JP2007106260A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサ容量可変のための電磁バルブに作動開始遅れがあったとしても、良好に冷房や除湿を行なうことが可能な車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】、制御装置は、算出した第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）が真のコンプレッサ４駆動開始デューティ２５％よりも低い場合には、電磁バルブに出力する第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）を２５％とし、それ以外の場合には、第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）をそのまま第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）とする。これにより、第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）としてコンプレッサ４が冷媒を吐出できない制御電流値を算出することがなく、制御装置が熱負荷計算の結果として本来必要とする最低冷媒量を、常時冷凍サイクルに流通することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、外部可変容量型のコンプレッサを用いて冷凍サイクルを構成した車両用空調装置に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された車両用空調装置がある。この車両用空調装置に採用されているコンプレッサは、所謂外部可変容量型のコンプレッサであり、制御装置からの電気信号により制御される電磁式容量制御バルブを有し、この電磁バルブにより制御圧力を変化させて吐出容量を変化するようになっている。

具体的には、制御圧室である斜板室内に冷媒吐出圧を伝達するための経路に、制御電流の増加に比例して弁開度を低下させる電磁バルブを設けている。そして、制御電流により電磁バルブの弁開度を調節して斜板室内の圧力を変化することにより、斜板室内に配置された斜板の傾斜角度を変化させて、斜板に連結するピストンのストロークを変化するようになっている。
特開２００５−１０４３０５号公報

しかしながら、上記従来技術の車両用空調装置のコンプレッサの吐出容量制御では、制御電流の出力を開始して電磁バルブが開状態から閉じ始める際には、制御電流値がある程度上昇するまで、コンプレッサが冷媒を吐出しないという不具合を発生する場合がある。

本発明者は、この不具合の原因について鋭意検討を行なった結果、電磁バルブに印加される圧力やこれに伴なう摩擦力の増大により、制御電流値がある程度上昇するまで電磁バルブの作動開始が遅れることを見出した。

すなわち、電磁バルブの作動開始遅れを考慮せずに制御電流値を決定すると、コンプレッサへの要求吐出量が小さい場合には、コンプレッサのピストンは停止したままであり、冷房や除湿を良好に行なうことができないという問題を生じる。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、電磁バルブの作動開始遅れがあったとしても、良好に冷房や除湿を行なうことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
車室内に吹き出される空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、
冷却用熱交換器（１４）で冷却された空気の温度を検出する温度検出手段（２６）と、
冷却用熱交換器（１４）を通過した冷媒を圧縮して吐出し、制御圧室（４４）内の圧力に応じて吐出容量を変更する吐出容量可変型のコンプレッサ（４）と、
通電電流値の増加に対応してコンプレッサ（４）の吐出容量が増大するように開度を変更して、制御圧室（４４）内への圧力印加状態を変更する電磁バルブ（４ａ）と、
車室内に吹き出される空気を冷却用熱交換器（１４）により冷却する際の目標冷却温度（ＴＥＯ）を算出するとともに、温度検出手段（２６）の検出温度（ＴＥ）が目標冷却温度（ＴＥＯ）となるように電磁バルブ（４ａ）への通電電流値を調節してコンプレッサ（４）吐出容量を制御する制御手段（１５）とを備える車両用空調装置において、
制御手段（１５）は、コンプレッサ（４）の吐出容量を制御するときには、電磁バルブ（４ａ）への通電電流値（Ｄｔ）を電磁バルブ（４ａ）の作動特性に基づく所定値以上とすることを特徴としている。

これによると、電磁バルブ（４ａ）への通電電流値（Ｄｔ）を電磁バルブ（４ａ）の作動特性に基づく所定値以上として、電磁バルブ（４ａ）が作動開始遅れを発生する低電流値での通電状態を回避することが可能である。したがって、作動開始遅れがある電磁バルブ（４ａ）を用いていても、コンプレッサ（４）が冷媒を吐出しないという不具合を発生し難く、冷却用熱交換器（１４）により目標冷却温度（ＴＥＯ）となるように車室内に吹き出す空気を冷却することが可能である。このようにして、良好に車室内の冷房や除湿を行なうことができる。

