JP2817271B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、通常のオートモードと省燃費オートモード
とが選択可能な車両用空調装置に関する。

B.従来の技術 オートモード制御が可能な車両用空調装置では、オー
トモード時には、車両熱負荷に応じてブロアファンおよ
びコンプレッサが制御される。すなわち、車両熱負荷に
応じてブロアファンに印加する印加電圧を決定し、これ
によりブロアファンの速度を制御してその風量を制御す
るとともに、この熱負荷に応じてコンプレッサのオン・
オフあるいは吐出容量を制御する。

またこの種の空調装置には、通常のオートモードと省
燃費オートモードとが選択可能なものがあり、省燃費オ
ートモード時には、通常のオートモード時よりもコンプ
レッサに対するエンジン負荷が低減されるようコンプレ
ッサが運転される（例えば、日産自動車株式会社発行
「サービス週報」No.578,昭和62年６月）。

C.発明が解決しようとする課題 ところで、ブロアファンの速度が増加すると、それに
伴ってその騒音も大きくなり、時に最大風量時には、大
騒音により会話しづらかったりオーディオが聞こえにく
いといった弊害が生ずる。

そこで、例えば手動の風量切換スイッチ（指示手段）
の操作によりファン速度を減少させれば騒音は低減され
るが、この場合には風量が一定値に固定されてしまうた
め、上述の車両熱負荷が更に風量を低下できる条件のと
きでも低下させることができず、快適性が損なわれるお
それがある。

本発明の技術的課題は、風量を固定することなくブロ
アファンの騒音を低減させることにある。

D.課題を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発
明は、空気を車室内に送風するブロアファン101と、冷
媒を圧送するコンプレッサ102と、車両熱負荷に応じて
ブロアファン101およびコンプレッサ102を制御する、通
常のオートモードおよび省燃費オートモードのいずれか
を指令する指令手段103と、ブロアファン101の速度を指
示する風量指示スイッチ104と、風量指示スイッチ103に
よりブロアファン101の速度が指示されているときに
は、該速度でブロアファン101を制御する一方、指令手
段103によりオートモードのいずれかが指令されている
ときには、車両熱負荷に応じてブロアファン101の速度
を制御するファン制御手段105と、省燃費オートモード
が指令されているときには、通常のオートモードが指示
されているときよりもコンプレッサ102に対するエンジ
ン負荷が低減されるようコンプレッサ102を運転するコ
ンプレッサ制御手段106とを備えた車両用空調装置に適
用される。そして上記ファン制御手段105を以下のよう
に構成し、これにより上記技術的課題を解決する。

すなわち、車両熱負荷が所定値以上の場合には、省燃
費オートモード指令時のブロアファン速度を通常のオー
トモード指令時よりも低速とする。

E.作用 ファン制御手段105は、車両熱負荷が所定値以上の場
合には、省燃費オートモード指令時のブロアファン速度
を通常のオートモード指令時よりも低速とする。したが
って、省燃費オートモードを指令することにより、吹出
風量を固定することなくブロアファンの高速回転による
騒音を低減することが可能となる。

F.実施例 第２図〜第６図により本発明の一実施例を説明する。

本発明に係る車両用空調装置は、第２図に示すよう
に、エンジン１により駆動される可変容量形コンプレッ
サ2,コンデンサ3,エバポレータ4,リキッドタンク5,膨張
弁６から成る圧縮冷凍サイクルのクーラーユニット100
を備えている。可変容量形コンプレッサ２は、吸入圧力
が設定圧力を越えると傾き角を大きくして吐出容量を大
きくするもので、その設定圧力は、第３図に示す制御回
路30から供給されるソレノイド電流I_SOLによって制御さ
れる。またエバポレータ４は、外気導入口7aおよび内気
導入口7bを有する空調ダクト７内に配設されている。

各導入口7a,7bには、空調ダクト７内へ導入される空
気流量を制御する内外気切換ドア８が設けられる。更に
空調ダクト７内には、周知のとおりブロアファン９、ヒ
ーターユニット10、エアミックスドア11が設けられると
ともに、空調ダクト７に設けられたベント吹出口7cおよ
び足下吹出口7dからの吹き出し量をそれぞれ調整するベ
ントドア12、フットドア13が設けられる。更に、空調ダ
クト７に設けられたデフロスタ吹出口7eにはデフロスタ
ドア14が設けられる。

