JP2004130913A

JP2004130913A - Air conditioning device for vehicle

Info

Publication number: JP2004130913A
Application number: JP2002297085A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 広田　久寿
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioning device for a vehicle for reducing uncomfortable feeling of an occupant due to the temperature rise in a cabin even when an engine turns to a highly loaded state. <P>SOLUTION: If an operation state detection means 2 detects that the state enters upward slope travel, starting acceleration or middle acceleration travel with an opening degree of an accelerator, while an air conditioning state detection means 1 stably detects comfortable steady air conditioning state, a power saving operation mode determination means 3 determines that the state enters power saving operation mode. In the power saving operation mode, a refrigeration capacity control means 4 reduces the refrigeration capacity, and lightens the load of the engine. It improves the traveling performance of a vehicle, and a blowing-out direction control means 5 controls a blowing-out direction varying device 6 to change the blowing-out direction so as to directly apply an air conditioned wind to the occupant. Even if the temperature in the cabin rises due to lowering of the refrigeration capacity, it reduces the uncomfortable feeling by the occupant. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置に関し、特に空調が安定して維持されているときに車両が登坂走行、発進加速または中間加速する場合のようなエンジン負荷が高くなっても走行性が損なわれることがなく、同時に空調の快適性も維持することができるようにした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置は、空調風を車室内に吹き出して、車室内の全体の温度が乗員によって設定された温度に保たれるように制御している。ところが、夏季の場合には、駐車していた車両は車室内が非常に高温になっていることがある。これは、車両用空調装置としては熱負荷が非常に高い状態にあるため、車両用空調装置が１００％の冷凍能力で運転をしても、車室内全体が乗員にとって快適になるように空調されるまでには、相当の時間を必要とする。
【０００３】
そこで、車室内が冷やされて快適な温度に空調されるまで、乗員に空調された冷風を直接当てるようにすることによって、車室内が冷やされるまでの間、乗員の暑さによる不快感を少しでも低減させるようにすることが知られている（たとえば、特許文献１参照。）。この車両用空調装置では、車室内全体が冷えたならば、吹き出し口に設けられたルーバをスイングさせて、空調風が車室内全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
ところで、車両用空調装置を構成しているコンプレッサは、一般にエンジンを動力源として利用している。このため、エンジンにとっては、車両用空調装置のコンプレッサが大きな負荷になっている。したがって、たとえば車両が加速するときのようにエンジンが高負荷状態になったときには、コンプレッサをエンジンから一時的に切り離してエンジンの負荷を低減させ、これによって車両の加速性能を向上させることも行われている（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４２０８１号公報（段落番号〔００５６〕〜〔００５７〕，図１０）
【特許文献２】
特開２０００−３３５２３２号公報（段落番号〔００３７〕，図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンが高負荷状態になったときなどにおいてコンプレッサをエンジンから切り離すことは、車両用空調装置は冷房を行うことができないことを意味し、たとえば長い登坂走行を行っているときのようにコンプレッサをエンジンから切り離している期間が長くなると、車室内の温度が上がり、乗員が不快を感じてしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、エンジンが高負荷状態になったときでも車室内温度の上昇による乗員の不快感を低減させるようにした車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、冷凍能力を自由に可変できる車両用空調装置において、車室内が安定して快適な温度を維持している定常空調状態を検出する空調状態検出手段と、車両のアクセル開度に基づいてエンジンの負荷が大きい高負荷運転状態を検出する運転状態検出手段と、車室内が前記定常空調状態にあるときに前記運転状態検出手段が前記高負荷運転状態を検出することにより省動力運転モードになったと判断する省動力運転モード判断手段と、前記省動力運転モードの場合に前記冷凍能力を低減するよう制御する冷凍能力制御手段と、前記省動力運転モードの場合に車室内に吹き出される空調風の吹き出し方向を乗員に向けるように変更する吹出方向制御手段と、を備えていることを特徴とする車両用空調装置が提供される。
