車輛用空氣調節器的製作方法
2023-06-07 05:11:56 2
專利名稱：車輛用空氣調節器的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛用空氣調節器，並且尤其涉及用於控制安裝在諸如電動車輛和混合動力車輛等車輛上的空氣調節器的電動壓縮機的車輛用空氣調節器。
背景技術：
近年來，考慮到環境的車輛如電動車輛(EV)和混合動力車輛(HEV)已經受到關注。在這種考慮到環境的車輛上安裝有驅動該車輛的電動機和包括電動壓縮機的空氣調節器。諸如電動車輛和混合動力車輛等的車輛由於電動機等的驅動，能夠沒有 任何噪聲地驅動，因此，存在當車速低的範圍內和車輛停止時電動壓縮機的工作噪聲使乘客感到不舒服的情況。
_4] 現有技術文獻_5] 專利文獻[專利文獻I]日本特開平07-223428號公報[專利文獻2]日本特開平04-169322號公報根據專利文獻I的電動車輛用空氣調節器通過控制該電動壓縮機的轉速，根據空氣調節控制的設定輸出進行空氣調節操作，從而抑制噪聲的產生。根據專利文獻2的電動車輛用空氣調節器的控制方法是進行控制使得電動壓縮機的工作頻率的最大值隨著車速增加而逐漸增加。
發明內容
發明要解決的問題另外，傳統上還考慮根據車速將電動壓縮機的轉速限制到一定的轉速以下的方法，以減小控制電動壓縮機的車輛用空氣調節器中的噪聲產生。在此情況下，不考慮對空氣調節的效果程度來確定電動壓縮機的所限制的轉速(在下文中稱為「轉速上限值」)。因此，存在以下問題在空氣調節完全有效等狀態下，轉速上限值可被降低，但是電動壓縮機無效地工作，從而增加功率消耗。另一方面，即使在空氣調節不完全有效時也通過車速確定電動壓縮機的轉速上限值，因此存在不能根據用戶請求進行冷卻的問題。本發明的目的是提供一種能夠減小電動壓縮機的噪聲和減小電動壓縮機的功率消耗的車輛用空氣調節器。用於解決問題的方案本發明是一種車輛用空氣調節器，該車輛安裝有用於驅動該車輛的電動機，該車輛用空氣調節器包括車速檢測單元，其用於檢測所述車輛的速度；電動壓縮機，其用於冷卻所述車輛的內部；壓縮機轉速控制單元，其用於控制所述電動壓縮機的轉速；進氣風扇，其用於將所述電動壓縮機冷卻的空氣送入所述車輛的內部；風扇空氣供應量設定單元，其用於設定所述風扇的空氣供應量；以及控制單元，其用於設定當所述車速檢測單元檢測到的車速為預定速度以下時由所述壓縮機轉速控制單元控制的所述電動壓縮機的轉速上限值，其中所述控制單元基於由所述車速檢測單元檢測到的車速和由所述風扇空氣供應量設定單元設定的空氣供應量來設定所述電動壓縮機的轉速上限值。發明效果一般來說，車輛通過驅動產生噪聲。該噪聲量根據車輛的驅動狀態而變化。也就是說，根據車輛驅動狀態的噪聲隨車速增加而變大。另外，根據車輛驅動狀態的噪聲隨發動機轉速變大而變大。根據本發明的車輛用空氣調節器通過根據車輛的驅動狀態使噪聲變小並且當送入車輛內部的空氣供應量小時使電動壓縮機的轉速上限值變低，能夠減小電動壓縮機的噪聲和減小電動壓縮機的功率消耗。
圖I是車輛用空氣調節器的系統配置圖。(實施例I)圖2是用於設定電動壓縮機的轉速上限值的二維矩陣映射。(實施例I) 圖3是用於設定電動壓縮機的轉速上限值的二維矩陣映射。(實施例2)圖4是用於根據車速計算電動壓縮機的轉速上限值(臨時)的映射。(實施例2)圖5是用於根據送入車輛內部的空氣供應量計算電動壓縮機的轉速的常數的映射。(實施例2)圖6是用於通過將根據送入車輛內部的空氣供應量的電動壓縮機的轉速的常數與根據車速的電動壓縮機的轉速上限值(臨時)相加來計算電動壓縮機的轉速上限值的流程圖。(實施例2)圖7是用於設定電動壓縮機的轉速上限值的二維矩陣映射。(實施例3)圖8是用於根據車速的電動壓縮機的轉速上限值(臨時)的映射。(實施例3)圖9是用於根據送入車輛內部的空氣供應量的電動壓縮機的轉速的係數的映射。(實施例3)圖10是用於通過將根據送入車輛內部的空氣供應量的電動壓縮機的轉速的係數與根據車速的電動壓縮機的轉速上限值(臨時)相乘來計算電動壓縮機的轉速上限值的流程圖。(實施例3)
