JP3206240B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エバポレータ凍結防止
機能を有する車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンにより駆動される可変容量コン
プレッサにて冷媒を圧送し、エバポレータにて上記冷媒
を蒸発させて空気を冷却するようにした車両用空調装置
では、通常、外気温度を検出する外気温センサと、エバ
ポレータ出口の空気温度を検出するエバポレータ出口温
度センサとを備え、外気温度が所定温度未満の場合に
は、エバポレータ出口の空気温度が所定温度未満になる
とコンプレッサを強制的に停止（オフ）させ、これによ
りエバポレータの凍結防止を図っている（例えば、日産
自動車発行の新型車解説書（Ｙ３２−１） １９９１年
６月）。このようなコンプレッサ凍結防止制御によりコ
ンプレッサが停止されると、エバポレータ出口の空気温
度は徐々に上昇し、所定温度以上になるとコンプレッサ
が再び作動（オン）する。したがって低外気温時にコン
プレッサは、例えば図６（ａ）に示すように断続運転さ
れることになる。

【０００３】ところで、車両のエンジン制御装置は、Ａ
ＡＣ（補助空気導入）バルブなどによりエンジンへの補
助空気流量を調節し、これによりアイドル回転数を適正
に制御するようにしており、上述のようにコンプレッサ
が断続運転されている場合には、コンプレッサのオン・
オフに応じてエンジンアイドル回転数も図６（ｂ）に実
線で示す如く断続的に変化させる必要がある。しかし、
可変容量コンプレッサにおいては、コンプレッサ運転中
の負荷（エンジンに対する所要トルク）が外気温度によ
って変化するため、適正なエンジン回転数を保持するた
めの上記補助空気流量の調整が極めて難しい。

【０００４】図７は外気温度に対する可変容量コンプレ
ッサの負荷を示しており、この図から明らかなように、
コンプレッサの負荷は外気温度が高くなるほど高くな
る。今、図７（ａ）において、外気温度がＴ１のときに
コンプレッサのオンからオフ時およびオフからオン時
（以下オン・オフ転換時と呼ぶ）のエンジン回転数が適
正値となるようにＡＡＣバルブによる補助空気流量を設
定したとすると、Ｔ１よりも低外気温時には、上記設定
された補助空気流量は斜線で示すごとく外気温度が低い
ほど過多となり、またＴ１よりも高外気温時には、外気
温度が高くなるほど不足する。補助空気流量が過多にな
るとエンジン回転数が不所望に上昇し、逆に不足すると
不所望に低下することになる。

【０００５】また図７（ｂ）はＡＡＣバルブに加えてＦ
ＩＣＤ（ファーストアイドルコントロールデバイス）と
呼ばれる回転数補正機構をも用いた場合を示している。
今、例えば外気温度がＴ１のときにコンプレッサのオン
・オフ変換時のエンジン回転数が適正値となるようにＡ
ＡＣバルブによる補助空気流量を設定するとともに、外
気温度がＴ２のときにコンプレッサのオン・オフ転換時
のエンジン回転数が適正値となるようにＡＡＣバルブお
よびＦＩＣＤの双方による補助空気流量を設定し、かつ
外気温度がＴ３未満でＦＩＣＤをオフし、Ｔ３以上でオ
ンするようにすると、補助空気量の過不足は図に斜線で
示す如くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、低外
気温時にはエバポレータ凍結防止制御が行われ、コンプ
レッサのオン・オフが頻繁に行われるが、図７（ａ），
（ｂ）を見ると、このようにコンプレッサが頻繁にオン
・オフされる低外気温時にはいずれもそのオン・オフ転
換時の補助空気流量が過多となっていることが分かる。
このためコンプレッサのオフからオン時には、図６
（ｂ）に一点鎖線で示すようにエンジン回転数が不所望
に吹き上がる一方、コンプレッサオンからオフ時にはエ
ンジン回転数が不所望に落ち込むことがある。特にアイ
ドル回転時などエンジン回転数が低い場合には、上記エ
ンジン回転数の吹き上がりや落込みが実感されやすく、
乗員に不快感を与えることになる。

【０００７】本発明の目的は、低外気温下におけるコン
プレッサのオン・オフ回数を減らしてエンジン回転数の
不所望な変動を最小限に抑制した車両用空調装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１により説明すると、本発明は、エンジンにより駆動さ
れる可変容量コンプレッサ１０１と、この可変容量コン
プレッサ１０１にて圧送される冷媒を蒸発させて空気を
冷却するエバポレータ１０２と、外気温度が所定温度未
満の場合には、エバポレータ１０２に関する温度が所定
温度未満になるとコンプレッサ１０１を強制的に停止さ
せるエバポレータ凍結防止制御を行う制御手段１０３と
を有する車両用空調装置に適用される。そして、車両の
走行速度を検出する車速センサ１０４と、検出された車
両走行速度が所定速度未満の場合には、外気温度が所定
温度未満であっても制御手段１０３によるエバポレータ
凍結防止制御を禁止する禁止手段１０５と、エバポレー
タ凍結防止制御によりコンプレッサ１０１が停止してい
るときに車両走行速度が所定速度以上から所定速度未満
に変化した場合には、上記エバポレータ１０２に関する
温度が所定温度以上になるまでは禁止手段１０５による
エバポレータ凍結防止制御の禁止を解除する禁止解除手
段とを具備し、これにより上記問題点を解決する。