【０００９】
このような車両用空調装置によれば、車室内が安定して快適な温度を維持しているときにエンジンが高負荷状態になると、省動力運転モードに入り、この省動力運転モードでは冷凍能力を低減させてエンジンの負荷を軽減させ、これによって、車両の走行性能を向上させるとともに、低減された冷凍能力による空調風を直接乗員に当てるように吹き出しの方向を変更し、これによって冷凍能力の低下により車室内温度が上昇しても乗員が不快に感じることを少なくする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による車両用空調装置の概要を示すシステム図である。
【００１１】
本発明による車両用空調装置は、車室内の空調状態を監視している空調状態検出手段１と、車両の運転状態を監視する運転状態検出手段２と、空調状態検出手段１および運転状態検出手段２の検出結果から省動力運転モードにすべきかどうかを判断する省動力運転モード判断手段３と、省動力運転モード時に冷凍能力を落とすよう制御する冷凍能力制御手段４と、省動力運転モード時に空調風を乗員に集中して当てるように吹き出し方向を制御する吹出方向制御手段５とを備えている。冷凍能力制御手段４は、冷凍能力を自由に可変することができるコンプレッサに接続され、吹出方向制御手段５は、車室内に空調風吹き出し口に設けられて吹き出し方向を自由に変更することができる吹出方向可変装置６に接続されている。
【００１２】
空調状態検出手段１は、車両用空調装置が起動していて車室内の全体が乗員にとって概ね快適な室内温度を安定して維持しているかどうかを判断するためのもので、本発明による車両用空調装置がその起動直後ではなく、車室内が概ね快適な温度に制御された定常空調状態にあるときにだけ作動させるための条件を検出している。運転状態検出手段２は、車両のアクセル開度および車速に基づいて車両がたとえば登坂走行時、発進加速時または中間加速時のようにエンジンの負荷が大きい高負荷運転状態にあることを検出する。省動力運転モード判断手段３は、空調状態検出手段１が定常空調状態を検出していて、運転状態検出手段２が高負荷運転状態を検出したときに省動力運転モードにすべきと判断する。冷凍能力制御手段４は、省動力運転モードの場合に冷凍能力を低減するようコンプレッサを制御する。そして、吹出方向制御手段５は、車室内に設けられた吹出方向可変装置６を制御し、省動力運転モードの場合に車室内に吹き出される空調風の吹き出し方向を乗員に向け、それ以外の通常運転モードのときには、吹き出し方向を可変して車室内全体が空調されるようにする。
【００１３】
以上の構成の車両用空調装置において、吹出方向可変装置６が空調風の吹き出し方向を角度θ１の空調範囲で変化させる拡散吹き出しモードで動作しているとする。そのときに、空調状態検出手段１が定常空調状態を検出し、運転状態検出手段２が高負荷運転状態を検出すると、省動力運転モード判断手段３は、通常運転モードから省動力運転モードに入ったと判断する。この省動力運転モードでは、冷凍能力制御手段４がコンプレッサの冷凍能力を下げ、その分、エンジンの動力を車両の走行用の動力に振り分けることができるので、車両の走行性能を向上させることができる。また、同時に、吹出方向制御手段５が吹出方向可変装置６を制御して、空調風の吹き出し方向を乗員に向けて固定させ、これによって角度θ２の狭い空調範囲に空調風を集中させて乗員に直接当てる集中吹き出しモードにモード切り換えを行う。乗員を局所的に冷やすことにより、冷凍能力の低下による車室内温度の上昇に対して乗員が不快を感じる程度を軽減させる。
【００１４】
運転状態検出手段２が高負荷運転状態を検出しなくなった場合には、冷凍能力制御手段４がコンプレッサの冷凍能力を元の冷凍能力に復帰させ、吹出方向制御手段５が通常運転モードのときの吹き出し方向に復帰させる。
【００１５】
図２は車両用空調装置の構成を示すブロック図である。
車両用空調装置は、空調制御部１１を備え、この空調制御部１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２、読取専用メモリ（ＲＯＭ）１３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４、インタフェース部１５などを有している。インタフェース部１５には、アクセル開度を表すスロットルセンサの信号、車速信号、室内温度を表す内気センサの信号、車室内の設定温度を表す信号、助手席の乗員を検出するシートスイッチの信号などが入力されている。また、インタフェース部１５は、冷凍能力を制御するためのコンプレッサ容量制御弁の制御信号、吹き出し口における空調風の吹き出し方向を変更する上下方向ルーバ可変用のモータ１６を制御する制御信号、左右方向ルーバ可変用のモータ１７を制御する制御信号、助手席側の空調風吹き出し口に連通したダクトを開閉するシャッタ駆動用のモータ１８を制御する制御信号を出力するとともに、ルーバ可変用のモータ１６，１７に設けられてルーバの揺動位置を検出するポテンショメータ１９，２０の出力を入力するよう構成されている。これらのポテンショメータ１９，２０は、省動力運転モード時にモータ１６，１７によってルーバが駆動されるときの揺動位置を空調制御部１１にフィードバックする機能と、ルーバが所定の位置に駆動された後、乗員によって吹き出し方向が変更された場合のルーバの揺動位置を検出する機能を有している。
【００１６】
なお、この実施の形態では、助手席の乗員を検出する手段としてシートスイッチを用いたが、赤外線センサ、シートベルト装着信号などを用いて自動的に助手席の着座状態を判断するようにしたり、乗員による指示によって設定される手動の設定スイッチを用いてもよい。また、空調制御部１１のランダムアクセスメモリ１４は、乗員によって設定された空調風の吹き出し方向を記憶する吹出方向記憶手段としても利用するようにしてあるが、その場合は、車両用空調装置の電源が切られていてもバッテリによりバックアップされる構成にするが、専用の不揮発メモリを有するようにしてもよい。
【００１７】
空調制御部１１において、中央処理装置１２は、読取専用メモリ１３からランダムアクセスメモリ１４にロードされた空調制御用のプログラムを実行し、インタフェース部１５を介して入力された信号を演算して、コンプレッサ容量制御弁およびモータ１６〜１８を制御する信号を出力する。
