JPH08494B2 - 車両用空調装置のコンプレッサ容量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用空調装置のコ
ンプレッサ容量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置のコンプレッサ容
量制御装置において、特開昭６２−９４７４８号公報に
は、必要吹出温度に応じて、目標冷却度を定め、この冷
却度を得るようにコンプレッサ容量を可変制御するもの
が開示され、また特開平２−２９０７１２号公報には、
車室内に湿度が所定値以下である場合に、前記コンプレ
ッサの吐出容量を低減してエバポレータによる除湿能力
を低減させると共に、冷房能力の低減に伴って吹出空気
温度が上昇しないようにエアミックスドアを制御して、
吹出温度を変化させることなく除湿能力を低減させて車
室内の湿度の低下を抑制するものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のコンプ
レッサ容量制御装置において、熱負荷に対して目標冷却
度が比例して増減する特性のために、高温多湿な国内の
夏季条件下で、手動により設定温度を上げた場合に、総
合信号により演算される冷房負荷が小さくなり、それに
対してエバポレータ冷却度が上昇して除湿能力が低下
し、不快な湿度感を感じる場合がある。また、逆に中・
低外気温で降雨の条件下においては、冷房負荷が小さい
ため、エバポレータ冷却度は高く設定され除湿不足とな
り、窓の曇りが発生するという問題点があった。

【０００４】このために、この発明は、高外気温での湿
度の防止のみならず、低外気温でのエバポレータによる
除湿能力を維持するようにコンプレッサ容量を制御する
車両用空調装置のコンプレッサ容量制御装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明を図
１により説明すると、空調ダクト１に設けられたエバポ
レータ６と、このエバポレータ６、膨張弁１３、コンデ
ンサ１５と共に冷房サイクルを構成し、可変容量機構１
７により容量が可変する容量可変コンプレッサ１６とを
有する車両用空調装置において、前記エバポレータ６の
温度を検出するエバポレータ温度検出手段１００と、少
なくとも車室内温度、外気温度、日射量からなる環境信
号から空調装置の制御を行うための総合信号を演算する
総合信号演算手段１１０と、この総合信号により冷房負
荷が大きい場合には低く冷房負荷が小さい場合には高く
なる特性パターンから第１のエバポレータの目標冷却度
を設定する第１のエバポレータ冷却度設定手段１２０
と、外気温度に応じて中間温度で高く低温又は高温では
低くなる特性バターンから第２のエバポレータの目標冷
却度を設定する第２のエバポレータ冷却度設定手段１３
０と、前記エバポレータ温度検出手段１００によって検
出されたエバポレータ６の温度が所定値以上である場合
に、前記第１のエバポレータ冷却度設定手段１２０によ
って設定された第１のエバポレータ目標冷却度と、前記
第２のエバポレータ冷却度設定手段１３０によって設定
された第２のエバポレータ目標冷却度とを比較し、低い
方の冷却度をエバポレータ目標冷却度として決定する目
標冷却度選択手段１４０と、この目標冷却度にしたがっ
てコンプレッサ容量を決定し、この決定されたコンプレ
ッサ容量にしたがって前記可変容量コンプレッサ１６の
容量可変機構１７を制御するコンプレッサ容量制御手段
１５０とを具備することにある。

【０００６】

【作用】したがって、この発明においては、外気温度に
応じて中間温度で高く低温又は高温では低くなる特性パ
ターンから設定される第２のエバポレータ目標冷却度
と、総合信号によって冷房負荷が大きい場合には低く冷
房負荷が小さい場合には高くなる特性パターンから設定
される第１のエバポレータ目標冷却度とを比較し、低い
方の値をエバポレータ目標冷却度としてコンプレッサ容
量を決定するために、外気温度が高温時にあっては高温
設定がなされなくてもエバポレータの目標冷却温度を低
く保ち、また外気温度が中低温時にあってもエバポレー
タの目標冷却度を低く保てるために、上記課題を達成で
きるものである。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。図２において示される車両用空調装置は、空
調ダクト１の最上流側に外気導入口２、内気導入口３、
及びこれら外気導入口２及び内気導入口３を適宜選択す
る内外気切替ドア４を有している。この下流側には、送
風機５が設けられ、さらに膨張弁１３、レシーバタンク
１４、コンデンサ１５、及び容量可変機構１７を有する
容量可変コンプレッサ１６と冷房サイクルを構成するエ
バポレータ６、図示しない走行用エンジンの冷却水を熱
源とするヒータコア７、及びヒータコア７を通過する空
気を制限するエアミックスドア８が設けられている。