また、請求項２に記載の発明では、制御手段（１５）は、前記所定値を、電磁バルブ（４ａ）が作動可能な略最低値とすることを特徴としている。

これによると、電磁バルブ（４ａ）への通電電流値（Ｄｔ）を所定値以上としても、過剰な冷媒吐出量を抑制することができる。したがって、エネルギー消費量を抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明では、制御手段（１５）は、前記所定値を、一定値とすることを特徴としている。

これによると、コンプレッサ（４）が冷媒を吐出しないという不具合の防止制御を極めてシンプルに行なうことができる。

また、請求項４に記載の発明では、
コンプレッサ（４）の冷媒吐出圧力を検出する吐出圧検出手段（１８）を備え、
電磁バルブ（４ａ）は冷媒吐出圧力をコンプレッサ（４）の制御圧室（４４）に伝達する通路（４８）に設けられ、
制御手段（１５）は、前記所定値を、吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力に応じて変更することを特徴としている。

これによると、制御圧室（４４）への印加圧力源となる冷媒吐出圧力が変動したとしても、吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力に応じて前記所定値を変更できる。したがって、エネルギー消費量を確実に抑制しつつ、コンプレッサ（４）が冷媒を吐出しないという不具合を防止することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、制御手段（１５）は、前記所定値を、吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力に時定数なまし処理を加えた値に応じて変更することを特徴としている。

これによると、吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力の変動が大きくても、なまし処理により安定した制御を行なうことができる。

また、請求項６に記載の発明では、制御手段（１５）は、前記所定値を、電磁バルブ（４ａ）に印加される電圧値に応じて変更することを特徴としている。

これによると、電磁バルブ（４ａ）に印加される電圧が変動したとしても、前記所定値を調節して、エネルギー消費量を確実に抑制しつつ、コンプレッサ（４）が冷媒を吐出しないという不具合を防止することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置１００の全体システム構成を示す模式図である。また、図２は、車両用空調装置１００に用いられる吐出容量外部可変制御タイプのコンプレッサ４の断面図であり、図３は、コンプレッサ４の外部可変制御方法を説明するための模式説明図である。

図１において、１は車両に搭載された走行駆動源であるエンジンである。エンジン１の出力軸には、駆動プーリ２が設けられており、この駆動プーリ２は、エンジン１の駆動と連動して回転するようになっている。

３は従動プーリであり、駆動プーリ２と従動プーリ３とには、動力伝達部材であるベルト６が巻架されている。４は車両に搭載された冷凍サイクル５の構成部品である容量可変型コンプレッサである。

コンプレッサ４は、動力断続手段としての電磁クラッチ等は備えておらず、エンジン１によって常時駆動されるが、エンジン回転数と冷房負荷とに応じて吐出容量を略０〜１００％まで可変できるようになっている。

ここで、コンプレッサ４を含む冷凍サイクル５について簡単に説明する。図２に示すように、コンプレッサ４は、斜板型の外部可変容量コンプレッサである。

４１は、コンプレッサ４の回転軸となるシャフトであり、このシャフト４１の図２図示左端に前述の従動プーリ３が接続される。そして、コンプレッサ４は、ピストン４３からなる圧縮機構を斜板４２の回転にて駆動し、吸入した冷媒を圧縮吐出するようになっている。

コンプレッサ４の可変容量機構自体は周知のものであって、コンプレッサ４の吐出容量を変化させる場合には、斜板４２が収納された斜板室４４内の圧力を変化させることで、斜板４２の傾斜角度を変化させてピストン４３のストロークを変化させる。

すなわち、斜板室４４内の圧力を減少させると、斜板４２の傾斜角度の増加によりピストン４３のストロークが増大して吐出容量が増加し、斜板室４４内の圧力を増大させると、斜板４２の傾斜角度の減少によりピストン４３のストロークが減少して吐出容量が減少する。

