JP2004182192A - Method for controlling air conditioner for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure comfortableness of an occupant within a cabin by suppressing lowering of cooling capacity as much as possible at the time of accelerating a vehicle, in an air conditioner for the vehicle. <P>SOLUTION: When a degree of acceleration is a degree in which acceleration may be cut when accelerating the vehicle, load (torque) of a compressor is controlled according to cooling capacity required for the air conditioner. By the control, the acceleration is at least partially cut. When the acceleration can not be cut because the degree of acceleration is high or when cooling capacity is left in the air conditioner, the load of the compressor is once reduced and torque of an engine for the vehicle is assigned to accelerate the vehicle. Even in the case, the reduced load of the compressor is gradually returned to secure cooling capacity as much as possible. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の車両加速時における制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用エンジンを駆動源とする冷媒圧縮機を備えている車両用空調装置においては、車両の加速時に空調装置の圧縮機が車両の加速性を阻害することがなく、しかも空調装置の冷房能力も確保することが望まれる。
【0003】
これに関し、下記の特許文献1には、スロットル開度と車速とにより定められた制御マップを用いて、車両が加速することを要求された(即ち、制御マップにおいて加速要求範囲内にある)と判断された場合には、圧縮機を所定の時間だけ遮断状態とする制御方法が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開昭62−8820号公報
【0005】
しかしながら、前記特許文献1に記載された制御方法は、車両が加速することを要求された(制御マップにおいて加速要求範囲内にある)場合に、圧縮機の駆動を単に停止させるものであるため、車両の加速性は向上するものの、車両用空調装置の冷房能力を確保することが困難となる。
【0006】
この問題を解決するために、下記の特許文献2に記載された車両用空調装置においては、車両の加速時に乗員が車両の加速を感じる最大加速度が加速開始直後の短時間に発生すること、及び、空調装置の冷凍サイクル内を冷媒が比較的小流量でも循環していれば、空調装置からの空気吹出し温度の上昇を抑制することができることに着目し、加速開始時には冷媒圧縮機を短時間停止し、その後は部分容量運転によって徐々に容量を復帰させることにより、車両の加速性の確保と冷房能力の確保との両立を図ろうとしている。
【0007】
【特許文献2】
特開2000−335232号公報
【0008】
しかしながら、特許文献2に記載された空調装置においては、車両の加速の度合いに応じた制御がなされておらず、急加速であっても緩やかな加速(緩加速)であっても同様に圧縮機の停止及びその後の容量制御がなされる。そのため、加速の度合いが小さい緩加速時においては、加速効果が少ない割に冷房能力の低減量が大きく、加速の度合いに見合った可能な範囲の冷房能力が確保されないという問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、車両の加速時において、車両の加速性を確保すると共に、車両の加速の度合いに見合った冷房能力を確保することが可能な車両用空調装置の制御方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載された車両用空調装置の制御方法を提供する。請求項1に記載された発明は、車両用エンジンを駆動源とする可変容量型の冷媒圧縮機を備えている車両用空調装置の制御方法において、車両の加速の度合いによって加速カットの可否を判定する段階と、空調装置に残存する冷房能力とその時に必要な冷房能力とを比較する段階と、車両の加速の度合いが加速カットの可能な所定のレベルよりも高く、且つ空調装置に残存する冷房能力がその時に必要な冷房能力を超えていると判定された時に、エンジンに対する圧縮機の負荷を一旦低減させた後に徐々に復帰させるというパターンに従って圧縮機の負荷を制御する段階と、それ以外の時には圧縮機をその時に必要な冷房能力に応じて制御する段階とを備えている。
【0011】
これにより、車両の加速の度合いが加速カットをしてもよい所定のレベルよりも低い場合には、車両の加速性の確保よりも空調装置の冷房能力の確保が優先され、空調装置の負荷は通常のように必要な冷房能力に応じて制御される。また、車両の加速の度合いが加速カットの可能な所定のレベルよりも高い場合には、その時に空調装置に残存している冷房能力がその時に必要な冷房能力を超えている場合に、圧縮機の負荷を一旦低減させて、その分のトルクを車両の加速のために振り向けるが、その後は圧縮機の負荷を徐々に増加させて冷房能力を回復させる。なお、空調装置に残存している冷房能力がその時に必要な冷房能力を下回っている場合にも、やはり冷房能力の確保の方が優先される。
【0012】
本発明はまた、上記課題を解決するための他の手段として、特許請求の範囲の請求項2に記載された車両用空調装置の制御方法を提供する。請求項2に記載された発明は、車両用エンジンを駆動源とする可変容量型の冷媒圧縮機を備えている車両用空調装置の制御方法において、車両の加速の度合いによって加速カットの可否を判定する段階と、車両の加速の度合いが加速カットの可能な領域にないと判定された時に、エンジンに対する圧縮機の負荷を一旦低減させた後に徐々に復帰させるというパターンに従って圧縮機の負荷を制御するための、車両の加速の度合いに応じた圧縮機の負荷低減量と復帰時間を算出する段階と、前記パターンに従って前記圧縮機の負荷を制御するための空調装置に残存する冷房能力に応じた圧縮機の負荷低減量と復帰時間を算出する段階と、算出された2つの負荷低減量と2つの復帰時間をそれぞれ比較して最小値を選択する段階と、選択された負荷低減量と復帰時間によって前記パターンに従って圧縮機の負荷制御を実行する段階と、それ以外の時には圧縮機をその時に必要な冷房能力に応じて制御する段階とを備えている。
【0013】
これにより、車両の加速の度合いが部分的にでも加速カットをしてもよい領域にある場合には、車両の加速性の確保よりも空調装置の冷房能力の確保が優先され、空調装置の圧縮機の負荷は通常のように、その時に必要な冷房能力に応じて制御される。車両の加速の度合いが所定のレベルよりも高くて、加速カットをすることができない領域にある時は、圧縮機の負荷を一旦低減させて、その分のトルクを車両の加速のために振り向けるが、その後は圧縮機の負荷を徐々に増加させて冷房能力を回復させる。この場合の圧縮機の負荷低減量と復帰時間については、車両の加速の度合いに応じたものと、空調装置に残存している冷房能力に応じたものとが算出されて比較され、それらの最小値が選択されて、圧縮機の負荷制御が実行される。
【0014】
いずれにしても、車両の加速カットをしてもよい状態では、車両の加速性を確保することよりも空調装置の冷房能力を確保することの方が優先されるので、加速時であってもできるだけ加速のためのトルクを圧縮機に振り向けて、空調装置の冷房能力を確保することにより、乗員の快適性を向上させることができる。そして、加速カットをすることができないほど加速の度合いが高い場合や、空調装置に冷房能力が十分に残存している状態では、圧縮機の負荷を必要な分だけ一旦低減させて、車両用エンジンのトルクを車両の加速性を向上させるために振り向けるが、その場合でも圧縮機の負荷を徐々に復帰させることにより冷房能力を可及的に確保する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の制御方法が適用される車両用空調装置の実施形態について詳細に説明する。図1は冷凍サイクル1を含む車両用空調装置のシステム全体の構成図である。冷凍サイクル1には冷媒を吸入、圧縮、吐出する可変容量型の圧縮機2が設けられている。この圧縮機2から吐出された高温、高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器3に流入し、ここで、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換するので冷媒は冷却されて凝縮する。