第３図は制御系を示し、制御回路30は、CPU31と、こ
のCPU31に接続された入力回路32,出力回路33とから成
る。入力回路32には、外気温度T_AMBを検出する外気温セ
ンサ41、車室内温度T_INCを検出する室内温度センサ42、
日射量Q_SUNを検出する日射センサ43、エバポレータ４下
流の空気温度（以下、吸込温度という）T_INTを検出する
吸込温度センサ44がそれぞれ接続され、これらのセンサ
41〜44から各種温度情報や熱量情報（車両熱負荷）が入
力回路32を介してCPU31に入力される。

また入力回路32には、運転席に設けられたエコノミー
スイッチ21,エアコンスイッチ22,風量切換スイッチ23お
よび吹出口選択スイッチ24が接続されている。エコノミ
ースイッチ21は後述する省燃費オートモードを、エアコ
ンスイッチ22は通常のオートモードをそれぞれ設定する
ためのスイッチである。風量切換スイッチ23は、ブロア
ファンの風量を好みの量とするために操作されるスイッ
チであり、吹出口選択スイッチ24は吹出口を選択するた
めに操作されるスイッチである。

さらにCPU31には、出力回路33を介してブロアファン
制御回路51が接続され、ブロアファン制御回路51には上
述のブロアファンモータ９が接続されている。また出力
回路33には、リレー52を介してコンプレッサ２が接続さ
れている。

CPU31は、各センサ41〜44、各スイッチ21〜24から入
力された各種情報に基づいて、空気の吸込口や吹出口お
よび吹出温度あるいはコンプレッサ２の容量を適切に制
御するとともに、ブロアファン制御回路51を介してブロ
アファンモータ９を駆動制御する。

次に実施例の動作を説明する。

第４図はCPU31で実行される空調制御装置の基本制御
を示すフローチャートである。

ステップS10では初期設定を行い、オートモードにお
いて、例えば設定温度T_PTCを25℃に初期設定する。ステ
ップS20では各センサからの各種情報を入力する。

これらの各センサのデータ情報を具体的に説明する
と、設定温度T_PTCは図示しないコントローラパルネか
ら、車室内温度T_INCは室内温度センサ42から、外気温度
T_AMBは外気温センサ41から、吸込温度T_INTは吸込温度セ
ンサ44から、日射量Q_SUNは日射センサ43から与えられ
る。

次にステップS30では、外気温センサ41から得られる
外気温度T_AMBに対して他の熱源からの影響を除き、現実
の外気温度に相当した値T_AMに処理する。次にステップS
40では日射センサ43からの光量としての日射量情報を以
降の換算に適した熱量としての値Ｑ′_SUNに処理する。
ステップS50ではコントロールパネルで設定された設定
温度T_PTCを外気温度に応じて補正した値Ｔ′_PTCに処理
する。ステップS60では、Ｔ′_PTC,T_INC,T_AM,Q′_SUNを用
いて、 T_O＝（Ａ＋Ｄ）Ｔ′_PTC＋Ｂ・T_AM ＋Ｃ・Ｑ′_SUN−Ｄ・T_INC＋Ｅ （ただし、Ａ〜Ｅは定数） により目標吹出温度T_Oを算出するとともに、この目標吹
出温度T_Oと実際の吹出温度との偏差に応じてエアミック
スドア11の開度を演算する。ステップS70ではコンプレ
ッサ２の制御を行う。ステップS80では各吹出口を制御
する。ステップS90では吸込口、すなわち、外気導入口7
aおよび内気導入口7bの選択切換を制御する。ステップS
100ではブロアファン９を制御することにより、吹出口
からの風量を制御する。ステップS100の後はステップS1
0に戻り、以上の処理を繰り返す。

第５図（ａ）はステップS70（第４図）のコンプレッ
サ制御を示している。

第５図（ａ）において、ステップS701ではエアコンス
イッチ22がオンしているか否か、すなわち通常のオート
モードが設定されているか否かを判定し、オンであれば
ステップS702で通常のコンプレッサ制御（詳細説明は省
略する）を行う。エアコンスイッチ22がオフであればス
テップS703でエコノミースイッチ21がオンか否か、すな
わち省燃費オートモードが設定されているか否かを判定
する。エコノミースイッチ21がオフであればステップS7
04でコンプレッサ２を停止し、オンであればステップS7
05以下の省燃費オートモード制御を行う。