コンプレッサ４は電磁バルブ（電磁式圧力制御弁）４ａを備えており、この電磁バルブ４ａの開度に応じて、制御圧室としての機能を有する斜板室４４の圧力を調節するようになっている。

具体的には、図３に示すように、制御圧室である斜板室４４は、コンプレッサ４の圧縮機構冷媒吸入側に設けられた吸入室４５と連通路（絞り連通路）４７を介して連通している。また、斜板室４４は、コンプレッサ４の圧縮機構冷媒吐出側に設けられた吐出室４６とも連通路（絞り連通路）４８を介して連通している。

電磁バルブ４ａは、連通路４８に設けられ、後述する制御装置１５の電流出力回路１７からソレノイドコイル４０ａに通電されていないときには開度を全開とし、ソレノイドコイル４０ａへの通電電流値が増加するに応じて開度を絞る電磁ソレノイドバルブである。

電磁バルブ４ａの開度が全開のときには、吐出室４６の冷媒吐出圧力Ｐｄが連通路４８を介して斜板室４４内に印加され、斜板室４４内の圧力Ｐｃは、冷媒吐出圧力Ｐｄと冷媒吸入圧力Ｐｓとの間において比較的高い圧力となる。これに伴ない、斜板室４４内の斜板４２の傾斜角度は小さくなり、冷媒吐出容量も極めて小さくなる。

一方、電磁バルブ４ａの開度が減少していくと、斜板室４４内への冷媒吐出圧力Ｐｄ印加が減少し、斜板室４４内の圧力Ｐｃは、冷媒吐出圧力Ｐｄと冷媒吸入圧力Ｐｓとの間において低下していく。これに伴ない、斜板室４４内の斜板４２の傾斜角度が増加して、冷媒吐出容量も増加する。

図１に示すように、冷凍サイクル５は、上述のコンプレッサ４の他に、コンプレッサ４にて圧縮された冷媒を、凝縮液化させる凝縮器１１、凝縮液化された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器１２、受液器１２からの液相冷媒を減圧膨張させる膨張弁（減圧手段）１３、減圧された冷媒を蒸発気化させる蒸発器１４とからなるものである。

蒸発器１４は、車両の室内を空調する車両用空調装置１００の冷却用熱交換器を構成するものである。車両用空調装置１００は、車室内への空気通路をなす空調ケース１０１を有し、空調ケース１０１内には、空調用送風ファン（ブロワ）１０２と、蒸発器１４とが収納配置されている。また、蒸発器１４の下流側には、エンジン冷却水を熱源とするヒータコア１０３や、空調風の温度を調整するエアミックスドア１０４等が設けられている。

そして、コンプレッサ４は、制御手段である空調制御装置（以下、ＥＣＵ）１５にて制御されるようになっている。ＥＣＵ１５は、車両の走行を可能とするスイッチ手段であるイグニッションスイッチ１６がＯＮされると、図示しない車載バッテリから電力が供給されるようになっている。

ＥＣＵ１５には、車室外温度（外気温）を検出する手段である外気温センサ２０、車室内温度（内気温）を検出する手段である内気温センサ２１、車室内に入射する日射量を検出する手段である日射センサ２２、車室内の空調温度を設定する温度設定器２３が接続され、温度情報、日射量情報、設定情報等が入力するようになっている。

例えば、外気温センサ２０は、センサ雰囲気温度に応じ電気抵抗が変化するものである。この変化量を電気信号として空調制御をつかさどるＥＣＵ１５に送出する。ＥＣＵ１５は、電気ノイズの影響を受けないよう、平均処理後の値を制御に使用する。

また、ＥＣＵ１５には、車速を検出する手段である車速センサ２４、冷凍サイクル５の運転を指示するエアコンスイッチ２５、蒸発器１４を通過する空気温度を検出する温度センサ２６、エンジン１の回転速度を検知する回転速度検出手段としての回転数センサ２７等が接続され、各検出情報が入力するようになっている。