【0016】
この凝縮器3において凝縮した冷媒は次に受液器(気液分離器)4に流入し、受液器4の内部において冷媒の気体部分と液体部分が分離され、車両用空調装置の冷凍サイクル1内の余剰冷媒(液冷媒)が受液器4内に蓄えられる。受液器4からの液冷媒は膨張弁(減圧手段)5により低圧まで減圧され、気液二相状態となる。膨張弁5からの低圧冷媒は蒸発器6に流入する。蒸発器6は車両用空調装置の空気通路を構成する空調ケース7内に設置されていて、蒸発器6に流入した低圧冷媒は空調ケース7内の空気から吸熱して蒸発する。
【0017】
膨張弁5は蒸発器6の出口冷媒の温度を感知する感温部5aを有する温度式膨張弁であり、蒸発器6の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように弁開度(冷媒流量)を調整するものである。上記のサイクル構成部品(2〜6)の間はそれぞれ冷媒配管8によって結合されて閉回路を構成している。
【0018】
また、圧縮機2は動力伝達機構9及びベルト10等を介して車両走行用エンジン(E/G)11により駆動される。圧縮機2は後述のような構造を有する可変容量型圧縮機である。図示実施形態の空調装置において、動力伝達機構9は、外部からの電気制御により動力の伝達/遮断が選択可能なクラッチ機構(例えば、電磁クラッチ)であるが、これは、そのようなクラッチ機構を持たない、常時、動力伝達型のクラッチレス機構であってもよい。
【0019】
空調ケース7には送風機12が設けられており、周知の内外気切替箱(図示せず)から吸入された車室内の空気(内気)または車室外の空気(外気)が送風機12により空調ケース7内を車室内へ向かって送風される。この送風空気は、蒸発器6を通過した後に、図示しないヒータユニットを通過して吹出口から車室内に吹き出すようになっている。
【0020】
また、空調ケース7内のうち、蒸発器6の下流側直後の部位には、蒸発器6を通過した直後の吹出空気温度を検出するサーミスタからなる蒸発器吹出温度センサ13が設けられている。
【0021】
なお、上記ヒータユニットは周知のものであって、蒸発器6を通過した冷風を再加熱する温水式ヒータコア(加熱手段)、この温水式ヒータコアにおける加熱度合いを調節する温度調節手段をなすエアミックスドアあるいは温水流量制御弁等が配設されており、さらに、空調ケース7の空気下流端には、車室内乗員の上半身に空気を吹き出すフェイス吹出口、車室内乗員の足元に空気を吹き出すフット吹出口、フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ吹出口が形成され、これらの吹出口を切替開閉する吹出モードドアが設けられている。
【0022】
ところで、上記圧縮機2は空調用制御装置(A/C ECU)14からの電気信号により制御される電磁式容量制御弁(吐出容量制御機構)15を有し、この制御弁15により制御圧力を変化させることができるので、この圧縮機2は外部可変容量型圧縮機というべきものである。空調用制御装置14には、空調の自動制御のためのセンサ群16の検出信号、及び空調操作パネル17の操作スイッチ群の操作信号が入力される。
【0023】
なお、センサ群16は、具体的には内気センサ、外気センサ、日射センサ、エンジン水温センサ等であり、空調操作パネル17の操作スイッチ群は、具体的には、温度設定スイッチ、風量切替スイッチ、吹出モード切替スイッチ、内外気切替スイッチ、圧縮機2の作動指令を出すエアコンスイッチ等である。
【0024】
更に、冷凍サイクル1において、圧縮機2の吐出側から膨張弁5の入口に至るまでの高圧回路部に冷媒の高圧圧力(圧縮機吐出圧)を検出する高圧センサ18を設けて、この高圧センサ18の検出信号も空調用制御装置14に入力するようになっている。図示の例では、高圧センサ18を凝縮器3の出口側冷媒配管に設けている。
【0025】
更に、空調用制御装置14は、車両側のエンジン制御装置(E/G ECU)19に接続されており、これら両制御装置14、19相互間で信号を入出力できるようになっている。エンジン制御装置19は周知のように車両用エンジン11の運転状況等を検出するセンサ群19aからの信号等に基づいて車両用エンジン11への燃料噴射量、点火時期等を総合的に制御するものである。
【0026】
図示実施形態の空調装置においては、エンジン制御装置19からもたらされるエンジン回転数、車速及びスロットル開度又はアクセル開度等の情報が空調用制御装置14に伝達され、後述のように加速の度合いの判定や、圧縮機負荷(トルク)の算出等に利用される。
【0027】
図2は図示実施形態の空調装置に使用されている外部可変容量型圧縮機2の構造を示す断面図である。圧縮機2においては、電磁式容量制御弁15の制御電流(すなわち制御電流信号)Inによって圧縮機吐出流量の目標流量Groが設定され、その目標流量Groに圧縮機吐出流量が維持されるように吐出容量が増減される(吐出量制御式)。具体的には、目標流量Groの増大に比例して制御電流Inが増大するようになっている。
【0028】
圧縮機2は、図2に示すように、片斜板型の可変容量型圧縮機であって、その可変容量機構自体は周知のものである。図1の動力伝達機構9等を介して車両用エンジン11の動力が回転軸20に伝達される。回転軸20の図2の左端部は動力伝達機構9との結合部である。この回転軸20に対して斜板21が一体に回転可能に結合され、且つ、斜板21の傾斜角度は、球面状の頭部を有するヒンジ機構22により調整可能になっている。なお、斜板21の実線位置は傾斜角度が小さい状態(小容量状態)を示しており、2点鎖線位置21aは傾斜角度が大きい状態(大容量状態)を示している。
【0029】
この斜板21にシュー23を介して複数個(例えば、5個)のピストン24を連結している。このため、回転軸20と共に斜板21を回転させることにより、シュー23を介して複数個のピストン24を順次往復動させて、シリンダ室(作動室)Vcの体積を拡大縮小させることにより冷媒を吸入して圧縮するようになっている。
【0030】
圧縮機2の吐出容量を変化させる場合には、斜板21が収納されたクランク室(斜板室)25内の圧力Pcを変化させることによって斜板21の傾斜角度を変化させて、ピストン24のストローク(行程)を変化させる。すなわち、斜板21の傾斜角度の増加により、ピストンストロークが増加して吐出容量が増加し、斜板21の傾斜角度の減少により、ピストンストロークが減少して吐出容量が減少する。
【0031】
従って、クランク室25は、圧縮機2の吐出容量を変化させるための制御圧室としての役割を兼ねることになる。なお、クランク室(斜板室)25は、絞り通路26を介して圧縮機20の吸入室27側と連通している。
【0032】
一方、圧縮機20のリヤハウジング28には第1吐出室29と第2吐出室30が形成され、第1吐出室29は所定の絞り穴径を有する絞り連通路(絞り部)31を介して第2吐出室30に連通している。第1吐出室29には各ピストン24の作動室(シリンダ室)Vcから吐出された冷媒が弁板32の吐出ポート33、吐出弁34を介して流入し、合流して吐出脈動が平滑化される。第2吐出室30は吐出口35を経て外部の冷媒吐出配管に接続される。
【0033】
また、リヤハウジング28には、蒸発器6出口からの低圧ガス冷媒を吸入する吸入口36および吸入口36から冷媒が流入する吸入室27が設けられている。この吸入室27内から冷媒が弁板32の吸入ポート37、吸入弁38を介して作動室Vc内に吸入されるようになっている。
【0034】
第1吐出室29から冷媒が絞り連通路31を通過して第2吐出室30に向かって流通する際に圧力損失が発生するので、第2吐出室30内の圧力Pd は第1吐出室29内の圧力Pd よりも所定量ΔPだけ低くなる。この絞り連通路31前後の差圧ΔPは圧縮機吐出冷媒流量に対応した大きさとなる。
【0035】
電磁式容量制御弁15は制御圧室をなすクランク室25内の圧力Pcを制御する吐出容量制御機構を構成するもので、圧縮機2のリヤハウジング28側に配置されている。次に、容量制御弁15の具体的構成例を説明すると、この制御弁15には、第1吐出室29内の圧力Pd が連通路39を介して導かれる第1制御室40と、第2吐出室30内の圧力Pd が連通路41を介して導かれる第2制御室42が設けられている。この両制御室40、42の間は摺動可能な円筒状部材43により仕切られている。これにより、この円筒状部材43等を介してプッシュロッド44の一端部に、両制御室40、42間の差圧ΔPによる力が開弁方向の力として作用する。
【0036】