具體實施例方式本發明通過當根據車輛驅動狀態的噪聲很小並且送入車輛內部的空氣供應量很小時降低電動壓縮機的轉速上限值來實現能夠減小電動壓縮機的噪聲和減小電動壓縮機的功率消耗的目的。實施例I圖I和圖2示出本發明的實施例I。在圖I中，附圖標記I代表安裝在諸如電動車輛(EV)和混合動力車輛(HEV)等包括電動機的車輛上的空氣調節器(HVAC單元)。空氣調節器I包括用於形成氣流通道2的通道形成構件3。內/外空氣切換擋板6的基部6A、吹出口切換擋板9的基部9A和開/關擋板11的基部IlA設置在通道形成構件3上。內/外空氣切換擋板6在作為上遊側的一端向內擺動，以在連接到外部空氣入口管4的外部空氣入口 4A和連接到內部空氣入口管5的內部空氣入口 5A之間切換。吹出口切換擋板9在作為下遊側的另一端向內擺動，以在連接到除霜管7的除霜吹出口 7A和連接到通風管8的通風吹出口 8A之間切換。開/關擋板11在所述另一端向內擺動，以打開/關閉連接到腳管10的腳吹出口 10A。此外，在通道形成構件3中包括在內/外空氣切換擋板6的直接下遊側的進氣風扇12、比進氣風扇12更下遊側的蒸發器13、在比蒸發器13更下遊側的加熱器芯14和在氣流通道2中擺動以調節提供給加熱器芯14的空氣流量的空氣混合擋板15的樞轉軸16。進氣風扇12包括用於驅動進氣風扇12的風扇電動機17，並且將稍後描述的電動壓縮機22冷卻的空氣提供給車輛內部。包括膨脹閥18的第一製冷劑高壓管19的一端連接到蒸發器13。第一製冷劑高壓管19的另一端連接到冷凝器20。第二製冷劑高壓管21的一端連接到冷凝器20。第二製冷劑高壓管21的另一端連·接到電動壓縮機22，電動壓縮機22由電力驅動並且用於冷卻車輛內部。製冷劑低壓管23的一端連接到電動壓縮機22。製冷劑低壓管23的另一端連接到蒸發器13。此外，在空氣調節器I中包括用於驅動風扇電動機17的風扇電動機驅動單元24和用於驅動電動壓縮機22的壓縮機驅動單元25。風扇電動機驅動單元24和壓縮機驅動單元25與控制單元26通信。控制單元26由與風扇電動機驅動單元24和壓縮機驅動單元25通信的空氣調節控制單元(EOT) 27和與空氣調節控制單元27通信的車輛控制單元(EOT) 28構成。用於檢測蒸發器13的溫度的蒸發器溫度檢測單元29、設置在第一製冷劑高壓管19上的並且用於檢測製冷劑壓力的製冷劑壓力檢測單元30、空氣調節操作面板31、直接檢測噪聲量的噪聲檢測單元32和用於檢測風扇電動機17的轉速的風扇電動機轉速檢測單元33與空氣調節控制單元27通信。當用戶手動操作空氣調節器I時使用空氣調節操作面板31，空氣調節操作面板31設置有用於確定風扇電動機17的轉動水平的進氣風扇水平設定開關34、供應空氣溫度設定開關35等開關，並且用戶的空氣調節請求由進氣風扇水平設定開關34的風扇水平設定值來確定。注意，用戶的空氣調節請求可以不由進氣風扇水平設定開關34的風扇水平設定值來確定，而是由風扇發動機轉速檢測單元33檢測到的風扇電動機17的轉速或者由風扇水平設定值確定的風扇電動機17的實際轉動水平來確定。在此情況下，空氣調節器I能夠作為自動空氣調節器來自動調整空氣調節。此外，用於檢測外部空氣溫度的外部空氣檢測單元36、用於檢測車速的車速檢測單元37和用於當車輛是混合動力車輛(HEV)時檢測發動機轉速的發動機轉速檢測單元38與車輛控制單元28通信。