例えば、温度センサ２６は、蒸発器１４のアウターフィンに取り付けられてフィン温度検出するセンサであり、フィン温度に応じて電気抵抗が変化する。この変化量を電気信号としてＥＣＵ１５に送出する。ＥＣＵ１５は、電気ノイズの影響を受けないよう、平均処理後の値を制御に使用する。ただし、蒸発器１４の凍結が発生しないよう、処理回数は短くしている。

蒸発器１４に空気が流通しているときには、蒸発器１４で冷却された空気の温度は蒸発器１４のアウターフィンの温度とほぼ一致する。したがって、温度センサ２６は、蒸発器１４で冷却された空気の温度を検出する温度検出手段であると言える。

そして、ＥＣＵ１５は、入力された各種情報に基づいて、コンプレッサ４、送風ファン１０２、エアミックスドア１０４等に制御信号を出力するようになっている。

図３に示すように、ＥＣＵ１５は、コンプレッサ４に制御信号を出力するための電流出力回路（容量制御回路）１７を備えている。この制御回路１７は、ＥＣＵ１５に印加される電源電圧をコンプレッサ４の電磁バルブ４ａのソレノイドコイル４０ａに周期的に印加遮断（オンオフ）して、一定電流を流す電気回路である。オンオフ周期は、ソレノイドコイル４０ａのインダクタンスによって予め決定され、例えば４００Ｈｚなどの周波数である。

次に、ＥＣＵ１５が実行する空調制御について説明する。

ＥＣＵ１５は、温度設定器２３でセットされた設定温度、外気温センサ２０、内気温センサ２１、日射センサ２２、温度センサ２６、図示しない水温センサ等の各種センサにて検出された温度等を読み込み、車室内を設定温度にしていくために必要な吹出風の温度（目標吹出温度）ＴＡＯを演算する。

そして、予め設定された関係に基づき、算出された目標吹出温度ＴＡＯに応じて、送風ファン１０２、エアミックドア１０４、図示しない吹出モードドア等の制御を行なう。また、エアコンスイッチ２５がオンされている場合には、コンプレッサ４の吐出容量制御を行なう。

コンプレッサ４の制御は、本発明を適用した主要部であるので、図４に基づいて説明する。図４は、ＥＣＵ１５が行なうコンプレッサ４制御の概略制御動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、ＥＣＵ１５は、まず、外気温センサ２０、内気温センサ２１、日射センサ２２、温度設定器２３等からの入力情報に基づいて、予め定められた蒸発器温度目標値ＴＥＯ（ｎ）を算出する（ステップ２１０）。蒸発器温度目標値ＴＥＯ（ｎ）は、蒸発器１４が通過する空気を冷却する際の目標温度である。なお、ここであらわす記号ＴＥＯ（ｎ）は、定期周期で演算される今回（ｎ）の目標値である。

例えば、外気温度に対しては、ステップ２１０中に図示したように目標温度ＴＥＯ（ｎ）を算出する。この目標値は、低外気温時は窓ガラスの防曇を、高外気温時は冷房能力の確保を考慮して、試験等により予め決定したものである。

ステップ２１０を実行したら、次に、電磁バルブ４ａに通電するための仮の制御電流値となる第１制御電流値（第１制御電流デューティ）Ｄｔｄ（ｎ）を算出する（ステップ２２０）。温度センサ２６が検出した蒸発器温度ＴＥが、ステップ２１０で算出した蒸発器温度目標値ＴＥＯ（ｎ）と同値になるように、下記の数式１、２により算出する。
（数１）
Ｅ（ｎ）＝ＴＥ−ＴＥＯ（ｎ）
（数２）
Ｄｔｄ（ｎ）＝Ｄｔ（ｎ−１）＋Ｋｐ（Ｅ（ｎ）−Ｅ（ｎ−１））＋θ／Ｔｉ×Ｅ（ｎ）
この演算はＰＩ（積分）演算であり、演算周期は１秒としている。ここで、Ｄｔ（ｎ−１）は前回演算時に算出した後述する第２制御電流値であり、Ｋｐ、θ／Ｔｉは、蒸発器温度ＴＥと蒸発器温度目標値ＴＥＯ（ｎ）とが、ハンチングやオーバーシュートを発生することなく最短時間で同値となるように、予め試験等に基づいて決定された定数である。