また、第1吐出室29内の圧力Pd が導入される吐出圧室45と、クランク室25に対して、連通路46を介して連通する制御圧室47が制御弁15に設けられ、吐出圧室45と制御圧室47との間を絞り通路48により連通させて、この絞り通路48の開口断面積をプッシュロッド44の弁体49の位置により調整することによって、制御圧室47の圧力、すなわち、クランク室25の圧力(制御圧)Pcを調整することができるようになっている。
【0037】
一方、制御弁15の電磁機構部50は、差圧ΔPによる開弁力に対向する力、すなわち、閉弁力を弁体49(プッシュロッド44)に作用させるものである。そのために、弁体49は電磁機構部50のプランジャ(可動鉄心)51と一体に結合されており、プランジャ51には励磁コイル52により誘起される電磁吸引力が作用する。すなわち、プランジャ51は所定間隔を介して固定磁極部材(固定鉄心)53と対向するように配置されており、励磁コイル52により誘起される電磁吸引力によってプランジャ51は固定磁極部材53に向かって軸方向(図2の上方向)に変位する。このプランジャ51の軸方向変位により弁体49は閉弁方向に移動する。
【0038】
また、プランジャ51と固定磁極部材53との間には、電磁力と対抗する弾性力を発生する弾性手段としてコイルスプリング54が配置されている。
【0039】
本例では、励磁コイル52に通電する制御電流(制御電流信号)Inを制御することにより(例えば、制御電流Inの断続比率であるデューティ比Dtを制御することにより)、所望の電磁吸引力(すなわち、弁体49の閉弁方向の力)をプランジャ51に作用させることができる。励磁コイル52の制御電流Inは前述の空調用制御装置14により制御される。
【0040】
電磁式容量制御弁15は上記のように構成されているため、制御電流Inを制御して弁体49の閉弁力を増大させると、弁体49が図2の上方向に変位して絞り通路48の開口断面積を減少させるので、制御圧室47の圧力、すなわち、クランク室25の圧力Pcが低下して斜板21の傾斜角度が図2の2点鎖線21aのように増加し、これにより圧縮機2の吐出容量が増加する。
【0041】
逆に、制御電流Inを制御して弁体49の閉弁力を減少させると、弁体49がコイルスプリング54の力で図2の下方向に変位して絞り通路48の開口断面積を増加させるので、制御圧室47の圧力、すなわち、クランク室25の圧力Pcが上昇して斜板21の傾斜角度が図2の実線位置のように減少し、これにより圧縮機2の吐出容量が減少する。
【0042】
一方、エンジン11の回転数が上昇して圧縮機2の回転数が上昇すると、これに連動して圧縮機2から吐出される吐出冷媒流量が上昇するが、吐出冷媒流量が増大すると、第1、2制御室40、42間の差圧ΔPが大きくなるので、開弁力が大きくなり、プッシュロッド44及び弁体49が図2の下方向に移動して絞り通路48の開口断面積を増加させるので、圧縮機2の吐出容量が減少していく。
【0043】
逆に、エンジン11の回転数が低下して圧縮機2の回転数が低下すると、これに連動して圧縮機2から吐出される吐出冷媒流量が低下するが、吐出冷媒流量が低下すると、第1、2制御室40、42間の差圧ΔPが小さくなるので、開弁力が小さくなり、プッシュロッド44及び弁体49が図2の上方向に移動して絞り通路48の開口断面積を減少させるので、圧縮機2の吐出容量が増加していく。
【0044】
このとき、プッシュロッド44及び弁体49は閉弁力と開弁力とが釣り合う位置まで移動するが、このことは、第1、2制御室40、42間の差圧ΔPが閉弁力(電磁吸引力)によって一義的に決まる所定差圧、つまり目標差圧ΔPoとなるまで圧縮機2の吐出容量が機械的に変化することを意味する。
【0045】
従って、上記のように閉弁力(電磁吸引力)によって一義的に決まる目標差圧ΔPoを制御電流Inの制御により変化させることによって吐出容量を変化させて、圧縮機2から実際に吐出される吐出冷媒流量を変化させることができる。
【0046】
次に、図示実施形態のような空調装置を備えている車両(自動車)において、車両の加速の度合いに応じて、空調装置の冷媒圧縮機である可変容量型圧縮機2の負荷を制御することによって、車両の加速性と空調装置の冷房能力とを好適に両立させることができる制御の第1実施例を、図3から図5を用いて説明する。なお、以下の実施例の説明においては、圧縮機の負荷は圧縮機に作用するトルクとして説明する。
【0047】
図3は、圧縮機負荷(トルク)制御に関して、空調用制御装置14において実行される制御ルーチンであって、この制御ルーチンのスタートの時点において、車両用エンジン11は起動しており、エアコン(空調装置)のスイッチはONの状態にあるものとする。
【0048】
まず、ステップS101において車両の加速の度合いによって加速カットが可能であるか否かについての判定が行われる。加速の度合いの判定は、エンジン制御装置19から伝達される車速とスロットル開度又はアクセル開度の情報に基づいて、図4に示されたような加速判定マップを用いて行われる。より詳細に説明すると、まず、ステップS101において、加速時の車速とスロットル開度との関係から、その時の加速が、加速カットをすることができないほど大きいものであるか否か、換言すれば、圧縮機2の負荷制御を必要とする程の加速であるか否かを判定する。図4に示された例では、点Pによって示される状態からスロットル開度を大きくすることによって2種類の加速を行った場合のスロットル開度と車速との関係を示しているが、ここで、加速後に車速及びスロットル開度の関係が点Aへ移行する場合においては、点Aが加速判定ラインLよりも下側の領域Xに位置するため、加速カットが可能であって、圧縮機の負荷制御を必要とする加速には該当しないと判断される。この場合、車両の加速に応じた圧縮機負荷(トルク)制御は行われず、ステップS40に進んで、圧縮機2に対して温度状態に応じた公知の制御(例えば、吹出温度センサ13によって検知される温度Teを設定温度とするようにする制御等)が行われる。それによって、車両エンジンの発生するトルクのうちで圧縮機2によって吸収される分は車両の加速に寄与しないので、その分だけ加速カットが行われて加速が若干鈍くなる。
【0049】
一方、図4に示された例において、加速後に移行する点Bの車速及びスロットル開度の座標が加速判定ラインLよりも上側の領域Yに位置するため、これは加速カットをすることができない加速、すなわち、圧縮機負荷(トルク)制御を必要とする加速であると判定されて、ステップS102へ進む。ステップS102においては現在の車両の車室内における冷房の必要性が判断される。具体的には、空調装置が現在保有する冷房能力(残存冷房能力)、すなわち、蒸発器6の下流側流路に設けられた吹出温度センサ13の検出する吹出温度Teが、吹出温度の目標値であるTe0に許容温度幅ΔTeを加えた値、すなわち、必要とされる冷房能力よりも小さいか否かが判定される。
【0050】
もし、現在の吹出温度Teが高くて、その検出値が吹出温度の目標値Teoと許容温度幅ΔTeとの和よりも大であれば、車両の加速よりも乗員の快適さを優先させる必要があると判断されるので、この場合もステップS40へ進んで通常の圧縮機制御が実施される。そのために、圧縮機の必要とするトルクが大きい場合には、その分だけ加速カットが行われて車両の加速が鈍くなるが、冷房熱負荷が大きい場合でも乗員の快適性を確保することができる。
【0051】
ステップS102の判定において、現在の吹出温度Teが目標値Teoと許容温度幅ΔTeとの和よりも小さい場合には、空調装置の冷房能力が当面は十分と判断されるので、車室内の冷房よりも車両の加速の方を優先するために、可変容量型圧縮機2のトルクを一旦低減させて、車両の加速のためのトルクを増加させた後に、圧縮機2のトルクを徐々に元の値まで復帰させるというパターンの制御を実行する。そのために、圧縮機トルク低減量ΔTや復帰時間ΔTimeを含む制御パターンを決定するステップS20へ進む。
【0052】
必要な圧縮機トルク低減量ΔTや復帰時間ΔTimeは、図5に示すような圧縮機トルク低減量ΔT決定マップを用いて算出される。この圧縮機トルク低減量ΔT決定マップは、時間に応じて変化させる圧縮機トルク低減量ΔTを図示(マップ化)したものである。すなわち、圧縮機2のトルクを一旦トルク低減量ΔTだけ低減させた後に、再び徐々に増大させて、復帰時間ΔTimeの経過時に元の値に復帰させるというパターンをとる。トルク低減量ΔTと復帰時間ΔTimeは、例えば、車両の加速の度合いに応じてそれぞれの大きさが変化するように設定することができる。図5の縦軸は容量制御弁15へ供給される制御電流信号Inの値をとっているが、これは前述の制御弁15の説明から明らかなように、圧縮機2のトルクの値に対応しているため、制御電流信号Inを変化させることによってトルク低減量ΔTを制御することができる。
【0053】
なお、図4に示された加速判定マップ並びに図5に示された圧縮機トルク低減量ΔT決定マップは共に、車両の加速性の確保と空調装置の冷房能力の確保とを両立させるという観点から実験等により予め作成され、空調用制御装置14に記憶されている。
【0054】
ステップS20において加速の度合いに応じて必要な圧縮機トルク低減量ΔTと復帰時間ΔTimeが決定されると、次に実際にトルクに応じた圧縮機制御を行うステップS30(ステップS31〜S34を含む)に進む。
【0055】