【０００９】

【作用】禁止手段１０５は、車速センサ１０４によって
検出された車両走行速度が所定速度未満の場合には、外
気温度が所定温度未満であっても制御手段１０３による
エバポレータ凍結防止制御を禁止する。これによれば、
例えばアイドル回転時などエンジン回転数の変動が実感
され易いときにコンプレッサ１０１が頻繁にオン・オフ
されることがなく、コンプレッサオン・オフ転換時に起
こる不所望なエンジン回転数の変動（吹き上がり、落込
み）が最小限に抑制される。ここで、車両が所定速度未
満の場合には、エバポレータ１０２に導かれる低温外気
の流速が低いので、エバポレータ１０２は凍結しにく
く、したがって上記エバポレータ凍結防止制御を行なわ
なくてもエバポレータが凍結する可能性は低い。また、
エバポレータ凍結防止制御によりコンプレッサが停止し
ているときに車速が所定速度以上から所定速度未満に変
化した場合には、エバポレータに関する温度が所定温度
以上になるまではエバポレータ凍結防止制御の禁止が解
除される。すなわち、エバポレータに関する温度が所定
温度以上になるまでコンプレッサがオフされ、所定温度
以上になるとコンプレッサがオンされ、以降はエバポレ
ータに関する温度に拘らずコンプレッサがオン状態を保
持する。

【００１０】

【実施例】図２および図３により本発明の一実施例を説
明する。図２は本発明に係る車両用空調装置のブロック
図である。符号１で示す空調制御回路には、外気温度Ｔ
ambを検出する外気温センサ２と、エバポレータ（不図
示）の出口付近の空気温度Ｔintを検出するエバポレー
タ出口温度センサ３と、可変容量コンプレッサ１４の作
動を指令するエアコンスイッチ４と、ブロアファンの作
動を指令するファンスイッチ５と、車両の走行速度Ｖを
検出する車速センサ６とが接続されている。空調制御回
路１は、各センサやスイッチからの入力信号に応じて後
述するようにコンプレッサオン・オフ信号を形成し、符
号１１で示すエンジン制御回路に入力する。

【００１１】エンジン制御回路１１には、冷媒圧力スイ
ッチ１２を介してコンプレッサリレー１３のリレーコイ
ル１３ａが接続され、リレースイッチ１３ｂは、可変容
量コンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａに接続されて
いる。リレースイッチ１３ｂがオンされると上記電磁ク
ラッチ１４ａが励磁され、不図示のエンジンの動力がコ
ンプレッサ１４に伝達されてコンプレッサ１４が作動
（オン）する。リレースイッチ１３ｂがオフされると電
磁クラッチ１４ａが消磁され、エンジンとコンプレッサ
１４とが遮断されてコンプレッサ１４が停止（オフ）す
る。コンプレッサ１４によって圧送される冷媒は、不図
示のコンデンサ，リキッドタンク，膨張弁およびエバポ
レータ１５を通ってコンプレッサ１４に戻る。このとき
エバポレータ１５にて冷媒が蒸発されることにより不図
示のブロアファンからの空気が冷却される。

【００１２】なお、上述した車速センサ６の検出出力は
エンジン制御回路１１にも入力され、この入力信号に基
づいてエンジン制御回路１１はエンジン回転数制御など
を行なう。また上記冷媒圧力スイッチ１２は冷凍サイク
ル内の冷媒圧力が所定値以上になるとオンからオフする
もので、このスイッチ１２のオフにより上記電磁クラッ
チ１４ａがオフされ、コンプレッサ１４が停止する。

【００１３】次に、図３のフローチャートに基づいて空
調制御回路１によるコンプレッサ制御の手順を説明す
る。このプログラムは、空調制御において周期的にコー
ルされるものである。まずステップＳ１でエアコンスイ
ッチ４のオン・オフを判定し、オフであればステップＳ
２に進んでコンプレッサオフ信号を上記エンジン制御回
路１１に出力する。エアコンスイッチ４がオンであれば
ステップＳ３に進み、ファンスイッチ５のオン・オフを
判定する。ファンスイッチ５がオフであれば上記ステッ
プＳ２に進み、オンであればステップＳ４に進む。ステ
ップＳ４では、図示の特性に基づいて、外気温センサ２
で検出された外気温度Ｔambが状態Ａ，Ｂ，Ｃのいずれ
になっているかを判別する。なお、ステップＳ４におけ
るＴ11〜Ｔ14は、外気温度に関して予め設定された定数
である。