なお、ステップ２２０では、演算に用いる蒸発器温度ＴＥは、蒸発器１４の状態を精度よく検出するため、例えば温度センサ２６が４０ｍｓ毎に検出する温度のうち直近４回の検出値の平均値を採用している。

ステップ２２０を実行したら、電磁バルブ４ａに通電するための実制御電流値（真の制御電流値）となる第２制御電流値（第２制御電流デューティ）Ｄｔ（ｎ）を算出する（ステップ群２３０）。

ステップ群２３０では、まず、ステップ２２０で算出した第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が２５％より低いか否か判断する（ステップ２３１）。なお、制御電流値は前述したようにデューティ比により設定しており、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）はいずれも１オンオフ周期中のオン時間の比率としている。

ステップ２３１において、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が２５％未満であると判断した場合には、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を２５％とし（ステップ２３２）、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が２５％以上であると判断した場合には、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）を第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）とする（ステップ２３７）。

ステップ２３１で判断基準としたデューティ２５％は、予め実験等により決められた真のコンプレッサ４駆動開始時の制御電流値である。図５に示すように、本実施形態のコンプレッサ４は、電磁バルブ４ａが閉状態から開き始める際には、デューティ２５％未満では電磁バルブ４ａが良好に作動せず、冷媒吐出が良好に行なわれない（図５実線参照）。

そこで、本実施形態のステップ群２３０では、電磁バルブ４ａが作動する最低値２５％を基準に第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）算出の実行ステップを分け、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）が２５％未満とならないようにしている。

このように、ステップ群２３０を実行したら、ＥＣＵ１４の電流出力回路１７から第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を電磁バルブ４ａのソレノイドコイル４０ａに出力する（ステップ２４０）。

そして、ステップ２４０で出力された第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を、次回の第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）算出に備えてＤｔ（ｎ−１）に代入して（ステップ２５０）、リターンする。

上述の構成および作動によれば、コンプレッサ４の冷媒吐出量をコントロールする電磁バルブ４ａに出力する第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）を、算出した第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）が予め実験などで決められた真のコンプレッサ４駆動開始値（図５にに示す例では２５％）よりも低い場合には、コンプレッサ４駆動開始値である２５％とすることができる。また、それ以外の場合には、第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）をそのまま第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）とすることができる。

これにより、第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）として、コンプレッサ４が冷媒を吐出できない制御電流出力領域である０〜２５％未満を算出することがなく、ＥＣＵ１５が熱負荷計算の結果として本来必要とする最低冷媒量を、常時冷凍サイクル５に流通することができる。

このように、電磁バルブ４ａへの第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）を電磁バルブ４ａの作動特性に基づく最低値以上として、電磁バルブ４ａが作動開始遅れを発生する低電流値での通電状態を回避することができる。したがって、作動開始遅れがある電磁バルブ４ａを用いていても、蒸発器１４により目標冷却温度ＴＥＯとなるように車室内に吹き出す空気を冷却することができる。このようにして、良好に車室内の冷房や除湿を行なうことができる。

例えば、省動力を保ちながらも最低限の除湿効果を狙いたい場合、従来の技術では、コンプレッサの冷媒吐出不可領域での電流出力のために除湿が行えなかったが、本実施形態では、冷媒吐出不可領域での電流出力は行わず確実に冷媒吐出を行う電流のみの制御となるため、除湿が可能となり窓曇りを防止することができる。

また、中間季における省動力かつ必要最低限の除湿を狙う場合にも、乗員にモヤ付き感を与えることなく快適な空調を提供することが可能となる。

また、第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）が２５％未満の場合には、第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）を電磁バルブ４ａが作動可能な最低値である２５％としている。これにより、過剰な冷媒吐出を抑制して、エネルギー消費量を抑制することができる。