ステップS30においては、まずステップS31において、現状(加速直前)の圧縮機2の駆動トルクTが算出(決定)される。圧縮機2の駆動トルクTは種々の方法で算出することが出来るが、この実施例の場合には、高圧センサ18によって検出される高圧圧力(圧縮機2の吐出圧)と、間接的に圧縮機吐出容量を表す容量制御弁15の制御電流信号Inの値と、エンジン回転数とに基づいて算出する。
【0056】
次いでステップS32に進んで、ステップS31において算出された圧縮機2の駆動トルクTからステップS20において算出された加速の度合いに応じた必要圧縮機トルク低減量ΔTを差し引いて、目標圧縮機トルクToが算出される。そして続くステップS33において、圧縮機2の駆動トルクがこの目標圧縮機トルクToとなるように圧縮機2の容量を制御する目標制御電流値(目標制御電流信号)Inoが、目標圧縮機トルクToと、高圧センサ18により検出される高圧圧力(圧縮機吐出圧)と、エンジン回転数とから逆算によって算出される。
【0057】
ステップS34では、このようにして算出された目標制御電流Inoにより圧縮機2の吐出容量が制御され、圧縮機2が車両の加速の度合いに応じた必要圧縮機トルク低減量ΔTだけ少ないトルクToで駆動される。そしてその後、冷房能力確保のために、制御電流Inが制御され圧縮機2の吐出容量を徐々に復帰させて、本ルーチンのスタートの状態に戻り次の加速に備える。この間に圧縮機2において低減した分のトルクは車両の加速を促進することになる。
【0058】
このように、車両の加速時において、加速の度合いに応じて空調装置の圧縮機2のトルク制御を行うか否かを、冷房能力を優先させて決定して乗員の快適性を維持するが、加速を優先させる必要が生じた時には、必要な圧縮機トルク低減量ΔTを算出し、圧縮機容量を制御して加速開始時にその必要圧縮機トルク低減量ΔT分だけ低減したトルクToによって圧縮機2を駆動して、エンジン11への負担を軽減し、次いで徐々に圧縮機容量を復帰させることにより、車両の加速性を確保すると共に車両の加速の度合いに見合った冷房能力の確保が可能となる。
【0059】
図6に本発明の制御方法の第2実施例を示す。図3に示した第1実施例の制御方法と比べて異なる点は、図6においては図3に示すステップS102に相当するものがなく、ステップS101の判定において、その時の加速が図4の加速判定マップにおける点Bのように加速判定ラインLよりも上側の領域Yに属していて、圧縮機2のトルク制御が必要であると判定された時に、ステップS103へ進むことである。
【0060】
ステップS103においては、先にステップS20において加速の度合いに応じて選定された図5のマップによって算出されるトルク低減量ΔTや、復帰時間ΔTimeとは別に、図7に例示したようなマップによって、その時に空調装置が保有する(残存する)冷房能力の大きさからトルク低減量ΔT´と復帰時間ΔTime´を算出する。この場合は、残存する冷房能力を示す値として、現実の吹出温度Teと吹出温度の目標値Teoとの差を図7のマップの横軸にとっている。
【0061】
そして次のステップS104へ進んで、トルク低減量ΔT及び復帰時間ΔTimeに関して、ステップS20において算出した値と、ステップS103において算出した値とをそれぞれ比較して、より小さい方(一般的には最小値)を採用する。
【0062】
このようにしてトルク低減量ΔTと復帰時間ΔTimeの最小値がそれぞれ算出された後に、ステップS30へ進んで、算出された前記最小値によって、前述の第1実施例の場合と同様に、ステップS31から34までの処理を実行する。このようにトルク低減量ΔTと復帰時間ΔTimeの最小値を使用することにより、圧縮機2のトルク低減制御をなるべく小さく抑えて空調装置の冷房能力を大きくし、車室内の乗員の快適性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例としての制御方法が適用される車両用空調装置を例示するシステム構成図である。
【図2】車両用空調装置に使用される可変容量型圧縮機を例示する断面図である。
【図3】本発明の制御方法の第1実施例を示すフローチャートである。
【図4】実施例において使用される加速判定マップである。
【図5】実施例において使用される圧縮機トルク低減量決定用のマップである。
【図6】本発明の制御方法の第2実施例を示すフローチャートである。
【図7】第2実施例において使用されるマップである。
【符号の説明】
1…車両空調装置の冷凍サイクル
2…可変容量型圧縮機
6…蒸発器
11…車両走行用エンジン
13…蒸発器吹出温度センサ
14…空調用制御装置(A/C ECU)
15…電磁式容量制御弁(吐出容量制御機構)
16…空調装置の自動制御のためのセンサ群
19…エンジン制御装置(E/G ECU)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method of a vehicle air conditioner at the time of vehicle acceleration.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle air conditioner equipped with a refrigerant compressor driven by a vehicle engine, the compressor of the air conditioner does not hinder the acceleration of the vehicle when the vehicle is accelerating, and the cooling capacity of the air conditioner also increases. It is desirable to secure.
[0003]
In this regard, Patent Literature 1 below requires that the vehicle be accelerated using a control map determined by the throttle opening and the vehicle speed (that is, the vehicle is within an acceleration request range in the control map). A control method for shutting down the compressor for a predetermined time when it is determined is disclosed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-62-2820
[0005]
However, the control method described in Patent Document 1 simply stops driving of the compressor when the vehicle is required to accelerate (the vehicle is within an acceleration request range in the control map). Although the acceleration of the vehicle is improved, it is difficult to secure the cooling capacity of the vehicle air conditioner.
[0006]
In order to solve this problem, in the vehicle air conditioner described in Patent Literature 2 below, the maximum acceleration at which the occupant feels acceleration of the vehicle when the vehicle accelerates occurs in a short time immediately after the acceleration starts, and Focusing on the fact that if the refrigerant circulates in the refrigeration cycle of the air conditioner even at a relatively small flow rate, it is possible to suppress the rise in the temperature of the air blown out of the air conditioner. Thereafter, the capacity is gradually restored by the partial capacity operation, thereby trying to achieve both the acceleration of the vehicle and the cooling capacity.