空氣調節控制單元27包括用於控制電動壓縮機22的轉速的壓縮機轉速控制單元27A，並且設定當由車速檢測單元37檢測到的車速為預定速度以下時由壓縮機轉速控制單元27A控制的電動壓縮機22的轉速下限值(受限轉速)。此外，空氣調節控制單元27包括用於設定進氣風扇12的空氣供應量的風扇空氣供應量設定單元27B，並且基於由車速檢測單元37檢測到的車速和由風扇空氣供應量設定單元27B設定的空氣供應量設定電動壓縮機22的轉速上限值。例如，如圖2中所示，使用車速(例如，車速的5個水平)和用戶的空氣調節請求(例如，空氣調節操作面板31的風扇水平設定值的六個水平)作為兩個參數，通過二維矩陣確定電動壓縮機22的轉速上限值(例如，30種方式)。也就是說，當車速變快(噪聲大)和當風扇水平設定值變高時，電動壓縮機22的轉速上限值被設定得大。注意，在混合動力車輛(HEV)的情況下，可以由發動機轉速檢測單元38檢測到的發動機轉速值確定該轉速上限值。從而當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量小(當在空氣調節操作面板31上風扇水平設定值低，因此空氣調節請求低時)，可以將電動壓縮機22的轉速上限值設置得低，並且能夠減小電動壓縮機22的噪聲和減小電動壓縮機22的功率消耗。
此外，當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量大(在空氣調節操作面板31上風扇水平設定值高，因此空氣調節請求高)時，電動壓縮機22的轉速上限值被設定得高，因此可以增加冷卻效果。此外，電動壓縮機22的噪聲被進氣風扇12的噪聲消除，因此電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，當根據車輛驅動狀態的噪聲大時(在車輛高速行駛時)，電動壓縮機22的轉速上限值根據空氣調節操作面板31上的風扇水平設定值而增加/減小。電動壓縮機22的噪聲被根據驅動的噪聲消除，因此，電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，對電動壓縮機22的控制能夠實現製冷效果和功率消耗減小。此外，正常的車輛中包括空氣調節器I的每個部件，因此能夠以低成本進行該控制，同時在不增加新部件的情況下簡化配置。此外，空氣調節控制單元27可以不基於車速檢測單元37檢測到的車速而是基於噪聲檢測單元32檢測到的噪聲量和風扇空氣供應量設定單元27B設定的空氣供應量來設定電動壓縮機22的轉速上限值。從而可以檢測與車輛驅動狀態無關的噪聲，因此，連同當前狀態一起的控制變為可能。例如，即使車輛停止時，當車輛周圍的噪聲大並且進入車輛內部的空氣供應量大時，電動壓縮機22的轉速上限值被設置得與行駛期間一樣高，因此，可以增加冷卻效果。此外，空氣調節控制單元27包括用於控制風扇電動機17的轉速的風扇電動機轉速控制單元27C，風扇電動機17用於驅動進氣風扇12，並且電動壓縮機22的轉速上限值可以不基於由風扇空氣供應量設定單元27B設定的空氣供應量而是基於由車速檢測單元37檢測到的車速或者由噪聲檢測單元32檢測到的噪聲量和由風扇電動機轉速控制單元27C控制的風扇電動機17的轉速來設定。從而當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量小時(當空氣調節操作面板31上風扇水平設定值低，因此空氣調節請求低時)，可以將電動壓縮機22的轉速上限值設置得低。因此，能夠減小電動壓縮機22的噪聲和減小電動壓縮機22的功率消耗。