また、第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）算出の制御流れ分けを行なう判定値を一定値としている。したがって、制御が極めてシンプルである。

また、ＥＣＵ１５が必要としている冷媒吐出量は、同時に図示しないエンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）にもコンプレッサ４の実トルク情報として提供できる。本実施形態では、ＥＣＵ１５が冷媒吐出量に相違ない電流出力を行うため、エンジンＥＣＵにずれのない実トルク情報を提供することができ、停車時のアイドリング回転数を精度良く調節することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図６〜図８に基づいて説明する。

本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、制御電流値を冷媒吐出圧力の変動に基づいて補正している点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。

図６に示すように、第１の実施形態では説明を省略したが、本実施形態の車両用空調装置１００の冷凍サイクル５では、コンプレッサ４の吐出側から膨張弁１３の入口に至るまでの高圧回路部に高圧圧力（圧縮機冷媒吐出圧力）を検出する吐出圧検出手段である圧力センサ１８を設けている。図６図示の例では、圧力センサ１８を凝縮器１１の出口側冷媒配管に設けている。そして、この圧力センサ１８の検出信号もＥＣＵ１５に入力するようになっている。

上述の構成に基づき、本実施形態のＥＣＵ１５が行なうコンプレッサ制御について説明する。図７は、ＥＣＵ１５が行なうコンプレッサ４制御の概略制御動作を示すフローチャートの一部である。

図７に示すように、ＥＣＵ１５は、ステップ２２０を実行して第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）を算出したら、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を算出するステップ群２３０Ａを実行する。

ステップ群２３０Ａでは、まず、圧力センサ１８からの電気信号（電圧値）から冷媒圧力値Ｐｄを決定する。この圧力センサ１８により検出された圧力値は変動が大きいため、圧力値Ｐｄに６３．２％制御応答の時定数を加え、なまし処理した圧力値Ｐｄｄを算出する（ステップ２３３）。ここで、なまし処理の方法は６３．２％制御応答だけでなく、単位時間当たりの上昇・下降制限を設けるなどの他の手法であってもかわわない。

ステップ２３３を実行したら、なまし算出した吐出圧力Ｐｄｄに対応する電磁バルブ４ａの最低制御電流値（最低制御電流デューティ）ＤｔＬｏｗを算出する（ステップ２３４）。

図８に示すように、コンプレッサ４が冷媒吐出を開始できる真のコンプレッサ４駆動開始時の制御電流値は、吐出圧力によって比例的に変化する。すなわち、電磁バルブ４ａが閉状態から開き始める制御電流値（図８のＯＮ領域とＯＦＦ領域との境界値）は、冷媒吐出圧力が上昇するのに対応して増大することを確認している。

そこで、ステップ２３４では、予め実験などにより算出したコンプレッサ４駆動開始時の制御電流値ＤｔＬｏｗと冷媒吐出圧力Ｐｄｄとの関係を計算式あるいはマップ値などで設定し、吐出圧力Ｐｄｄに対応する電磁バルブ４ａの最低制御電流値ＤｔＬｏｗを算出している。

ステップ２３４を実行したら、ステップ２２０で算出した第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が最低制御電流値ＤｔＬｏｗより低いか否か判断する（ステップ２３５）。ステップ２３５において、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が最低制御電流値ＤｔＬｏｗ未満であると判断した場合には、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を最低制御電流値ＤｔＬｏｗとし（ステップ２３６）、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）が最低制御電流値ＤｔＬｏｗ以上であると判断した場合には、第１制御電流値Ｄｔｄ（ｎ）を第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）とする（ステップ２３７）。

このように、ステップ群２３０Ａを実行したら、第１の実施形態と同様にステップ２４０に進み、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）を電磁バルブ４ａのソレノイドコイル４０ａに出力する。