[0007]
[Patent Document 2]
JP 2000-335232 A
[0008]
However, in the air conditioner described in Patent Literature 2, control is not performed according to the degree of acceleration of the vehicle, and the compressor is similarly operated regardless of whether it is sudden acceleration or gentle acceleration (slow acceleration). And then the capacity control is performed. Therefore, at the time of gentle acceleration with a small degree of acceleration, there is a problem that the amount of reduction in cooling capacity is large for a small acceleration effect, and a cooling capacity in a possible range corresponding to the degree of acceleration is not secured.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to secure the acceleration performance of a vehicle when the vehicle is accelerating, and to ensure the cooling capacity corresponding to the degree of acceleration of the vehicle. An object of the present invention is to provide a control method of a vehicle air conditioner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as means for solving the above-mentioned problems, a control method of a vehicle air conditioner described in claim 1 of the claims. According to a first aspect of the present invention, in the control method of a vehicle air conditioner including a variable capacity refrigerant compressor driven by a vehicle engine, it is determined whether or not the acceleration cut can be performed based on a degree of acceleration of the vehicle. And comparing the cooling capacity remaining in the air conditioner with the cooling capacity required at that time, and the degree of acceleration of the vehicle is higher than a predetermined level at which acceleration can be cut, and the cooling remaining in the air conditioner is performed. When it is determined that the capacity exceeds the required cooling capacity at that time, a step of controlling the load of the compressor according to a pattern of once reducing the load on the compressor to the engine and then gradually returning the load to the engine; Sometimes controlling the compressor according to the cooling capacity required at that time.
[0011]
Accordingly, when the degree of acceleration of the vehicle is lower than a predetermined level at which the acceleration may be cut, securing of the cooling capacity of the air conditioner is prioritized over securing of the acceleration of the vehicle, and the load on the air conditioner is reduced. It is controlled according to the required cooling capacity as usual. When the degree of acceleration of the vehicle is higher than a predetermined level at which acceleration can be cut, if the cooling capacity remaining in the air conditioner at that time exceeds the cooling capacity required at that time, the compressor The load of the compressor is temporarily reduced, and the corresponding torque is diverted to accelerate the vehicle. Thereafter, the load on the compressor is gradually increased to restore the cooling capacity. Even when the cooling capacity remaining in the air conditioner is lower than the cooling capacity required at that time, priority is also given to securing the cooling capacity.
[0012]
The present invention also provides, as another means for solving the above problems, a control method of a vehicle air conditioner described in claim 2 of the claims. According to a second aspect of the present invention, in the control method for a vehicle air conditioner including a variable displacement refrigerant compressor driven by a vehicle engine, it is determined whether or not the acceleration cut can be performed based on the degree of acceleration of the vehicle. And when the degree of acceleration of the vehicle is determined not to be in the region where the acceleration can be cut, the load on the compressor is controlled according to a pattern in which the load on the compressor on the engine is temporarily reduced and then gradually restored. Calculating the load reduction amount and the return time of the compressor according to the degree of acceleration of the vehicle, and performing compression according to the cooling capacity remaining in the air conditioner for controlling the load of the compressor according to the pattern. Calculating a load reduction amount and a return time of the machine; comparing the calculated two load reduction amounts and the two return times to select a minimum value; A step of performing a load control of the compressor in accordance with the pattern by reducing the amount and the return time, when the other and a step of controlling in accordance with the cooling capacity required of the compressor at that time.
[0013]
Thus, when the degree of acceleration of the vehicle is in a region where partial or accelerated cutting may be performed, securing of the cooling capacity of the air conditioner is given priority over securing of the acceleration of the vehicle, and compression of the air conditioner is reduced. The load on the machine is controlled as usual, depending on the cooling capacity required at that time. When the degree of acceleration of the vehicle is higher than a predetermined level and it is in an area where it is not possible to cut the acceleration, the load on the compressor is temporarily reduced, and the corresponding torque is diverted to accelerate the vehicle. However, thereafter, the load on the compressor is gradually increased to restore the cooling capacity. In this case, the load reduction amount and the return time of the compressor are calculated based on the degree of acceleration of the vehicle and calculated based on the cooling capacity remaining in the air conditioner, and compared. The value is selected, and load control of the compressor is performed.
[0014]
In any case, in a state where the vehicle may be cut to accelerate, securing the cooling capacity of the air conditioner has priority over securing the acceleration of the vehicle, so even during acceleration. By allocating torque for acceleration to the compressor as much as possible and securing the cooling capacity of the air conditioner, the comfort of the occupant can be improved. If the degree of acceleration is so high that the acceleration cut cannot be performed, or if the air conditioner has sufficient cooling capacity, the load on the compressor is reduced once by a necessary amount and the vehicle engine Is applied to improve the acceleration of the vehicle, but even in such a case, the load on the compressor is gradually returned to ensure the cooling capacity as much as possible.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle air conditioner to which a control method of the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an entire system of a vehicle air conditioner including a refrigeration cycle 1. The refrigeration cycle 1 is provided with a variable displacement compressor 2 that sucks, compresses, and discharges refrigerant. The high-temperature, high-pressure superheated gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the condenser 3, where it exchanges heat with the outside air blown by a cooling fan (not shown), so that the refrigerant is cooled and condensed.
[0016]
The refrigerant condensed in the condenser 3 then flows into a liquid receiver (gas-liquid separator) 4, where the gas part and the liquid part of the refrigerant are separated inside the liquid receiver 4, and the refrigeration cycle of the air conditioner for a vehicle. The surplus refrigerant (liquid refrigerant) in 1 is stored in the liquid receiver 4. The liquid refrigerant from the liquid receiver 4 is decompressed to a low pressure by the expansion valve (decompression means) 5, and enters a gas-liquid two-phase state. The low-pressure refrigerant from the expansion valve 5 flows into the evaporator 6. The evaporator 6 is installed in an air conditioning case 7 constituting an air passage of the vehicle air conditioner. The low-pressure refrigerant flowing into the evaporator 6 absorbs heat from the air in the air conditioning case 7 and evaporates.
[0017]
The expansion valve 5 is a temperature-type expansion valve having a temperature sensing portion 5a for sensing the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6, and has a valve opening (refrigerant) that maintains the superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 6 at a predetermined value. Flow rate). The above cycle components (2 to 6) are connected by a refrigerant pipe 8 to form a closed circuit.
[0018]
The compressor 2 is driven by a vehicle traveling engine (E / G) 11 via a power transmission mechanism 9, a belt 10, and the like. The compressor 2 is a variable displacement compressor having a structure as described below. In the air conditioner of the illustrated embodiment, the power transmission mechanism 9 is a clutch mechanism (for example, an electromagnetic clutch) that can select transmission / disconnection of power by external electric control. A power transmission type clutchless mechanism that is not provided and is always available.
[0019]
A blower 12 is provided in the air-conditioning case 7, and air in the vehicle compartment (inside air) or air outside the vehicle (outside air) sucked from a well-known inside / outside air switching box (not shown) is blown by the blower 12. The air is blown into the passenger compartment. After passing through the evaporator 6, the blown air passes through a heater unit (not shown) and is blown out from the outlet into the vehicle interior.
[0020]
In the air conditioning case 7, an evaporator outlet temperature sensor 13 composed of a thermistor for detecting the temperature of the blown air immediately after passing through the evaporator 6 is provided at a position immediately downstream of the evaporator 6.
[0021]
The heater unit is a well-known type, and includes a hot water heater core (heating means) for reheating cold air passing through the evaporator 6, and an air mixing door serving as a temperature adjusting means for adjusting the degree of heating in the hot water heater core. Alternatively, a hot water flow control valve or the like is provided, and at the downstream end of the air conditioning case 7, a face outlet for blowing air to the upper body of an occupant in the cabin, and a foot outlet for blowing air to the feet of the occupant of the cabin. A defroster outlet for blowing air is formed on the inner surface of the windshield, and an outlet mode door for switching and opening these outlets is provided.
[0022]
The compressor 2 has an electromagnetic displacement control valve (discharge displacement control mechanism) 15 controlled by an electric signal from an air-conditioning control device (A / C ECU) 14. The control valve 15 controls the control pressure. Since the compressor 2 can be changed, the compressor 2 is an external variable displacement compressor. A detection signal of a sensor group 16 for automatic control of air conditioning and an operation signal of an operation switch group of an air conditioning operation panel 17 are input to the air conditioning control device 14.
[0023]
Note that the sensor group 16 is specifically an inside air sensor, an outside air sensor, a solar radiation sensor, an engine water temperature sensor, and the like. The operation switch group of the air conditioning operation panel 17 is specifically a temperature setting switch, an air volume changeover switch, A blow mode switch, an inside / outside air switch, an air conditioner switch for issuing an operation command for the compressor 2, and the like.