【０００８】空調ダクト１の最下流側には、デフ吹出口
９、ベント吹出口１０、及びフット吹出口１１が開口し
ており、モードドア１２によって適宜選択されて開口す
るようになっている。

【０００９】可変容量コンプレッサ１６は、例えばワブ
ルプレート型のもので、図３にこのワブルプレート型の
例を示してその構成を概説する。

【００１０】電磁クラッチ１８を介して図示しないエン
ジンに連結された駆動軸５１がコンプレッサ本体１６ａ
に挿入され、この駆動軸５１にワブルプレート５２がヒ
ンジボール５３を介して結合されている。このワブルプ
レート５２は、コンプレッサ本体１６ａに形成されたク
ランク室５４にヒンジボール５３を支点として駆動軸５
１に対して揺動自在に支持されており、該ワブルプレー
ト５２に連結されたピストン５５を揺動角に応じてシン
ンダボア５６内で往復動させるようにしてある。

【００１１】また、コンプレッサ１６には、圧力制御弁
５７がクランク室５４に臨むように設けられ、この圧力
制御弁５７は、クランク室５４と吸入側へ通じる吸入室
５８との連通状態を調節する弁体５９と、吸入室５８内
の圧力に応じて前記弁体５９を動かす圧力応動部材６０
と、前記弁体５９を電磁コイル６１への通電量Ｉ
_SOL （容量可変信号）に応じて動かすソレノイド６２と
を有し、電磁コイル６１への通電量Ｉ_SOL を外部からコ
ントロールすることにより、ピストン５５とシリンダボ
ア５６との間からクランク室５４内の漏れるブローバイ
ガスが吸入側へ戻る量を調整するようにしてある。

【００１２】しかして、この圧力制御弁５７等からコン
プレッサ１６の容量を変える容量可変機構１７が構成さ
れ、電磁コイル６１に流れる電流量Ｉ_SOLが上昇してソ
レノイド６２の磁力が上昇すると、弁体５９にクランク
室５７と吸入室５８との連通を絞る方向に力が働き、ク
ランク室５７から吸入室５８へ漏れるブローバイガスの
量が少なくなる。このため、クランク室５７の圧力が増
大してピストン５５のストローク、即ちコンプレッサ容
量が小さくなるものである。

【００１３】この構成の空調装置において、内外気切替
ドア４によって選択された外気導入口２、または内気導
入口３から送風機５の駆動によって吸入された外気又は
内気は、エバポレータ６を通過することによって冷却さ
れる。この冷却された空気は、エアミックスドア８の開
度によって、ヒータコア７を通過する空気と、ヒータコ
ア７を迂回（バイパス）する空気に分けられ、ヒータコ
ア７の下流側でヒータコア７を通過し加熱された空気と
ヒータコア７をバイパスして冷却されたままの空気が混
合されて、所望の温度に温調された空気が得られるもの
である。

【００１４】この温調された空気は、モードドア１２に
よって選択された吹出口９，１０，１１から車室内に吹
き出して、車室内を温調するものである。

【００１５】この空調装置の制御を行うためにマイクロ
コンピュータ１９が設けられ、該マイクロコンピュータ
２７には、少なくとも外気温度を検出する温度センサ２
０、車室内温度を検出する温度センサ２１、日射量を検
出する日射センサ２２、及びエバポレータ６に取付ら
れ、又はエバポレータ６の下流近傍に取付られた温度セ
ンサ２３からの信号が、マルチプレクサ（ＭＰＸ）２４
及びＡ／Ｄ変換器２５を介して入力され、更に下記する
操作パネル２６からの信号が入力されるものである。

【００１６】このマイクロコンピュータ１９は、図示し
ない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポ
ート（Ｉ／Ｏ）等からなるそれ自体公知のもので、前述
の入力信号を所定のプログラムにしたがって処理実行
し、各出力回路３７ａ〜３７ｇを各制御機器、例えばア
クチュエータ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ、送風機５、電磁
クラッチ１８、容量可変機構１７、及び電磁弁３９を制
御するものである。

【００１７】操作パネル２６は、空調装置の制御を自動
により行うＡＵＴＯスイッチ２７、冷房サイクルの稼動
をＯＮ／ＯＦＦするＡ／Ｃスイッチ２８、空調装置の稼
動を停止させるＯＦＦスイッチ２９、吹出モードを強制
的にデフモードにするＤＥＦスイッチ３０、吸入空気の
モードを内気循環又は外気導入に手動により設定するＲ
ＥＣスイッチ３１、車室内の温度を設定するアップダウ
ンスイッチからなる温度設定器３２、吹出モードを手動
により設定するＭＯＤＥスイッチ３３、送風機５の送風
量を手動により設定するＦＡＮスイッチ３４、及び現在
の空調装置の稼動状況をマイクロコンピュータ１９によ
って表示回路３５を介して制御される表示部３６を有し
ている。