上述の構成および作動によれば、コンプレッサ４の冷媒吐出量をコントロールする電磁バルブ４ａに出力する第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）を、算出した第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）が予め実験などで決められた真のコンプレッサ４駆動開始値よりも低い場合には、冷媒吐出圧力Ｐｄｄに対応したコンプレッサ４駆動開始値である最低制御電流デューティＤｔＬｏｗとすることができる。また、それ以外の場合には、第１制御電流デューティＤｔｄ（ｎ）をそのまま第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）とすることができる。

したがって、第２制御電流デューティＤｔ（ｎ）として、コンプレッサ４が冷媒を吐出できない制御電流出力領域である０〜ＤｔＬｏｗ未満を算出することがなく、ＥＣＵ１５が熱負荷計算の結果として本来必要とする最低冷媒量を、常時冷凍サイクル５に流通することができる。

このように、制御圧室である斜板室４４への印加圧力源となる冷媒吐出圧力の変動に対応して最低制御電流値を変更できる。このようにして、過剰な冷媒吐出を抑制してエネルギー消費量を確実に抑制しつつ、コンプレッサ４が冷媒を吐出しないという不具合を防止することができる。

また、最低制御電流値ＤｔＬｏｗを算出する際の吐出圧力は、圧力センサ１８が検出した圧力値Ｐｄに時定数なまし処理を加えた圧力値Ｐｄｄを用いている。したがって、圧力センサ１８が検出した冷媒吐出圧力の変動が大きくても、なまし処理により安定した制御を行なうことができる。

上述のように、コンプレッサ４が最低冷媒量を吐出可能な電流を吐出冷媒圧力で微調整することにより、冷媒回路のあらゆる環境（例えば、エンジンルームが高温で凝縮器１１の熱交換が効率よく行なわれず冷媒吐出圧力が上昇する場合）においてもコンプレッサ４の冷媒吐出領域を正確に調整でき、省動力かつ、快適空調、防曇を提供することができる。

（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）の下限値を固定値とし、上記第２の実施形態では、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）の下限値を冷媒吐出圧力に応じて微調整していたが、電磁バルブ４ａの開度に影響する印加電圧値に応じて補正するものであってもよい。

例えば、図９に示すように、ＥＣＵ１５に電源電圧の電圧検出部１９を設け、この電圧検出部１９が検出する電源電圧値に応じて、第２制御電流値Ｄｔ（ｎ）の下限値を調整するものであってもよい。これによれば、制御フローを分ける閾値（上記各実施形態のステップ２３１、２３５で採用する判断基準値）の精度を一層向上することができる。したがって、エネルギー消費量を確実に抑制しつつ、コンプレッサ４が冷媒を吐出しないという不具合を防止することができる。

また、上記各実施形態では、制御フローを分ける閾値（上記各実施形態のステップ２３１、２３５で採用する判断基準値）は、電磁バルブ４ａが作動可能な最低値としていたが、厳密な最低値ではなく、略最低値であってもよい。例えば、第１の実施形態では、電磁バルブ４ａが作動可能な最低値がデューティ２５％であったとしても、閾値を２７％とするものであってもよい。また、略最低値でなくても、電磁バルブ（４ａ）の作動特性に基づく値であればよい。

また、上記各実施形態では、電磁バルブ４ａのソレノイドコイル４０ａに通電する制御電流は、デューティ比により調節されていたが、電流値が制御できればこれに限定されるものではない。

また、上記各実施形態では、電磁バルブ４ａは、制御圧室４４と吐出室４６とを繋ぐ連通路４８に設けていたが、制御圧室４４と吸入室４５とを繋ぐ連通路４７に設けるものであってもよい。この場合には、通電電流値の増加に対応してコンプレッサが吐出容量を増大するように、非通電時全閉タイプの電磁バルブを採用すればよい。