[0024]
Further, in the refrigeration cycle 1, a high-pressure sensor 18 for detecting the high-pressure pressure of the refrigerant (compressor discharge pressure) is provided in a high-pressure circuit section from the discharge side of the compressor 2 to the inlet of the expansion valve 5. The detection signal 18 is also input to the air-conditioning control device 14. In the illustrated example, the high-pressure sensor 18 is provided in the refrigerant pipe on the outlet side of the condenser 3.
[0025]
Further, the air-conditioning control device 14 is connected to an engine control device (E / G ECU) 19 on the vehicle side, so that signals can be input and output between the two control devices 14 and 19. As is well known, the engine control device 19 comprehensively controls a fuel injection amount, an ignition timing, and the like to the vehicle engine 11 based on a signal or the like from a sensor group 19a for detecting an operation state and the like of the vehicle engine 11. It is.
[0026]
In the air conditioner of the illustrated embodiment, information such as the engine speed, vehicle speed, throttle opening or accelerator opening provided from the engine control device 19 is transmitted to the air conditioning control device 14, and the acceleration degree is determined as described later. It is used for determination and calculation of compressor load (torque).
[0027]
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the external variable displacement compressor 2 used in the air conditioner of the illustrated embodiment. In the compressor 2, a target flow rate Gro of the compressor discharge flow rate is set by the control current (ie, control current signal) In of the electromagnetic displacement control valve 15, and the compressor discharge flow rate is maintained at the target flow rate Gro. The discharge capacity is increased or decreased (discharge amount control type). Specifically, the control current In increases in proportion to the increase in the target flow rate Gro.
[0028]
As shown in FIG. 2, the compressor 2 is a single-swash plate type variable displacement compressor, and the variable displacement mechanism itself is well known. The power of the vehicle engine 11 is transmitted to the rotating shaft 20 via the power transmission mechanism 9 and the like in FIG. The left end of the rotation shaft 20 in FIG. 2 is a connection portion with the power transmission mechanism 9. A swash plate 21 is integrally rotatably connected to the rotating shaft 20, and the inclination angle of the swash plate 21 can be adjusted by a hinge mechanism 22 having a spherical head. Note that the solid line position of the swash plate 21 indicates a state where the inclination angle is small (small capacity state), and the two-dot chain line position 21a indicates a state where the inclination angle is large (large capacity state).
[0029]
A plurality of (for example, five) pistons 24 are connected to the swash plate 21 via shoes 23. For this reason, by rotating the swash plate 21 together with the rotating shaft 20, the plurality of pistons 24 are sequentially reciprocated via the shoes 23, and the volume of the cylinder chamber (working chamber) Vc is enlarged and reduced, so that the refrigerant is reduced. It is designed to be inhaled and compressed.
[0030]
When changing the discharge capacity of the compressor 2, the inclination angle of the swash plate 21 is changed by changing the pressure Pc in a crank chamber (swash plate chamber) 25 in which the swash plate 21 is housed, so that the piston 24 Change the stroke (stroke). That is, as the inclination angle of the swash plate 21 increases, the piston stroke increases and the discharge capacity increases, and as the inclination angle of the swash plate 21 decreases, the piston stroke decreases and the discharge capacity decreases.
[0031]
Therefore, the crank chamber 25 also serves as a control pressure chamber for changing the displacement of the compressor 2. The crank chamber (swash plate chamber) 25 communicates with the suction chamber 27 of the compressor 20 via a throttle passage 26.
[0032]
On the other hand, a first discharge chamber 29 and a second discharge chamber 30 are formed in a rear housing 28 of the compressor 20, and the first discharge chamber 29 is connected via a throttle communication passage (throttle portion) 31 having a predetermined throttle hole diameter. It communicates with the second discharge chamber 30. Refrigerant discharged from the working chamber (cylinder chamber) Vc of each piston 24 flows into the first discharge chamber 29 via the discharge port 33 and the discharge valve 34 of the valve plate 32 and merges to smooth discharge pulsation. You. The second discharge chamber 30 is connected to an external refrigerant discharge pipe via a discharge port 35.
[0033]
Further, the rear housing 28 is provided with a suction port 36 for sucking the low-pressure gas refrigerant from the outlet of the evaporator 6 and a suction chamber 27 into which the refrigerant flows from the suction port 36. Refrigerant is sucked from the suction chamber 27 into the working chamber Vc via the suction port 37 of the valve plate 32 and the suction valve 38.
[0034]
Since a pressure loss occurs when the refrigerant flows from the first discharge chamber 29 toward the second discharge chamber 30 through the throttle communication passage 31, the pressure Pd in the second discharge chamber 30 is reduced. L Is the pressure Pd in the first discharge chamber 29 H Lower by a predetermined amount ΔP. The pressure difference ΔP around the throttle communication passage 31 has a magnitude corresponding to the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor.
[0035]
The electromagnetic displacement control valve 15 constitutes a discharge displacement control mechanism for controlling the pressure Pc in the crank chamber 25 forming a control pressure chamber, and is arranged on the rear housing 28 side of the compressor 2. Next, a specific configuration example of the displacement control valve 15 will be described. The control valve 15 has a pressure Pd in the first discharge chamber 29. H And the pressure Pd in the first control chamber 40 and the second discharge chamber 30 which are guided through the communication passage 39. L Is provided through a communication passage 41. The two control chambers 40 and 42 are partitioned by a slidable cylindrical member 43. Thus, a force due to the pressure difference ΔP between the control chambers 40 and 42 acts on one end of the push rod 44 via the cylindrical member 43 and the like as a force in the valve opening direction.
[0036]
Further, the pressure Pd in the first discharge chamber 29 H A control pressure chamber 47 communicating with the crank chamber 25 through a communication passage 46 is provided in the control valve 15, and the control pressure chamber 47 is provided between the discharge pressure chamber 45 and the control pressure chamber 47. The pressure in the control pressure chamber 47, that is, the pressure in the crank chamber 25 (control pressure) is adjusted by adjusting the cross-sectional area of the opening of the throttle passage 48 by the position of the valve element 49 of the push rod 44. Pc can be adjusted.
[0037]
On the other hand, the electromagnetic mechanism 50 of the control valve 15 acts on the valve body 49 (push rod 44) with a force opposing the valve opening force due to the differential pressure ΔP, that is, the valve closing force. For this purpose, the valve element 49 is integrally connected to a plunger (movable iron core) 51 of the electromagnetic mechanism 50, and an electromagnetic attractive force induced by the exciting coil 52 acts on the plunger 51. That is, the plunger 51 is disposed so as to face the fixed magnetic pole member (fixed iron core) 53 at a predetermined interval, and the plunger 51 is axially moved toward the fixed magnetic pole member 53 by the electromagnetic attraction force induced by the exciting coil 52. In the direction (upward in FIG. 2). The valve body 49 moves in the valve closing direction due to the axial displacement of the plunger 51.
[0038]
A coil spring 54 is arranged between the plunger 51 and the fixed magnetic pole member 53 as elastic means for generating an elastic force that opposes the electromagnetic force.
[0039]
In this example, by controlling a control current (control current signal) In that flows through the excitation coil 52 (for example, by controlling a duty ratio Dt that is an intermittent ratio of the control current In), a desired electromagnetic attraction force ( That is, the force in the valve closing direction of the valve element 49) can be applied to the plunger 51. The control current In of the exciting coil 52 is controlled by the air conditioning controller 14 described above.
[0040]
Since the electromagnetic capacity control valve 15 is configured as described above, when the control current In is controlled to increase the valve closing force of the valve body 49, the valve body 49 is displaced upward in FIG. Since the opening cross-sectional area of the passage 48 is reduced, the pressure of the control pressure chamber 47, that is, the pressure Pc of the crank chamber 25 decreases, and the inclination angle of the swash plate 21 increases as shown by the two-dot chain line 21a in FIG. Thereby, the discharge capacity of the compressor 2 increases.