此外，因為當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量大時(當在空氣調節操作面板31上風扇水平設定值高，因此空氣調節請求高時)，電動壓縮機22的轉速上限值被設置得高，所以可以增加製冷效果。此外，電動壓縮機22的噪聲被風扇12的噪聲消除，因此，電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，當根據車輛驅動狀態的噪聲大時(在車輛高速行駛期間)，電動壓縮機22的轉速上限值根據空氣調節操作面板31上的風扇水平設定值增加/減小。電動壓縮機22的噪聲被根據驅動的噪聲消除，因此，電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，對電動壓縮機22的控制能夠實現製冷效果和減小功率消耗。此外，正常的車輛中包括除了噪聲檢測單元以外的空氣調節器I的每個部件，因此，能夠以低成本進行該控制，同時在不增加新部件的情況下簡化配置。此外，可以檢測與車輛驅動狀態無關的噪聲，因此，連同當前狀態一起的控制變為可能。例如，即使車輛停止時，當車輛周圍的噪聲大並且進入車輛內部的空氣供應量大時，電動壓縮機22的轉速上限值被設定得與行駛期間一樣高，因此，可以增加製冷效果。此外，空氣調節控制單元27可以不基於由風扇空氣供應量設定單元27B設定的空氣供應量而是基於由車速檢測單元37檢測到的車速或者由噪聲檢測單元32檢測到的噪聲量和由風扇電動機轉速檢測單元33檢測到的風扇電動機17的轉速來設定電動壓縮機22的轉速上限值。從而當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量小時(當空氣調節操作面板31上風扇水平設定值低，因此空氣調節請求低時)，可以將電動壓縮機22的轉速上限值設置得低，並且能夠減小電動壓縮機22的噪聲和減小電動壓縮機22的功率消耗。此外，因為當根據車輛驅動狀態的噪聲小(在停止、低速行駛期間)並且進入車輛內部的空氣供應量大時(當在空氣調節操作面板31上風扇水平設定值高，因此空氣調節請求高時)，電動壓縮機22的轉速上限值被設置得高，所以可以增加製冷效果。此外，電動壓縮機22的噪聲被進氣風扇12的噪聲消除，因此，電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，當根據車輛驅動狀態的噪聲大時(在車輛高速行駛期間)，電動壓縮機22的轉速上限值根據空氣調節操作面板31上的風扇水平設定值增加/減小。電動壓縮機22的噪聲被根據驅動的噪聲消除，因此，電動壓縮機22的噪聲不會使乘客感到不舒服。此外，對電動壓縮機22的控制能夠實現製冷效果和減小功率消耗。此外，正常的車輛中包括除了噪聲檢測單元以外的空氣調節器I的每個部件，因此，能夠以低成本進行該控制，同時在不增加新部件的情況下簡化配置。此外，噪聲檢測單元32可以檢測與車輛驅動狀態無關的噪聲，因此，連同當前狀態一起的控制變為可能。例如，即使車輛停止時，當車輛周圍的噪聲大並且進入車輛內部的空氣供應量大時，電動壓縮機22的轉速上限值被設定得與行駛期間一樣高，因此，可以增加製冷效果。實施例2圖3至圖6是示出根據本發明的實施例2的視圖。在下面的實施例中，使用相同的附圖標記描述與實施例I中相同的功能。實施例2的特徵在於以下幾點。電動壓縮機22的轉速上限值不是由車速(例如，車速的5個水平)和用戶的空氣調節請求的二維矩陣確定的，而是由車速(例如，車速的5個水平)確定的電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)和根據用戶的空氣調節請求通過統一適應等發現的電動壓縮機22的轉速的常數確定的。