【００１８】
図３は空調制御部の制御の全体の流れを示すフローチャートである。
空調制御部１１は、車両用空調装置の電源が投入されると動作し、まず、内気センサから入力された室温Ｔｒと乗員によって設定された設定温度Ｔｓｅｔとを比較し、その差が所定の温度Ｔｐより小さいかどうかを判断する（ステップＳ１）。室温Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの差が所定の温度Ｔｐより小さい場合は、車室内温度が安定している定常空調状態にあると判断され、そうでない場合は、たとえば最大冷力で空調している途中の過渡空調状態にあると判断される。定常空調状態にある場合は、スロットルセンサから入力されたアクセル開度が所定の開度Ａｐより大きいかどうかが判断される（ステップＳ２）。アクセル開度が所定の開度Ａｐより小さい場合は、エンジンが低負荷運転状態にあると判断され、アクセル開度が所定の開度Ａｐより大きい場合は、発進時、加速時、登坂時のようにエンジンが高負荷運転状態にあると判断される。以上のように、車室内温度が定常空調状態にあってエンジンが高負荷運転状態にあると判断された場合、車両用空調装置の運転モードは、省動力運転モードとなり、それ以外は通常運転モードとなる。
【００１９】
運転モードが省動力運転モードとなると、空調制御部１１は、冷凍能力の制御を行う（ステップＳ３）とともに、空調風の吹き出し方向の制御を行う（ステップＳ４）。
【００２０】
冷凍能力の制御では、まず、アクセル開度を表す信号と車速信号とを基に車両の運転状態を演算により判断する。すなわち、車速がゼロまたはほぼゼロのときに大きなアクセル開度を表す信号が入力された場合は、発進加速状態にあると判断され、ある巡航速度で走行しているときに登り坂に入ったり、追い越しをしようとしてアクセルペダルを踏み込んだときのように、大きなアクセル開度を表す信号が入力された場合には、登坂走行状態または中間加速状態にあると判断される。
【００２１】
図４は発進加速状態にあるときの冷凍能力の制御を示す図、図５は中間加速状態にあるときの冷凍能力の制御を示す図である。
たとえば時刻ｔ０にて省動力運転モードに入り、車両の運転状態が発進加速時の場合は、図４に示したように、コンプレッサの軸動力Ｃｐを瞬時にゼロまで落とす。加速が終了してアクセル開度が所定の開度Ａｐより小さくなった時刻ｔ１にて省動力モードが終了すると、コンプレッサの軸動力Ｃｐをある値まで戻し、そこから復帰のショックを低減するために、コンプレッサの軸動力Ｃｐを徐々に戻すように制御する。
【００２２】
ここで、コンプレッサの軸動力Ｃｐについて説明する。コンプレッサの軸動力Ｃｐはコンプレッサの駆動エネルギを表し、その駆動エネルギは、コンプレッサの回転数Ｎｃとコンプレッサの軸トルクＴｃとの積に比例し、また、冷凍サイクルを循環する冷媒の流量Ｇｆと冷凍サイクルの吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）との積に比例することが知られている。すなわち、これらの関係は次式のように表される。
【００２３】
【数１】
Ｃｐ∝Ｎｃ＊Ｔｃ∝Ｇｆ＊（Ｐｄ−Ｐｓ）・・・（１）
この式から、コンプレッサの駆動エネルギは、吐出圧力Ｐｄ、吸入圧力Ｐｓ、冷媒の流量Ｇｆから推定することができ、流量Ｇｆまたは差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を可変することにより制御できることがわかる。また、コンプレッサの回転数Ｎｃはエンジンの回転数から求められるので、流量Ｇｆおよび差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が分かればコンプレッサの軸トルクＴｃを推定できることになる。したがって、コンプレッサの軸トルクＴｃを推定すれば、コンプレッサの駆動エネルギ、つまりコンプレッサの軸動力Ｃｐを求めることができ、冷凍サイクルの冷凍能力が分かることになる。ここで、流量Ｇｆまたは差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を制御すれば、コンプレッサの軸トルクＴｃを制御でき、このことはコンプレッサの軸動力Ｃｐを制御でき、さらには冷凍サイクルの冷凍能力を制御できることを意味する。
【００２４】
したがって、図４に示したように、コンプレッサの軸動力Ｃｐをゼロにするには、流量Ｇｆまたは差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）をゼロに制御することで実現され、コンプレッサの軸動力Ｃｐをある値まで戻すには、流量Ｇｆまたは差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）をある値に制御することで実現される。
【００２５】
具体的には、たとえば流量制御式のコンプレッサは、たとえば吐出側の冷媒通路に介挿されて外部信号により流路断面積を自由に変化させることができる電磁制御弁と、その電磁制御弁の前後差圧を一定に保つようにクランク室内の圧力を制御する差圧弁とからなる容量制御弁を備えている。このような流量制御式のコンプレッサでは、電磁制御弁のリフト量を外部信号によって瞬時にゼロに、つまり全閉にすることができるので、コンプレッサの軸動力Ｃｐを瞬時にゼロまで落とすことができるのである。また、外部信号を適当な値に制御することによってコンプレッサの軸動力Ｃｐをある値に制御することができる。
【００２６】
一方、ある巡航速度で走行していて登坂走行や追い越し走行に移行しようとしてたとえば時刻ｔ０にてアクセルが大きく踏み込まれると、省動力運転モードに入る。この場合、図５に示したように、まず、コンプレッサの軸動力Ｃｐを瞬時にゼロまで落とし、所定時間後、ある値まで戻し、そこから徐々に戻すように制御される。このとき、省動力運転モードに入る前のコンプレッサの軸動力Ｃｐを「１」とした場合、加速走行中はコンプレッサの軸動力Ｃｐをたとえば「０．５」程度まで復帰させて維持するようにする。そして、加速が終了してアクセル開度が所定の開度Ａｐより小さくなった時刻ｔ１にて省動力モードが終了すると、コンプレッサの軸動力Ｃｐを「１」まで徐々に戻すように制御する。
【００２７】
図６は吹出方向制御の流れを示すフローチャートである。
