓄電手段を具備した自動車に用いられ、
エンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機と前記蓄電手段からの給電により駆動される電動圧縮機とを並列に接続して構成された冷媒回路と、前記電動圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、前記冷媒回路の蒸発器により車室内を空調することを特徴とする自動車用空調システム。 - 前記制御手段は、前記自動車のアイドリングストップにおいて前記電動圧縮機を運転することを特徴とする請求項１の自動車用空調システム。
- 前記制御手段は、前記自動車の低速運転時及び／又は加速運転時に前記電動圧縮機を運転することを特徴とする請求項１又は請求項２の自動車用空調システム。
- 前記制御手段は、前記エンジン駆動圧縮機の能力が不足する際に前記電動圧縮機を運転することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の自動車用空調システム。
- 前記制御手段は、前記車室内の除湿運転の際に前記電動圧縮機を運転することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の自動車用空調システム。
- 前記冷媒回路には冷媒として二酸化炭素が使用されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の自動車用空調システム。
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