特別地，空氣調節控制單元27將電動壓縮機22的轉速的每個常數(Al至A5)與電動壓縮機22的每個轉速上限值(臨時)(NI至N5)相加，並且將相加結果設定為電動壓縮機22的轉速上限值(N1，N1+A1至N1+A5，N2，N2+A1 至 N2+A5, N3, N3+A1 至 N3+A5, N4, N4+A1 至 N4+A5, N5, N5+A1 至 N5+A5)。在此情況下 ，根據圖4中所示的映射計算電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)(NI至N5)。此外，根據圖5中所示的映射計算根據用戶的空氣調節請求通過統一適應等發現的電動壓縮機22的轉速的常數(Al至A5)。在此，存在以下關係N1彡N2彡N3彡N4彡N5，Al彡A2彡A3彡A4彡A5。接下來，基於圖6中的流程圖描述通過將根據進入車輛內部的空氣供應量的電動壓縮機22的轉速的常數與根據車速的電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)相加計算電動壓縮機22的轉速上限值的情況。如圖6中所示，當程序開始時(步驟A01)，車速檢測單元37檢測車速(步驟A02)。空氣調節控制單元27根據圖4中的映射計算電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)(步驟A03)，並且判斷風扇水平設定值是否是最小值(步驟A04)。當步驟A04為「否」時，空氣調節控制單元27根據圖5中的映射計算常數(步驟A05)，並且通過將該常數與轉速上限值(臨時)相加確定電動壓縮機22的轉速上限值(步驟 A06)。另一方面，當步驟A04為「是」時，空氣調節控制單元27將該轉速上限值(臨時)確定為電動壓縮機22的轉速上限值(步驟A07)。在步驟A06的處理之後，或者步驟A07的處理之後，該程序結束(步驟A08)。在實施例2中，可以由此獲得與實施例I類似的操作和效果。此外，空氣調節控制單元27所需的存儲區域可以被減小。也就是說，空氣調節控制單元27可以具有能夠存儲包括圖3中所示的實施例中的電動壓縮機22的五個轉速上限值(臨時)(NI至N5)和電動壓縮機22的轉速的五個常數(Al至A5)總共10個數據的存儲區域。另一方面，在實施例I中需要存儲電動壓縮機的所有轉速上限值(例如，30個數據)的存儲區域。實施例3圖7至圖10是示出根據本發明的實施例3的視圖。實施例3的特徵在於以下幾點。也就是說，電動壓縮機22的轉速上限值不是由車速(例如，車速的5個水平)和用戶的空氣調節請求的二維矩陣確定的，而是如圖7中所示，由車速(例如，車速的5個水平)確定的電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)和根據用戶的空氣調節請求通過統一適應等發現的電動壓縮機22的轉速的係數確定的。特別地，空氣調節控制單元27將電動壓縮機22的轉速的每個係數(BI至B5)與電動壓縮機22的每個轉速上限值(臨時)(N1至N5)相乘，並且確定電動壓縮機22的轉速上限值(NI，NI XBI至N1XB5, N2, N2XB1 至 N2XB5，N3, N3XB1 至 N3XB5，N4, N4XB1 至 N4XB5，N5, N5XB1 至N5XB5)。在此情況下，根據圖8中所示的映射計算電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)(NI至N5)。此外，根據圖9中所示的映射計算根據用戶的空氣調節請求通過統一適應等發現的係數(BI至B5)。