【００１８】前記マイクロコンピュータ１９によって実
行されるこの発明に係る制御のフローチャート図を図４
に示し、以下このフローチャート図に従って説明する。

【００１９】図４において、空調装置の空調制御のフロ
ーチャートを示す。このフローチャートは、タイマの設
定によって、また他の制御プログラムのジャンプ命令に
よって定期的に実行されるものでステップ２００から開
始されるものである。

【００２０】ステップ２１０において、各センサ２０〜
２３によって検出された信号に基づいたデジタル信号、
車室内温度Ｔ_r 、外気温度Ｔ_a 、エバポレータ温度
Ｔ_E 、日射量Ｔ_SDが読み込まれ、更にステップ２２０に
おいて、操作パネル２６からの設定信号、例えば設定温
度Ｔ_SET が読み込まれる。

【００２１】ステップ２３０において、数式（１）によ
って総合信号Ｔが演算される。

【００２２】

【数１】Ｔ＝（Ｔ_r −２５）＋ａ（Ｔ_a −２５）＋ｂＴ
_SD＋ｃ（Ｔ_E −３）−ｄ（Ｔ_SET −２５）＋ｅ・・・
（１）

【００２３】尚、この総合信号Ｔの演算式中、ａ、ｂ、
ｃ、ｄは演算定数であり、ｅは補正項である。

【００２４】この総合信号Ｔ演算後、ステップ２４０で
は、送風機（ＦＡＮ）５の稼動が判定され、稼動してい
る場合はステップ２５０へ、停止している場合はステッ
プ３３０に進んで電磁クラッチ１８をＯＦＦしてコンプ
レッサの稼動を停止（ＣＯＭＰ ＯＦＦ）するものであ
る。

【００２５】ステップ２５０では、Ａ／Ｃスイッチ（Ａ
／Ｃ ＳＷ）２８のＯＮ／ＯＦＦが判定され、ＯＮの場
合はステップ２６０へ、ＯＦＦの場合はステップ３３０
に進んでコンプレッサの稼動を停止させるものである。

【００２６】ステップ２６０においては、エバポレータ
冷却度Ｔ_E の温度が判定される。この判定は、Ｔ_E が下
降している場合はα値（例えば0.5 ℃）でＢからＡに判
定が切り替わり、Ｔ_E が上昇している場合にはβ値（例
えば３℃）でＡからＢに判定が切り替わる所謂ヒステリ
シスを有しており、この判定結果によってＢの場合は、
ステップ２７０へ、Ａの場合はステップ３３０に進んで
コンプレッサを停止させるものである。

【００２７】前記ステップ２６０において、エバポレー
タ冷却度Ｔ_E によってＢが判定された場合、つまりエバ
ポレータ冷却度Ｔ_E が凍結温度に達しない程度の温度以
上であると判定された場合には、ステップ２７０におい
ては、第１のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E1が図５で示
されるように総合信号Ｔによって演算される。この演算
において、総合信号Ｔが例えば１１以上で冷房負荷が
（大）である場合（グラフ左が大、右が小）には、第１
のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E1は、３℃に設定され、
総合信号Ｔが７以下で冷房負荷が（小）である場合に
は、第１のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E1は１３℃に設
定され、総合信号Ｔが７から１３の間では、総合信号Ｔ
に対して第１のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E1を前記設
定温度間（３℃〜１３℃）でリニアに設定するものであ
る。

【００２８】前記ステップ２７０において、第１のエバ
ポレータ目標冷却度Ｔ’_E1を設定した後、ステップ２８
０に進んで、図６で示すように外気温度Ｔ_a から第２の
エバポレータ目標冷却度Ｔ’_E2が演算される。この演算
において、例えば外気温度Ｔ_a が１０℃以下の場合は、
第２のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E2を３℃に、外気温
度Ｔ_a が２０℃から２５℃の場合は、第２のエバポレー
タ目標冷却度Ｔ’_E2を１３℃に、外気温度Ｔa が３０℃
以上の場合には第２のエバポレータ目標冷却度Ｔ’_E2を
７℃に設定し、外気温度Ｔ_a が１０℃から２０℃、２５
℃から３０℃の場合は、第２のエバポレータ目標冷却度
Ｔ’_E2を前記設定温度の間（３℃〜１３℃，１３℃〜７
℃）でリニアに設定するものである。尚、この変換グラ
フは、外気温度によって要求される最適なエバポレータ
の目標冷却度（エバポレータによる除湿能力）を設定し
たものである。