運転モードが省動力運転モードに入ると、まず、メモリに記憶しておいた上下方向および左右方向ルーバの位置情報を読み出す（ステップＳ１１）。次に、助手席に乗員が乗っているかどうかをシートスイッチからの信号により判断する（ステップＳ１２）。ここで、助手席に乗員が乗っている場合は、運転席側および助手席側の吹き出し口に設けられた上下方向のルーバをメモリから読み出した位置まで揺動し（ステップＳ１３）、同様に、左右方向のルーバをメモリから読み出した位置まで揺動して（ステップＳ１４）、冷風の吹き出し方向をそれぞれの乗員に向ける。次に、運転モードが省動力運転モードかどうかを判断する（ステップＳ１５）。運転モードが省動力運転モードから通常の運転モードに復帰したときには、各ポテンショメータ１９，２０からルーバの位置情報を読み取って（ステップＳ１６）、メモリのルーバ位置情報を更新する（ステップＳ１７）。この処理は、省動力運転モードの間に乗員がルーバ羽根を直接操作して空調風を自分の好みの部位に当てるように吹き出し方向を変更していた場合に、その新たなルーバの揺動位置を次の省動力運転モードでも再現されるようにしておくためのものである。そして、上下方向および左右方向のルーバを元の動作モードに戻す（ステップＳ１８）。たとえば省動力運転モードに入る前が空調風の吹き出し方向を車室内の空調範囲で変化させる拡散吹き出しモードにしていた場合には、空調風の吹き出し方向を乗員に向けて固定させる集中吹き出しモードから拡散吹き出しモードへとモード切り換えを行う。
【００２８】
ステップＳ１２の判断にて、助手席に乗員が乗っていないときには、助手席側の吹出方向可変装置６に連通したダクトに設けられたシャッタを閉じて、空調風が吹き出し口から出ないようにし（ステップＳ１９）、運転席側の吹き出し口に設けられた上下方向のルーバをメモリから読み出した位置まで揺動し（ステップＳ２０）、同様に、左右方向のルーバをメモリから読み出した位置まで揺動して（ステップＳ２１）、冷風の吹き出しを運転席側のみとし、冷風の吹き出し方向を運転席側の乗員に向ける。次に、運転モードが省動力運転モードかどうかを判断し（ステップＳ２２）、通常の運転モードに復帰したときには、シャッタを開いて助手席側からも空調風が出るようにして（ステップＳ２３）、ステップＳ１６に進む。
【００２９】
以上のように、運転モードが省動力運転モードに入った場合は、車室内全体の空調を行う分散モードから乗員に直接当てる集中モードに切り換えることによって省動力運転モードに入ることによる冷力の低下を乗員に感じさせないようにすることができる。また、省動力運転モードの間に乗員によって吹き出し方向が変えられた場合は、その吹き出し方向を記憶させておいて、次の省動力運転モードのときの吹出方向制御に備えるようにしている。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、空調状態検出手段１が車室内の定常空調状態を検出し、同時に運転状態検出手段２がエンジンの高負荷運転状態を検出して省動力運転モード判断手段３が省動力運転モードになったと判断した場合に、冷凍能力制御手段４が冷凍能力を落とし、吹出方向制御手段５が車室内に吹き出される空調風の吹き出し方向を乗員に向けるような構成にした。これにより、省動力運転モードになった場合に、冷凍能力を落とすことによりエンジンの負荷を低減して車両の走行性能を向上させ、冷凍能力が低下することにより冷えが悪くなって車室内の温度が上がっても、車室内全体の空調から乗員への局所的な空調に切り換えることで、快適性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用空調装置の概要を示すシステム図である。
【図２】車両用空調装置の構成を示すブロック図である。
【図３】空調制御部の制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【図４】発進加速状態にあるときの冷凍能力の制御を示す図である。
【図５】中間加速状態にあるときの冷凍能力の制御を示す図である。
【図６】吹出方向制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　空調状態検出手段
２　運転状態検出手段
３　省動力運転モード判断手段
４　冷凍能力制御手段
５　吹出方向制御手段
６　吹出方向可変装置
１１　空調制御部
１２　中央処理装置
１３　読取専用メモリ
１４　ランダムアクセスメモリ
１５　インタフェース部
１６〜１８　　モータ
１９，２０　　ポテンショメータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner, and in particular, the traveling performance may be impaired even when the engine load is high, such as when the vehicle is traveling uphill, starting acceleration or intermediate acceleration when air conditioning is stably maintained. In addition, the present invention relates to a vehicle air conditioner capable of maintaining the comfort of air conditioning at the same time.
[0002]
[Prior art]
A conventional vehicle air conditioner blows out conditioned air into a vehicle cabin to control the entire temperature of the vehicle cabin to be maintained at a temperature set by an occupant. However, in summer, the interior of a parked vehicle may be extremely hot. This is because the heat load of the vehicle air conditioner is extremely high, so that even if the vehicle air conditioner operates at 100% refrigeration capacity, the entire vehicle compartment is air-conditioned so that the occupants are comfortable. It takes a considerable amount of time to complete.