在此，存在以下關係N1彡N2彡N3彡N4彡N5, BI彡B2彡B3彡B4彡B5。接下來，基於圖10中的流程圖描述通過將根據進入車輛內部的空氣供應量的電動壓縮機22的轉速的係數乘以根據車速的電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)計算電動壓縮機22的轉速上限值的情況。如圖10中所示，當程序開始時(步驟B01)，車速檢測單元37檢測車速(步驟B02)。空 氣調節控制單元27根據圖8中的映射計算電動壓縮機22的轉速上限值(臨時)(步驟B03)，並且判斷風扇水平設定值是否是最小值(步驟B04)。當步驟B04為「否」時，空氣調節控制單元27根據圖9中的映射計算係數(步驟B05)，並且通過將該係數乘以轉速上限值(臨時)確定電動壓縮機22的轉速上限值(步驟B06)。另一方面，當步驟B04為「是」時，空氣調節控制單元27將該轉速上限值(臨時)確定為電動壓縮機22的轉速上限值(步驟B07)。在步驟B06的處理之後，或者步驟B07的處理之後，該程序結束(步驟B08)。在實施例3中，可以由此獲得與實施例I類似的操作和效果。此外，空氣調節控制單元27所需的存儲區域可以像實施例2 —樣被減小。上面已經參照附圖描述了本發明的實施方式和實施例，但是本發明不局限於這些實施方式和實施例。也就是說，在不偏離本發明的精神或實質特徵的情況下，本發明可以體現為其它特殊形式。工業上的可利用件 根據本發明的車輛用空氣調節器可用於各種車輛。附圖標記說明I空氣調節器12進氣風扇22電動壓縮機26控制單元27空氣調節控制單元27A電動壓縮機轉速控制單元27B風扇供應量設定單元27C風扇電動機轉速控制單元28車輛控制單元31空氣調節操作面板32噪聲檢測單元33風扇電動機轉速檢測單元34進氣風扇水平設定開關35供應空氣溫度設定開關37車速檢測單元。
權利要求
1.一種車輛用空氣調節器，該車輛安裝有用於驅動該車輛的電動機，該車輛用空氣調節器包括 車速檢測單元，其用於檢測所述車輛的速度； 電動壓縮機，其用於冷卻所述車輛的內部； 壓縮機轉速控制單元，其用於控制所述電動壓縮機的轉速； 進氣風扇，其用於將所述電動壓縮機冷卻的空氣送入所述車輛的內部； 風扇空氣供應量設定單元，其用於設定所述進氣風扇的空氣供應量；以及控制單元，其用於設定當所述車速檢測單元檢測到的車速為預定速度以下時由所述壓縮機轉速控制單元控制的所述電動壓縮機的轉速上限值， 其中所述控制單元基於由所述車速檢測單元檢測到的車速和由所述風扇空氣供應量設定單元設定的空氣供應量來設定所述電動壓縮機的轉速上限值。
2.根據權利要求I所述的車輛用空氣調節器，進一步包括 風扇電動機轉速控制單元，其用於控制驅動所述進氣風扇的風扇電動機的轉速，其中所述控制單元基於由所述車速檢測單元檢測到的車速和由所述風扇電動機轉速控制單元控制的所述風扇電動機的轉速來設定所述電動壓縮機的轉速上限值。
3.根據權利要求I所述的車輛用空氣調節器，進一步包括 風扇電動機轉速檢測單元，其用於檢測驅動所述進氣風扇的風扇電動機的轉速，其中所述控制單元基於由所述車速檢測單元檢測到的車速和由所述風扇電動機轉速檢測單元檢測到的所述風扇電動機的轉速來設定所述電動壓縮機的轉速上限值。
全文摘要
本發明提供一種車輛用空氣調節器。控制單元(27)包括與用於將電動壓縮機(22)冷卻的空氣送入車輛內部的進氣風扇(12)通信並且設定進氣風扇(12)的空氣供應量的風扇空氣供應量設定單元(27B)，並且基於由車速檢測單元(37)檢測到的車速和由風扇空氣供應量設定單元(27B)設定的空氣供應量來設定電動壓縮機(22)的轉速上限值。
文檔編號B60H1/22GK102917894SQ201180025138
公開日2013年2月6日 申請日期2011年4月19日 優先權日2010年5月24日
發明者橋谷英樹, 伊東勇, 蓬原裕樹, 近藤和定 申請人:鈴木株式會社