また、上記各実施形態では、制御圧室内の圧力を調節するための圧力源は、冷媒吸入圧と冷媒吐出圧であったが、他の圧力源によるものであってもよい。

また、上記各実施形態では、温度センサ２６は蒸発器１４のフィンに取り付けられていたが、蒸発器１４で冷却された空気の温度を検出できるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、蒸発器１４の空気流れ下流側直後に配設されるものであってもよい。

また、上記各実施形態では、車両用空調装置１００は、所謂オートエアコンであったが、蒸発器１４に冷却された空気の温度を自在に変更するタイプであれば、マニュアルエアコンであっても本発明は適用可能である。

また、上記各実施形態における２５％、１秒等の実数値は例示であって、車両用空調装置１００、コンプレッサ４、電磁バルブ４ａ等の諸特性に応じて、適宜設定可能なものである。

本発明を適用した第１の実施形態における車両用空調装置１００の全体システム構成を示す模式図である。 車両用空調装置１００に用いられるコンプレッサ４の断面図である。 コンプレッサ４の外部可変制御方法を説明するための模式説明図である。 第１の実施形態におけるＥＣＵ１５のコンプレッサ４制御の概略制御動作を示すフローチャートである。 制御電流値とピストンストローク（電磁バルブの開度に対応）との関係を例示するグラフである。 本発明を適用した第２の実施形態における車両用空調装置１００の全体システム構成を示す模式図である。 第２の実施形態におけるＥＣＵ１５のコンプレッサ４制御の概略制御動作の要部を示すフローチャートである。 冷媒吐出圧力と制御電流最低値との関係を例示するグラフである。 他の実施形態における車両用空調装置の構成の一部を示す模式図である。

符号の説明

４ コンプレッサ
４ａ 電磁バルブ
１４ 蒸発器（冷却用熱交換器）
１５ 空調制御装置（ＥＣＵ、制御手段）
１７ 電流出力回路（容量制御回路）
１８ 圧力センサ（吐出圧検出手段）
２６ 温度センサ（温度検出手段）
４４ 斜板室（制御圧室）
４６ 吐出室
４８ 連通路（冷媒吐出圧力を制御圧室に伝達する通路）

Claims (6)

1. 車室内に吹き出される空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、
   前記冷却用熱交換器（１４）で冷却された空気の温度を検出する温度検出手段（２６）と、
   前記冷却用熱交換器（１４）を通過した冷媒を圧縮して吐出し、制御圧室（４４）内の圧力に応じて吐出容量を変更する吐出容量可変型のコンプレッサ（４）と、
   通電電流値の増加に対応して前記吐出容量が増大するように開度を変更して、前記制御圧室（４４）内への圧力印加状態を変更する電磁バルブ（４ａ）と、
   前記車室内に吹き出される空気を前記冷却用熱交換器（１４）により冷却する際の目標冷却温度（ＴＥＯ）を算出するとともに、前記温度検出手段（２６）の検出温度（ＴＥ）が前記目標冷却温度（ＴＥＯ）となるように、前記電磁バルブ（４ａ）への通電電流値を調節して前記吐出容量を制御する制御手段（１５）とを備える車両用空調装置において、
   前記制御手段（１５）は、前記吐出容量を制御するときには、前記通電電流値（Ｄｔ）を前記電磁バルブ（４ａ）の作動特性に基づく所定値以上とすることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段（１５）は、前記所定値を、前記電磁バルブ（４ａ）が作動可能な略最低値とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記制御手段（１５）は、前記所定値を、一定値とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記コンプレッサ（４）の冷媒吐出圧力を検出する吐出圧検出手段（１８）を備え、
   前記電磁バルブ（４ａ）は前記冷媒吐出圧力を前記制御圧室（４４）に伝達する通路（４８）に設けられ、
   前記制御手段（１５）は、前記所定値を、前記吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力に応じて変更することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記制御手段（１５）は、前記所定値を、前記吐出圧検出手段（１８）が検出した冷媒吐出圧力に時定数なまし処理を加えた値に応じて変更することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記制御手段（１５）は、前記所定値を、前記電磁バルブ（４ａ）に印加される電圧値に応じて変更することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

Images