[0003]
Therefore, by applying the conditioned air directly to the occupants until the cabin is cooled and air-conditioned to a comfortable temperature, the discomfort due to the heat of the occupants is slightly reduced until the cabin is cooled. However, it is known to reduce it (for example, see Patent Document 1). In this vehicle air conditioner, when the entire vehicle compartment cools, the louver provided at the outlet is swung so that the conditioned air spreads throughout the vehicle interior.
[0004]
By the way, a compressor constituting a vehicle air conditioner generally uses an engine as a power source. For this reason, the compressor of the vehicle air conditioner has a large load on the engine. Therefore, when the engine is in a high load state, for example, when the vehicle accelerates, the compressor is temporarily disconnected from the engine to reduce the load on the engine, thereby improving the acceleration performance of the vehicle. (For example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-142081 (paragraph numbers [0056] to [0057], FIG. 10)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-335232 (paragraph number [0037], FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, disconnecting the compressor from the engine when the engine becomes heavily loaded means that the vehicle air conditioner cannot perform cooling. If the period during which the vehicle is disconnected from the engine becomes longer, the temperature in the vehicle interior rises, and the occupant feels discomfort.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a vehicle air conditioner that reduces occupant discomfort due to a rise in vehicle interior temperature even when an engine is in a high load state. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above problem, in a vehicle air conditioner capable of freely changing the refrigeration capacity, air conditioning state detecting means for detecting a steady air conditioning state in which the interior of the vehicle maintains a stable and comfortable temperature, Operating state detecting means for detecting a high load operating state in which the engine load is large based on the accelerator opening of the vehicle; and the operating state detecting means detecting the high load operating state when the vehicle cabin is in the steady air-conditioning state. Power-saving operation mode determining means for determining that the power-saving operation mode has been entered, refrigeration capacity control means for controlling to reduce the refrigeration capacity in the case of the power-saving operation mode, and in the case of the power-saving operation mode And a blowing direction control means for changing a blowing direction of the conditioned air blown into the passenger compartment toward the occupant. It is.
[0009]
According to such an air conditioner for a vehicle, when the engine is in a high load state while maintaining a stable and comfortable temperature in the vehicle interior, the vehicle enters a power saving operation mode. To reduce the load on the engine, thereby improving the running performance of the vehicle and changing the direction of the blowout so that the conditioned air from the reduced refrigeration capacity is directly applied to the occupants. Even if the temperature inside the vehicle increases due to the decrease, the occupant does not feel uncomfortable.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing an outline of a vehicle air conditioner according to the present invention.
[0011]
An air conditioner for a vehicle according to the present invention includes an air condition detecting means 1 for monitoring an air condition in a passenger compartment, an operating state detecting means 2 for monitoring an operating state of a vehicle, an air condition detecting means 1 and an operating state detecting means. 2, a power saving operation mode determining means 3 for determining whether to enter the power saving operation mode, a refrigeration capacity control means 4 for controlling the refrigeration capacity to decrease in the power saving operation mode, and an air conditioner in the power saving operation mode. A blow direction control means 5 for controlling the blow direction so as to concentrate the wind on the occupant is provided. The refrigerating capacity control means 4 is connected to a compressor capable of freely changing the refrigerating capacity, and the blowing direction control means 5 is provided at an air-conditioned air outlet in the vehicle interior and can freely change the blowing direction. It is connected to the blowing direction changing device 6.
[0012]
The air-conditioning state detecting means 1 is for judging whether or not the vehicle air-conditioning system has been activated and the entire interior of the vehicle cabin stably maintains a generally comfortable interior temperature for the occupant. The condition for operating the air conditioner not immediately after its activation but only when the vehicle interior is in a steady air conditioning state in which the temperature in the vehicle compartment is controlled to a generally comfortable temperature is detected. The operating state detecting means 2 detects that the vehicle is in a high-load operating state in which the load of the engine is large, for example, when traveling uphill, starting acceleration or intermediate acceleration, based on the accelerator opening and the vehicle speed of the vehicle. The power-saving operation mode determination means 3 determines that the power-saving operation mode should be set when the air-conditioning state detection means 1 detects a steady air-conditioning state and the operation state detection means 2 detects a high-load operation state. The refrigerating capacity control means 4 controls the compressor to reduce the refrigerating capacity in the power saving operation mode. The blowout direction control means 5 controls the blowout direction variable device 6 provided in the vehicle compartment to direct the direction of the conditioned air blown into the vehicle compartment to the occupant in the power saving operation mode. In the normal operation mode, the blowing direction is changed so that the entire vehicle compartment is air-conditioned.