すなわちまずステップS705において、吹出口がバイレ
ベル（B/L）モードか否かを判定する。ここで、B/Lモー
ドとは、ベント吹出口7cおよび足下吹出口7dから共に空
気を吹出すモードである。B/LモードならばステップS70
6に進み、B/LモードでなければステップS707に進む。ス
テップS706およびS707においては、第５図（ｂ）のグラ
フに従って、目標吹出温度T_Oから目標吸込温度Ｔ′_INT
を求める。すなわち、B/Lモードでは特性線図IIにした
がって目標吸込温度Ｔ′_INTを設定し、B/Lモード以外の
モードでは特性線図Ｉにしたがって目標吸込温度Ｔ′
_INTを設定する。

次いで、ステップS708に進み、吸込温度T_INTが、凍結
開始可能温度T₄およびそれよりも若干低い温度である温
度T₆によって定められる温度範囲のいずれにあるかによ
って、状態６か７かを判定する。ステップS709では、状
態７か否かを判定し、肯定されると、すなわち状態７な
らば、ステップS710でコンプレッサをオフして所定の処
理に戻る。一方、状態６と判定されると、ステップS711
において、吸込温度T_INTと目標吸込温度Ｔ′_INTの差に
基づいてソレノイド電流値I_SOLを制御して所定の処理に
戻る。この電流値I_SOLに応じてコンプレッサの容量が制
御される。

以上の手順によれば、目標吹出温度T_Oに応じた吸込温
度T_INTとなるようにコンプレッサ２が極め細かく制御さ
れ、以下の理由により、省燃費，省動力が図られる。

従来の制御のように、現在の吸込温度T_INTと目標吹出
温度T_Oとの偏差によりエアミックスドア11の開度を調節
して所望の吹出温度を得る場合には、運転状態によって
吸込温度T_INTが不所望に低くなりすぎることがあり、こ
の場合、エアミックスドア11を開き気味にして吹出温度
を目標値に制御している。このため、コンプレッサが無
駄に動力を使い燃費にも悪影響を与える。

上述の省燃費オートモード制御によれば、ある目標吹
出温度T_Oに対して、その温度を得るためにはエバポレー
タ４下流の空気温度、すなわち、吸込温度T_INTをどの程
度にすればよいかを実験値として決定しておき、第５図
（ｂ）のグラフに従って演算される目標吹出温度T_Oから
目標吸込温度Ｔ′_INTを決定し、この目標吸込温度Ｔ′
_INTによりコンプレッサの吐出容量を制御して、吸込温
度T_INTがむやみに低下し過ぎないようにしている。すな
わち、コンプレッサに対するエンジン負荷が通常のオー
トモード時よりも低減され、したがって、その吸収馬力
も小さくなり、省動力，省燃費に寄与する。

第６図はファン制御（第４図のステップS100）の詳細
を示すフローチャートである。

まずステップS101において、不図示の停止スイッチが
オンか否かを判定し、オンであればステップS102でブロ
アファン９を停止し、オフであればステップS103で風量
切換スイッチ23が操作されているか否かを判定する。ス
テップS103が肯定されると、ステップS104でこのスイッ
チ23の操作に応じた電圧Ｖをブロアファンモータ９に印
加し、この印加電圧Ｖに応じた速度でブロアファンモー
タ９を駆動する。ステップS103が否定されるとステップ
S105において、図示の特性に基づき、目標吹出温度T
_O（第４図のステップS60で演算される）に応じたファン
印加電圧Ｖを求めてステップS106に進む。

ステップS106では、エコノミースイッチ21がオンして
いるか否か（省燃費オートモードが設定されているか否
か）を判定し、オフであればステップS110に進む。ここ
で、ステップS106が否定されたということは、通常のオ
ートモードが設定されているということである。ステッ
プS110では、ステップS105で求めた電圧Ｖをブロアファ
ンモータ９に印加してこれを駆動する。これにより、電
圧Ｖに応じた速度でブロアファンモータ９が駆動されこ
れに応じた風量で空気が吹出される。

一方、ステップS106でエコノミースイッチ21がオンと
判定されるとステップS107に進み、吹出口選択スイッチ
24によりデフロスタ吹出口が選択されているか否かすな
わちデフモードであるか否かを判定する。オンであれば
デフモードであると判定してステップS110に進み、オフ
であればデフモードでないと判定してステップS108にお
いて、ステップS105で求められた電圧Ｖが所定値V1以上
か否かを判定する。ここで、この所定値V1は、上述の特
性で示すように選択可能な最大電圧V_MAXより低い値であ
る。ステップS108が否定されるとステップS110に進み、
肯定されるとステップS109でＶ＝V1としてステップS110
に進む。