【００２９】ステップ２９０においては、前記第１のエ
バポレータ目標冷却度Ｔ’_E1と、前記第２のエバポレー
タ目標冷却度Ｔ’_E2とを比較し、Ｔ’_E2が小さい場合に
は、ステップ３００においてエバポレータ目標冷却度
Ｔ’_E を第２の目標冷却度Ｔ’_E2とし、Ｔ’_E1が小さい
場合には、ステップ３１０においてエバポレータ目標冷
却度Ｔ’_E を第１の目標冷却度Ｔ’_E1とするものであ
る。

【００３０】そしてステップ３２０では、前記ステップ
３００若しくは３１０において設定されたエバポレータ
目標冷却度Ｔ’_E と、現実のエバポレータ温度Ｔ_E の偏
差ΔＴが１℃以下になるようにＩ_SOL 信号が調整されコ
ンプレッサの容量が制御されるものである。

【００３１】これによって、総合信号より求めた第１の
エバポレータ目標冷却度と、外気温度から求めた第２の
エバポレータ目標冷却度の低い方の温度をエバポレータ
の目標冷却度とできることによって、エバポレータの除
湿能力の低下を防止できるものである。

【００３２】このコンプレッサ制御の後、ステップ３４
０において総合信号Ｔ等によって、その他の制御機器の
制御を行い、ステップ３５０においてメインルーチンに
復帰するものである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、総合信号により演算された第１のエバポレータ目標
冷却度と、外気温度に応じて中間温度では高く低温又は
高温では低くなる特性パターンから演算された第２のエ
バポレータ目標冷却度の低い方の温度によりコンプレッ
サの容量を決定するため、高外気温時にあっては高温設
定がなされなくても、また外気が中低温時にもエバポレ
ータの目標冷却度を低く保つことができて、エバポレー
タによる除湿能力の低下を抑制できるため、車室内の湿
度の上昇及び窓の曇りを防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示した機能ブロック図であ
る。

【図２】この発明の実施例に係る空調装置の説明図であ
る。

【図３】この発明の実施例に係る可変容量コンプレッサ
の断面図である。

【図４】この発明の実施例に係るコンプレッサ容量制御
のフローチャート図である。

【図５】総合信号Ｔから第１のエバポレータ目標冷却度
Ｔ’_E1を演算するための特性線図である。

【図６】外気温度Ｔ_a から第２のエバポレータ目標冷却
度Ｔ’_E2を演算するための特性線図である。

【符号の説明】

１ 空調ダクト ６ エバポレータ １３ 膨張弁 １５ コンデンサ １６ 容量可変コンプレッサ １７ 容量可変機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調ダクト内に設けられたエバポレータ
   と、このエバポレータ、膨張弁、コンデンサと共に冷房
   サイクルを構成し、可変容量機構により容量が可変する
   容量可変コンプレッサとを有する車両用空調装置におい
   て、 前記エバポレータの温度を検出するエバポレータ温度検
   出手段と、 少なくとも車室内温度、外気温度、日射量からなる環境
   信号から空調装置の制御を行うための総合信号を演算す
   る総合信号演算手段と、 この総合信号により冷房負荷が大きい場合には低く冷房
   負荷が小さい場合には高くなる特性パターンから第１の
   エバポレータの目標冷却度を設定する第１のエバポレー
   タ冷却度設定手段と、 外気温度に応じて中間温度で高く低温又は高温では低く
   なる特性パターンから第２のエバポレータの目標冷却度
   を設定する第２のエバポレータ冷却度設定手段と、 前記エバポレータ温度検出手段によって検出されたエバ
   ポレータの温度が所定値以上である場合に、前記第１の
   エバポレータ冷却度設定手段によって設定された第１の
   エバポレータ目標冷却度と、前記第２のエバポレータ冷
   却度設定手段によって設定された第２のエバポレータ目
   標冷却度とを比較し、低い方の冷却度をエバポレータ目
   標冷却度として決定する目標冷却度選択手段と、 この目標冷却度にしたがってコンプレッサ容量を決定
   し、この決定されたコンプレッサ容量にしたがって前記
   可変容量コンプレッサの容量可変機構を制御するコンプ
   レッサ容量制御手段とを具備することを特徴とする車両
   用空調装置のコンプレッサ容量制御装置。