[0013]
In the vehicle air conditioner having the above configuration, it is assumed that the blowing direction changing device 6 operates in the diffusion blowing mode in which the blowing direction of the conditioned air is changed in the air conditioning range of the angle θ1. At this time, when the air-conditioning state detecting means 1 detects the steady air-conditioning state and the operating state detecting means 2 detects the high-load operating state, the power-saving operation mode determining means 3 enters the power-saving operation mode from the normal operation mode. Judge that In this power saving operation mode, the refrigerating capacity control means 4 lowers the refrigerating capacity of the compressor, and the engine power can be allocated to the driving power of the vehicle accordingly, so that the running performance of the vehicle can be improved. . At the same time, the blowing direction control means 5 controls the blowing direction changing device 6 to fix the blowing direction of the conditioned air toward the occupant, thereby concentrating the conditioned air in the narrow air conditioning range of the angle θ2 to the occupant. The mode is switched to the concentrated blowing mode to directly hit. By locally cooling the occupant, the degree to which the occupant feels uncomfortable with an increase in vehicle interior temperature due to a decrease in refrigeration capacity is reduced.
[0014]
When the operation state detecting means 2 does not detect the high load operation state, the refrigerating capacity control means 4 returns the refrigerating capacity of the compressor to the original refrigerating capacity, and the blowing direction control means 5 operates in the normal operation mode. Return to the blowing direction.
[0015]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the vehicle air conditioner.
The vehicle air conditioner includes an air conditioning control unit 11, which includes a central processing unit (CPU) 12, a read-only memory (ROM) 13, a random access memory (RAM) 14, an interface unit 15, and the like. are doing. The interface unit 15 includes a signal of a throttle sensor indicating an accelerator opening, a vehicle speed signal, a signal of an inside air sensor indicating an indoor temperature, a signal indicating a set temperature in a vehicle interior, a signal of a seat switch for detecting an occupant in a passenger seat, and the like. Has been entered. Further, the interface unit 15 includes a control signal for controlling a compressor capacity control valve for controlling a refrigerating capacity, a control signal for controlling a motor 16 for changing a vertical louver for changing a blowing direction of conditioned air at a blowing port, a left and right louver. It outputs a control signal for controlling the motor 17 for variation, a control signal for controlling a shutter driving motor 18 for opening and closing a duct communicating with the air conditioning air outlet on the passenger seat side, and a motor 16 and 17 for louver variation. And outputs the outputs of potentiometers 19 and 20 for detecting the swing position of the louver. These potentiometers 19 and 20 have a function of feeding back the swing position when the louvers are driven by the motors 16 and 17 in the power saving operation mode to the air-conditioning control unit 11, and after the louvers are driven to predetermined positions, It has a function of detecting the swing position of the louver when the blowing direction is changed by the occupant.
[0016]
In this embodiment, the seat switch is used as a means for detecting the occupant in the front passenger seat.However, an infrared sensor, a seat belt wearing signal or the like is used to automatically determine the seating state of the front passenger seat, A manual setting switch set by an instruction from the occupant may be used. In addition, the random access memory 14 of the air conditioning control unit 11 is also used as a blowing direction storage means for storing the blowing direction of the conditioned air set by the occupant. Although the battery is backed up even if the power supply is turned off, a dedicated nonvolatile memory may be provided.
[0017]
In the air-conditioning control unit 11, the central processing unit 12 executes an air-conditioning control program loaded from the read-only memory 13 to the random access memory 14, calculates a signal input via the interface unit 15, and performs A signal for controlling the displacement control valve and the motors 16 to 18 is output.
[0018]
FIG. 3 is a flowchart showing the overall flow of the control of the air conditioning controller.
The air-conditioning control unit 11 operates when the power of the vehicle air-conditioning system is turned on. First, the air-conditioning controller 11 compares the room temperature Tr input from the inside air sensor with the set temperature Tset set by the occupant, and determines that the difference is a predetermined temperature. It is determined whether it is smaller than Tp (step S1). When the difference between the room temperature Tr and the set temperature Tset is smaller than the predetermined temperature Tp, it is determined that the vehicle is in a steady air-conditioning state in which the temperature in the vehicle compartment is stable. It is determined that there is a transitional air-conditioning state in the middle. If it is in the steady air-conditioning state, it is determined whether the accelerator opening input from the throttle sensor is larger than a predetermined opening Ap (step S2). When the accelerator opening is smaller than the predetermined opening Ap, it is determined that the engine is in the low load operation state. When the accelerator opening is larger than the predetermined opening Ap, the engine is started, accelerated, or climbed. It is determined that the engine is in the high load operation state. As described above, when it is determined that the cabin temperature is in the steady air-conditioning state and the engine is in the high-load operation state, the operation mode of the vehicle air conditioner is the power-saving operation mode, and otherwise the normal operation mode is used. It becomes.
[0019]
When the operation mode becomes the power saving operation mode, the air conditioning control unit 11 controls the refrigerating capacity (step S3) and controls the blowing direction of the conditioned air (step S4).
[0020]
In the control of the refrigerating capacity, first, the operation state of the vehicle is determined by calculation based on a signal indicating the accelerator opening and a vehicle speed signal. That is, if a signal indicating a large accelerator opening is input when the vehicle speed is zero or almost zero, it is determined that the vehicle is in a start acceleration state, and when traveling at a certain cruising speed, the vehicle enters an uphill, When a signal indicating a large accelerator opening is input, such as when the accelerator pedal is depressed for overtaking, it is determined that the vehicle is in the uphill traveling state or the intermediate acceleration state.
[0021]
FIG. 4 is a diagram showing the control of the refrigeration capacity in the start acceleration state, and FIG. 5 is a view showing the control of the refrigeration capacity in the intermediate acceleration state.