以上の手順によれば、エコノミースイッチ21のオンに
より省燃費オートモードが選択されておりかつデフモー
ドが選択されていないときには、ファン印加電圧ＶがV1
以下に保持され、ブロアファンの速度が所定値以下に保
持される。すなわち、ステップS105に示す目標吹出温度
T_Oが所定値T_O1以上の場合には、省燃費オートモード時
のブロアファン速度が通常のオートモード時よりも低速
となり、ブロアファンの駆動により発生する騒音が抑制
される。したがって、従来のように大騒音により会話し
づらかったりオーディオが聞こえにくいといった弊害が
生ずることがない。また、手動の風量切換スイッチ23の
操作により風量を減少させた場合と異なり、風量が固定
されることがなく、目標吹出温度T_Oが所定値T_O1以上の
場合には、通常のオートモードと同様の風量制御となる
ので快適性が損なわれることもない。またデフモードが
選択されているときは、窓ガラスの曇り取りを優先して
V1の設定は行わない。

以上の実施例の構成において、エコノミースイッチ21
およびエアコンスイッチ22が指令手段103を、風量切換
スイッチ23が風量指示スイッチ104を、CPU31およびブロ
アファン制御回路51がファン制御手段105を、CPU31がコ
ンプレッサ制御手段106をそれぞれ構成する。

また、第７図は処理の変形例を示し、第６図のステッ
プS107とS108との間にステップS111を追加したものであ
る。

すなわち、第６図の処理では、上記V1が予め決められ
た一定の値とされていたが、この例では、外気温度の補
正値T_AMに応じてV1が決定される。具体的には、外気温
度が所定値以上の場合には、この外気温度が高いほどV1
の値を大きくしファン速度を速くするようにしている。
これによれば高温時の快適性が損なわれることがない。

なお、省燃費オートモード時の制御は上述のものに限
定されず、例えば、上述の吸込温度が所定温度以下にな
るとコンプレッサをオフする制御において、省燃費オー
トモード時では通常のオートモード時よりも上記所定温
度を高めに設定するようなものでもよい。

G.発明の効果 本発明によれば、車両熱負荷が所定値以上の場合に
は、省燃費オートモード時のブロアファン速度を通常の
オートモード時よりも低速としたので、ファン速度を固
定することなく騒音を抑制することができる。したがっ
て、省燃費オートモードを選択することにより従来のよ
うに大騒音により会話しづらかったりオーディオが聞こ
えにくいといった不都合を解消できるとともに、車両熱
負荷が少ない場合でも風量を適切に制御でき、快適性が
損なわれることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図〜第６図は本発明の一実施例を示し、第２図が全
体構成図、第３図が制御系のブロック図、第４図が基本
フローチャート、第５図（ａ）がコンプレッサ制御のフ
ローチャート、第５図（ｂ）が目標吹出温度から目標吸
込温度を求めるための特性図、第６図がファン制御のフ
ローチャート、第７図がファン制御の変形例を示すフロ
ーチャートである。 2:コンプレッサ、9:ブロアファン 21:エコノミースイッチ 23:風量切換スイッチ、30:制御回路 31:CPU、51:ブロアファン制御回路 101:ブロアファン、102:コンプレッサ 103:指令手段、104:風量指示スイッチ 105:ファン制御手段 106:コンプレッサ制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を車室内に送風するブロアファンと、 冷媒を圧送するコンプレッサと、 車両熱負荷に応じて前記ブロアファンおよびコンプレッ
   サを制御する、通常のオートモードおよび省燃費オート
   モードのいずれかを指令する指令手段と、 前記ブロアファンの速度を指示する風量指示スイッチ
   と、 該風量指示スイッチにより前記ブロアファンの速度が指
   示されているときには、該速度で前記ブロアファンを制
   御する一方、前記指令手段により前記オートモードのい
   ずれかが指令されているときには、車両熱負荷に応じて
   前記ブロアファンの速度を制御するファン制御手段と、 前記省燃費オートモードが指令されているときには、前
   記通常のオートモードが指令されているときよりも前記
   コンプレッサに対するエンジン負荷が低減されるようコ
   ンプレッサを運転するコンプレッサ制御手段とを備えた
   車両用空調装置において、 前記ファン制御手段は、前記車両熱負荷が所定値以上の
   場合には、前記省燃費オートモード指令時のブロアファ
   ン速度を前記通常のオートモード指令時よりも低速とす
   ることを特徴とする車両用空調装置。