[0041]
Conversely, when the control current In is controlled to decrease the valve closing force of the valve element 49, the valve element 49 is displaced downward in FIG. As a result, the pressure in the control pressure chamber 47, that is, the pressure Pc in the crank chamber 25 increases, and the inclination angle of the swash plate 21 decreases as shown by the solid line in FIG. 2, thereby reducing the discharge capacity of the compressor 2. I do.
[0042]
On the other hand, when the number of revolutions of the engine 11 increases and the number of revolutions of the compressor 2 increases, the flow rate of the discharged refrigerant discharged from the compressor 2 increases in conjunction with the increase. Since the pressure difference ΔP between the two control chambers 40 and 42 increases, the valve opening force increases, and the push rod 44 and the valve element 49 move downward in FIG. Therefore, the discharge capacity of the compressor 2 decreases.
[0043]
Conversely, when the rotational speed of the engine 11 decreases and the rotational speed of the compressor 2 decreases, the flow rate of the discharged refrigerant discharged from the compressor 2 decreases in conjunction with this. Since the pressure difference ΔP between the first and second control chambers 40 and 42 decreases, the valve opening force decreases, and the push rod 44 and the valve element 49 move upward in FIG. Since the discharge capacity is reduced, the discharge capacity of the compressor 2 increases.
[0044]
At this time, the push rod 44 and the valve element 49 move to a position where the valve closing force and the valve opening force are balanced. This means that the pressure difference ΔP between the first and second control chambers 40 and 42 is equal to the valve closing force ( This means that the discharge capacity of the compressor 2 mechanically changes until a predetermined differential pressure uniquely determined by the electromagnetic attraction force, that is, the target differential pressure ΔPo is reached.
[0045]
Therefore, as described above, the discharge capacity is changed by changing the target differential pressure ΔPo uniquely determined by the valve closing force (electromagnetic attraction force) by controlling the control current In, and the discharge is actually performed from the compressor 2. The flow rate of the discharged refrigerant can be changed.
[0046]
Next, in a vehicle (automobile) equipped with an air conditioner as in the illustrated embodiment, the load of the variable displacement compressor 2 which is a refrigerant compressor of the air conditioner is controlled in accordance with the degree of acceleration of the vehicle. A first embodiment of the control for appropriately balancing the acceleration of the vehicle and the cooling capacity of the air conditioner will be described with reference to FIGS. 3 to 5. In the following description of the embodiment, the load of the compressor will be described as the torque acting on the compressor.
[0047]
FIG. 3 shows a control routine executed by the air-conditioning control device 14 with respect to the compressor load (torque) control. At the start of this control routine, the vehicle engine 11 has been started and the air conditioner (air conditioning) has been started. It is assumed that the switch of (device) is in the ON state.
[0048]
First, in step S101, a determination is made as to whether or not acceleration cut is possible according to the degree of acceleration of the vehicle. The determination of the degree of acceleration is performed using an acceleration determination map as shown in FIG. 4 based on information on the vehicle speed and the throttle opening or the accelerator opening transmitted from the engine control device 19. More specifically, first, in step S101, based on the relationship between the vehicle speed and the throttle opening at the time of acceleration, it is determined whether or not the acceleration at that time is too large to make an acceleration cut, in other words, It is determined whether the acceleration is such that load control of the compressor 2 is required. In the example shown in FIG. 4, the relationship between the throttle opening and the vehicle speed when two types of acceleration are performed by increasing the throttle opening from the state indicated by the point P is shown. When the relationship between the vehicle speed and the throttle opening shifts to the point A after the acceleration, the point A is located in the area X below the acceleration determination line L, so that the acceleration cut can be performed and the load on the compressor can be reduced. It is determined that it does not correspond to the acceleration that requires control. In this case, the compressor load (torque) control according to the acceleration of the vehicle is not performed, and the process proceeds to step S40, and the known control (for example, detected by the blow-out temperature sensor 13) for the compressor 2 according to the temperature state is performed. Control to set the temperature Te to a set temperature. As a result, the portion of the torque generated by the vehicle engine that is absorbed by the compressor 2 does not contribute to the acceleration of the vehicle, so that the acceleration cut is performed and the acceleration is slightly reduced.
[0049]
On the other hand, in the example shown in FIG. 4, since the coordinates of the vehicle speed and the throttle opening at the point B to which the vehicle shifts after acceleration are located in the area Y above the acceleration determination line L, this cannot be acceleration cut. It is determined that the acceleration is an acceleration that requires compressor load (torque) control, and the process proceeds to step S102. In step S102, the necessity of cooling in the vehicle compartment of the current vehicle is determined. Specifically, the cooling capacity (remaining cooling capacity) currently held by the air conditioner, that is, the blowing temperature Te detected by the blowing temperature sensor 13 provided in the downstream flow path of the evaporator 6, is a target value of the blowing temperature. Is determined by adding the allowable temperature width ΔTe to Te0, that is, whether the value is smaller than the required cooling capacity.
[0050]
If the current outlet temperature Te is high and the detected value is larger than the sum of the target outlet temperature Teo and the allowable temperature range ΔTe, it is necessary to give priority to the comfort of the occupant over the acceleration of the vehicle. Since it is determined that there is, the control also proceeds to step S40 in which the normal compressor control is performed. For this reason, when the torque required by the compressor is large, the acceleration cut is performed to that extent and the acceleration of the vehicle is slowed down, but the comfort of the occupant can be ensured even when the cooling heat load is large. .
[0051]
If it is determined in step S102 that the current outlet temperature Te is smaller than the sum of the target value Teo and the allowable temperature range ΔTe, it is determined that the cooling capacity of the air conditioner is sufficient for the time being. In order to give priority to the acceleration of the vehicle, the torque of the variable displacement compressor 2 is temporarily reduced, the torque for the acceleration of the vehicle is increased, and then the torque of the compressor 2 is gradually reduced to the original value. The control of the pattern of returning to the maximum is executed. Therefore, the process proceeds to step S20 for determining a control pattern including the compressor torque reduction amount ΔT and the return time ΔTime.
[0052]
The necessary compressor torque reduction amount ΔT and return time ΔTime are calculated using a compressor torque reduction amount ΔT determination map as shown in FIG. The compressor torque reduction amount ΔT determination map shows (maps) the compressor torque reduction amount ΔT that changes with time. That is, a pattern is adopted in which the torque of the compressor 2 is once reduced by the torque reduction amount ΔT, then gradually increased again, and returned to the original value when the return time ΔTime has elapsed. The torque reduction amount ΔT and the return time ΔTime can be set, for example, such that their magnitudes change according to the degree of acceleration of the vehicle. The vertical axis of FIG. 5 indicates the value of the control current signal In supplied to the displacement control valve 15, which corresponds to the value of the torque of the compressor 2 as apparent from the description of the control valve 15 described above. Therefore, the torque reduction amount ΔT can be controlled by changing the control current signal In.
[0053]
It should be noted that both the acceleration determination map shown in FIG. 4 and the compressor torque reduction amount ΔT determination map shown in FIG. 5 are used from the viewpoint of ensuring both acceleration of the vehicle and cooling of the air conditioner. It is created in advance by an experiment or the like and stored in the air-conditioning control device 14.
[0054]
When the necessary compressor torque reduction amount ΔT and return time ΔTime are determined in step S20 according to the degree of acceleration, step S30 (including steps S31 to S34) for actually performing compressor control according to the torque. Proceed to.
[0055]
In step S30, first, in step S31, the drive torque T of the compressor 2 at present (immediately before acceleration) is calculated (determined). Although the drive torque T of the compressor 2 can be calculated by various methods, in the case of this embodiment, the high-pressure pressure (discharge pressure of the compressor 2) detected by the high-pressure sensor 18 is indirectly compressed. It is calculated based on the value of the control current signal In of the displacement control valve 15 representing the machine discharge displacement and the engine speed.
[0056]
Next, proceeding to step S32, the required compressor torque reduction amount ΔT corresponding to the degree of acceleration calculated in step S20 is subtracted from the drive torque T of the compressor 2 calculated in step S31, and the target compressor torque To is calculated. Is calculated. Then, in the subsequent step S33, a target control current value (target control current signal) Ino for controlling the capacity of the compressor 2 so that the drive torque of the compressor 2 becomes the target compressor torque To is set to the target compressor torque To. , Calculated from the high pressure detected by the high pressure sensor 18 (compressor discharge pressure) and the engine speed.