For example, when the vehicle enters the power saving operation mode at time t0 and the driving state of the vehicle is the start acceleration, the shaft power Cp of the compressor is instantaneously reduced to zero as shown in FIG. When the power saving mode ends at the time t1 when the acceleration is completed and the accelerator opening becomes smaller than the predetermined opening Ap, the shaft power Cp of the compressor is returned to a certain value, and the shock of the return is reduced therefrom. , So that the shaft power Cp of the compressor is gradually returned.
[0022]
Here, the shaft power Cp of the compressor will be described. The shaft power Cp of the compressor represents the driving energy of the compressor, and the driving energy is proportional to the product of the rotational speed Nc of the compressor and the shaft torque Tc of the compressor, and the flow rate Gf of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle and the refrigeration cycle It is known to be proportional to the product of the differential pressure (Pd-Ps) between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps. That is, these relationships are represented by the following equation.
[0023]
(Equation 1)
Cp @ Nc * Tc @ Gf * (Pd-Ps) (1)
From this equation, it can be seen that the driving energy of the compressor can be estimated from the discharge pressure Pd, the suction pressure Ps, and the flow rate Gf of the refrigerant, and can be controlled by changing the flow rate Gf or the differential pressure (Pd-Ps). In addition, since the rotation speed Nc of the compressor is obtained from the rotation speed of the engine, the shaft torque Tc of the compressor can be estimated if the flow rate Gf and the differential pressure (Pd-Ps) are known. Therefore, if the shaft torque Tc of the compressor is estimated, the driving energy of the compressor, that is, the shaft power Cp of the compressor can be obtained, and the refrigeration capacity of the refrigeration cycle can be known. Here, if the flow rate Gf or the differential pressure (Pd-Ps) is controlled, the shaft torque Tc of the compressor can be controlled, which means that the shaft power Cp of the compressor can be controlled and the refrigeration capacity of the refrigeration cycle can be controlled. means.
[0024]
Therefore, as shown in FIG. 4, the shaft power Cp of the compressor is made zero by controlling the flow rate Gf or the differential pressure (Pd-Ps) to zero, and the shaft power Cp of the compressor is reduced to a certain value. To return to the maximum value, the flow rate Gf or the differential pressure (Pd-Ps) is controlled to a certain value.
[0025]
Specifically, for example, a flow control type compressor is provided with, for example, an electromagnetic control valve inserted in a refrigerant passage on the discharge side and capable of freely changing the cross-sectional area of the flow path by an external signal, There is provided a displacement control valve including a differential pressure valve for controlling the pressure in the crank chamber so as to keep the differential pressure constant. In such a flow control type compressor, the lift amount of the electromagnetic control valve can be instantaneously reduced to zero, that is, fully closed, by an external signal. Therefore, the shaft power Cp of the compressor can be instantaneously reduced to zero. is there. Also, by controlling the external signal to an appropriate value, the shaft power Cp of the compressor can be controlled to a certain value.
[0026]
On the other hand, when the vehicle is traveling at a certain cruising speed and the accelerator is greatly depressed at time t0 in order to shift to uphill traveling or overtaking traveling, for example, the vehicle enters the power saving operation mode. In this case, as shown in FIG. 5, first, the shaft power Cp of the compressor is instantaneously reduced to zero, returned to a certain value after a predetermined time, and then gradually returned therefrom. At this time, if the shaft power Cp of the compressor before entering the power saving operation mode is set to “1”, the shaft power Cp of the compressor is returned to, for example, about “0.5” and maintained during acceleration running. . When the power saving mode ends at time t1 when the acceleration ends and the accelerator opening becomes smaller than the predetermined opening Ap, control is performed so that the shaft power Cp of the compressor is gradually returned to “1”.
[0027]
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the blowing direction control.
When the operation mode enters the power saving operation mode, first, the position information of the vertical and horizontal louvers stored in the memory is read (step S11). Next, it is determined whether or not an occupant is on the passenger seat based on a signal from the seat switch (step S12). Here, when the occupant is in the passenger seat, the vertical louvers provided at the driver-side and passenger-side outlets are swung to the position read from the memory (step S13). The left and right louvers are swung to the position read from the memory (step S14), and the blowing direction of the cool air is directed to each occupant. Next, it is determined whether the operation mode is the power saving operation mode (step S15). When the operation mode returns from the power saving operation mode to the normal operation mode, the louver position information is read from each of the potentiometers 19 and 20 (step S16), and the louver position information in the memory is updated (step S17). This process is performed when the occupant directly operates the louver blades during the power saving operation mode to change the blowing direction so that the conditioned air blows on the desired part of the user. Is reproduced in the next power saving operation mode. Then, the louvers in the vertical and horizontal directions are returned to the original operation mode (step S18). For example, before entering the power saving operation mode, if the diffusion blowing mode in which the blowing direction of the conditioned air is changed in the air conditioning range in the vehicle compartment is set to the diffusion blowing mode, the diffusion from the concentrated blowing mode in which the blowing direction of the conditioned air is fixed toward the occupant. The mode is switched to the balloon mode.