[0057]
In step S34, the discharge capacity of the compressor 2 is controlled by the target control current Ino calculated in this way, and the compressor 2 is driven by the torque To that is smaller by the necessary compressor torque reduction amount ΔT according to the degree of acceleration of the vehicle. Driven. After that, in order to secure the cooling capacity, the control current In is controlled to gradually return the discharge capacity of the compressor 2 to return to the start state of this routine and prepare for the next acceleration. During this time, the reduced torque in the compressor 2 promotes the acceleration of the vehicle.
[0058]
As described above, when accelerating the vehicle, whether to perform torque control of the compressor 2 of the air conditioner according to the degree of acceleration is determined by giving priority to the cooling capacity, and the comfort of the occupant is maintained. When it is necessary to give priority to acceleration, the necessary compressor torque reduction amount ΔT is calculated, and the compressor capacity is controlled to reduce the compressor 2 by the torque To reduced by the required compressor torque reduction amount ΔT at the start of acceleration. , The load on the engine 11 is reduced, and then the compressor capacity is gradually restored, so that the acceleration performance of the vehicle can be ensured and the cooling capacity suitable for the degree of acceleration of the vehicle can be ensured. .
[0059]
FIG. 6 shows a second embodiment of the control method according to the present invention. The difference from the control method of the first embodiment shown in FIG. 3 is that FIG. 6 does not correspond to step S102 shown in FIG. 3 and, in the determination of step S101, the acceleration at that time is the acceleration shown in FIG. The process proceeds to step S103 when it is determined that torque control of the compressor 2 belongs to the area Y above the acceleration determination line L as indicated by a point B in the determination map and that the torque control of the compressor 2 is necessary.
[0060]
In step S103, apart from the torque reduction amount ΔT calculated by the map of FIG. 5 previously selected according to the degree of acceleration in step S20 and the return time ΔTime, a map as illustrated in FIG. At that time, the torque reduction amount ΔT ′ and the return time ΔTime ′ are calculated from the magnitude of the cooling capacity possessed (remaining) by the air conditioner. In this case, the difference between the actual outlet temperature Te and the target outlet temperature Teo is used as the value indicating the remaining cooling capacity on the horizontal axis of the map in FIG.
[0061]
Then, the process proceeds to the next step S104, where the value calculated in step S20 and the value calculated in step S103 are compared with each other with respect to the torque reduction amount ΔT and the return time ΔTime, and the smaller one (generally, the minimum value) ).
[0062]
After the minimum value of the torque reduction amount ΔT and the minimum value of the return time ΔTime are calculated in this way, the process proceeds to step S30, and the calculated minimum value is used to execute step S31 in the same manner as in the first embodiment. To 34 are executed. By using the minimum values of the torque reduction amount ΔT and the return time ΔTime in this manner, the torque reduction control of the compressor 2 is suppressed as small as possible, the cooling capacity of the air conditioner is increased, and the comfort of the occupants in the passenger compartment is maintained. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a vehicle air conditioner to which a control method according to an embodiment of the present invention is applied;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a variable displacement compressor used in a vehicle air conditioner.
FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment of the control method of the present invention.
FIG. 4 is an acceleration determination map used in the embodiment.
FIG. 5 is a map for determining a compressor torque reduction amount used in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a map used in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1. Refrigeration cycle of vehicle air conditioner
2. Variable displacement compressor
6 ... Evaporator
11 Vehicle engine
13 ... Evaporator outlet temperature sensor
14. Air-conditioning control device (A / C ECU)
15. Electromagnetic displacement control valve (discharge displacement control mechanism)
16. Sensor group for automatic control of air conditioner
19 ... Engine control unit (E / G ECU)

Claims (5)

車両用エンジンを駆動源とする可変容量型冷媒圧縮機を備えている車両用空調装置の制御方法であって、
車両の加速の度合いによって加速カットの可否を判定する段階と、
前記空調装置に残存する冷房能力とその時に必要な冷房能力とを比較する段階と、
車両の加速の度合いが加速カットの可能な領域になく、且つ前記空調装置に残存する冷房能力がその時に必要な冷房能力を超えていると判定された時に、前記エンジンに対する前記圧縮機の負荷を一旦低減させた後に徐々に復帰させるというパターンに従って前記圧縮機の負荷を制御する段階と、
それ以外の時には前記圧縮機をその時に必要な冷房能力に応じて制御する段階と
を有する車両用空調装置の制御方法。
A control method for a vehicle air conditioner including a variable displacement refrigerant compressor having a vehicle engine as a drive source,
Judging the possibility of acceleration cut based on the degree of acceleration of the vehicle;
Comparing the cooling capacity remaining in the air conditioner with the cooling capacity required at that time,
When it is determined that the degree of acceleration of the vehicle is not in the region where acceleration cut is possible and the cooling capacity remaining in the air conditioner exceeds the cooling capacity required at that time, the load of the compressor on the engine is reduced. Controlling the load of the compressor according to a pattern of gradually reducing and then gradually returning;
Otherwise controlling the compressor in accordance with the cooling capacity required at that time.
車両用エンジンを駆動源とする可変容量型冷媒圧縮機を備えている車両用空調装置の制御方法であって、
車両の加速の度合いによって加速カットの可否を判定する段階と、
車両の加速の度合いが加速カットの可能な領域にないと判定された時に、前記エンジンに対する前記圧縮機の負荷を一旦低減させた後に徐々に復帰させるというパターンに従って前記圧縮機の負荷を制御するための前記車両の加速の度合いに応じた前記圧縮機の負荷低減量と復帰時間を算出する段階と、
前記パターンに従って前記圧縮機の負荷を制御するための前記空調装置に残存する冷房能力に応じた前記圧縮機の負荷低減量と復帰時間を算出する段階と、
算出された2つの負荷低減量と2つの復帰時間をそれぞれ比較して最小値を選択する段階と、
選択された負荷低減量と復帰時間によって前記パターンに従って前記圧縮機の負荷を制御する段階と、
それ以外の時には前記圧縮機をその時に必要な冷房能力に応じて制御する段階と
を有する車両用空調装置の制御方法。
A control method for a vehicle air conditioner including a variable displacement refrigerant compressor having a vehicle engine as a drive source,
Judging the possibility of acceleration cut based on the degree of acceleration of the vehicle;
When it is determined that the degree of acceleration of the vehicle is not in an area where acceleration can be cut, the load on the compressor is controlled according to a pattern in which the load on the engine is temporarily reduced and then gradually restored. Calculating a load reduction amount and a return time of the compressor according to the degree of acceleration of the vehicle,
Calculating a load reduction amount and a return time of the compressor according to the cooling capacity remaining in the air conditioner for controlling the load of the compressor according to the pattern;
Comparing the calculated two load reduction amounts with the two return times to select a minimum value,
Controlling the load on the compressor according to the pattern with the selected load reduction amount and return time;
Otherwise controlling the compressor in accordance with the cooling capacity required at that time.
加速の度合いによって加速カットの可否を判定する前記段階が、車速とアクセル開度若しくは車速とスロットル開度に基づいて車両の加速の度合いを判定する請求項1又は2に記載された車両用空調装置の制御方法。The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the step of determining whether or not to cut the acceleration based on the degree of acceleration determines the degree of acceleration of the vehicle based on a vehicle speed and an accelerator opening or a vehicle speed and a throttle opening. Control method. 前記空調装置に残存する冷房能力が蒸発器の吹出温度によって判定される請求項1ないし3のいずれかに記載された車両用空調装置の制御方法。The control method for a vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling capacity remaining in the air conditioner is determined based on a blowing temperature of an evaporator. 前記圧縮機の負荷が前記圧縮機のトルクによって判定される請求項1ないし4のいずれかに記載された車両用空調装置の制御方法。5. The control method for a vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the load on the compressor is determined based on a torque of the compressor.
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