[0028]
If the occupant is not on the passenger seat in the judgment of step S12, the shutter provided in the duct communicating with the outlet direction variable device 6 on the passenger seat side is closed so that the conditioned air does not exit from the outlet ( In step S19, the vertical louver provided at the driver side outlet is swung to the position read from the memory (step S20), and similarly, the left and right louver is swung to the position read from the memory. (Step S21), the cool air is blown out only to the driver's seat side, and the blowout direction of the cool air is directed to the occupant on the driver's seat side. Next, it is determined whether or not the operation mode is the power saving operation mode (step S22). When the operation mode is returned to the normal operation mode, the shutter is opened so that the conditioned air is also emitted from the passenger seat side (step S23). Proceed to step S16.
[0029]
As described above, when the operation mode enters the power saving operation mode, the cooling power is reduced by entering the power saving operation mode by switching from the distributed mode for performing air conditioning of the entire vehicle compartment to the centralized mode for directly applying to the occupant. Can be prevented from being felt by the occupant. Further, when the blowing direction is changed by the occupant during the power saving operation mode, the blowing direction is stored to prepare for the blowing direction control in the next power saving operation mode.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the air-conditioning state detecting means 1 detects the steady air-conditioning state in the vehicle interior, and the operating state detecting means 2 simultaneously detects the high-load operating state of the engine to determine the power-saving operation mode determining means 3. Is determined to be in the power saving operation mode, the refrigerating capacity control means 4 reduces the refrigerating capacity, and the blowing direction control means 5 directs the direction of the conditioned air blown into the passenger compartment toward the occupant. . As a result, when the power saving operation mode is set, the refrigeration capacity is reduced to reduce the load on the engine to improve the running performance of the vehicle. Even if the air conditioner rises, comfort can be maintained by switching from air conditioning for the entire vehicle compartment to local air conditioning for the occupant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an outline of a vehicle air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle air conditioner.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an overall flow of control of an air conditioning control unit.
FIG. 4 is a diagram showing control of the refrigeration capacity in a start acceleration state.
FIG. 5 is a diagram showing control of the refrigeration capacity when in an intermediate acceleration state.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of blowout direction control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air-conditioning state detecting means 2 Operating state detecting means 3 Power saving operation mode judging means 4 Refrigeration capacity control means 5 Blow-out direction control means 6 Blow-out direction variable device 11 Air conditioning control unit 12 Central processing unit 13 Read-only memory 14 Random access memory 15 Section 16-18 Motor 19, 20 Potentiometer

Claims

In a vehicle air conditioner that can freely change the refrigeration capacity,
Air-conditioning state detecting means for detecting a steady-state air-conditioning state in which the interior of the vehicle maintains a stable and comfortable temperature;
Operating state detecting means for detecting a high load operating state in which the engine load is large based on the accelerator opening of the vehicle;
Power saving operation mode determination means for determining that the vehicle interior is in the power saving operation mode by detecting the high load operation state when the vehicle interior is in the steady air conditioning state,
Refrigeration capacity control means for controlling to reduce the refrigeration capacity in the case of the power saving operation mode,
In the case of the power saving operation mode, a blowing direction control unit that changes the blowing direction of the conditioned air blown into the vehicle interior so as to direct the occupant,
An air conditioner for a vehicle, comprising:

2. The air-conditioning state detecting means according to claim 1, wherein the steady-state air-conditioning state is detected when a temperature difference between a temperature in the vehicle compartment and a set temperature is within a predetermined range. Vehicle air conditioner.

2. The air conditioner for a vehicle according to claim 1, wherein the air conditioning state detection means detects the steady air conditioning state when a predetermined time has elapsed from the start.

The refrigeration capacity control means controls the refrigeration capacity once to zero during the power saving operation mode, and then gradually returns the refrigeration capacity to a predetermined value lower than the refrigeration capacity that maintained the steady air-conditioning state. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein:

The blowing direction control means includes a diffusion blowing mode in which the blowing direction of the conditioned air is changed in an air conditioning range in the vehicle cabin and a concentrated blowing mode in which the blowing direction of the conditioned air is fixed toward an occupant in the power saving operation mode. 2. The air conditioner for a vehicle according to claim 1, wherein control is performed such that a blowing direction is changed between the air conditioners.

An occupant detection unit for detecting the presence of an occupant in the front passenger seat is provided, and when the absence of the occupant in the front passenger seat is detected in the power saving operation mode, a passage communicating with the air conditioning air outlet on the front passenger seat side is shut off. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein:

2. The air conditioner for a vehicle according to claim 1, further comprising a blowing direction storage unit configured to store a blowing direction of the conditioned air set by the occupant in the power saving operation mode.

In the control method of the vehicle air conditioner that can freely change the refrigeration capacity,
Judge whether the vehicle is in a steady air-conditioning state in which the cabin temperature is stably maintained,
Determine whether the accelerator opening is greater than or equal to a predetermined value when in the steady air conditioning state,
When the accelerator opening is equal to or more than a predetermined value, the refrigeration capacity of the compressor is instantaneously reduced,
While the cooling power is reduced, change the blowing direction of the conditioned air blown into the vehicle cabin to be directed to the occupant,
When the accelerator opening is smaller than a predetermined value, the compressor is returned to its original refrigeration capacity and the blowing direction of the conditioned air,
A method for controlling an air conditioner for a vehicle, characterized in that the method is as described above.