【００１４】次にステップＳ５において、上記判別の結
果、状態Ｃと判定された場合、すなわち外気が所定温度
Ｔ13またはＴ14以上の場合には、ステップＳ６に進んで
コンプレッサオン信号を出力する。またステップＳ７で
状態Ｂでない、すなわち状態Ａと判定された場合には、
上記ステップＳ２に進んでコンプレッサオフ信号を出力
する。さらにステップＳ７で状態状態Ｂと判定された場
合には、ステップＳ８に進み、車速センサ６にて検出さ
れた車速Ｖに応じて図示の特性から「高速」か「低速」
か、つまり車速Ｖが所定速度Ｖ1またはＶ2以上か否かを
判別する。ステップＳ９において、「低速」と判定され
た場合には上記ステップＳ６に進み、コンプレッサ１４
オン信号を出力する。

【００１５】一方、上記ステップＳ９で「高速」と判定
された場合には、上述したエバポレータ凍結防止制御を
行なう。すなわち、まずステップＳ１０でエバポレータ
出口温度センサ３にて検出されたエバポレータ出口温度
Ｔintに基づいてコンプレッサ１４をオンすべきかオフ
すべきかを判別する。ステップＳ１１において、上記判
別の結果、「オン」と判定された場合、すなわちエバポ
レータ出口温度Ｔintが所定温度Ｔ21またはＴ22以上と
判定された場合には、上記ステップＳ６に進んでコンプ
レッサオン信号を出力し、一方、「オフ」と判定された
場合、すなわちエバポレータ出口温度Ｔintが所定温度
Ｔ21またはＴ22未満と判定された場合には、ステップＳ
２に進んでコンプレッサオフ信号を出力する。

【００１６】コンプレッサ制御回路１から上記コンプレ
ッサオン信号が出力されると、エンジン制御回路１１
は、リレー１３をオンさせてコンプレッサ１４を作動せ
しめ、コンプレッサオフ信号が出力されると、リレー１
３をオフさせてコンプレッサ１４を停止せしめる。

【００１７】以上の図３の手順によれば、エアコンスイ
ッチ４およびファンスイッチ５が共にオンで、かつ外気
温度Ｔambが所定温度範囲（状態Ｂ）にある場合には、
車速センサ６によって検出された車速Ｖが所定速度以上
であればエバポレータ凍結防止制御が行なわれ。すなわ
ち、エバポレータ出口の空気温度Ｔintが所定温度以上
のときにはコンプレッサが１４がオンされ、Ｔintが所
定温度未満のときにはコンプレッサ１４がオフされる。
したがって、上述した図６（ａ）に示すようにコンプレ
ッサ１４はオン・オフを繰り返すことになり、これによ
ってエバポレータ１５の凍結が防止される。

【００１８】一方、エアコンスイッチ４およびファンス
イッチ５が共にオンで、かつ外気温度Ｔambが所定温度
範囲（状態Ｂ）にあっても、車速Ｖが所定速度未満の場
合にはエバポレータ凍結防止制御は禁止されコンプレッ
サ１４はオン状態を保持する。したがって、例えばアイ
ドル回転時などエンジン回転数の変動が実感され易いと
きにコンプレッサ１４が頻繁にオン・オフされることは
なく、コンプレッサオン・オフ転換時に発生する不所望
なエンジン回転数の変動を最小限に少なくすることがで
きる。なお、車速Ｖが所定速度未満の場合には、エバポ
レータ１５に導かれる低温外気の流速が低いので、エバ
ポレータ凍結防止制御が行なわれなくてもエバポレータ
１５が凍結する可能性は低い。

【００１９】以上の実施例の構成において、空調制御回
路１およびエンジン制御回路１１が制御手段１０３と禁
止手段１０５とをそれぞれ構成する。

【００２０】また図４および図５は他の実施例を示して
いる。先の実施例では、車速Ｖが所定速度未満の場合に
は必ずエバポレータ凍結防止制御を禁止する例を示した
が、本実施例では、エバポレータ凍結防止制御によりコ
ンプレッサ１４が停止しているときに車速Ｖが所定速度
以上から所定速度未満に変化した場合には、エバポレー
タ出口の空気温度Ｔintが所定温度未満になるまでエバ
ポレータ凍結防止制御の禁止を解除するようにしたもの
である。

【００２１】図４は図３の処理にステップＳ２１を追加
したもので、図示しない部分は上記図３と同様である。
図４において、上述したステップＳ９が否定されると、
すなわち車速Ｖが「低速」の場合には、ステップＳ２１
でコンプレッサオフ信号出力中か否かを判定する。ステ
ップＳ２１が否定されると上記ステップＳ６に進んでコ
ンプレッサオン信号を出力し、肯定されるとステップＳ
１０に進む。

【００２２】以上の手順によれば、車速Ｖが「高速」か
ら「低速」に変化したときに、コンプレッサ１４がオン
している場合には、ステップＳ２１が否定されるので、
先の実施例と同様、図５（ａ）に実線で示す如くそれ以
降はコンプレッサ１４がオン状態を保持する。一方、車
速Ｖが「高速」から「低速」に変化したときにコンプレ
ッサ１４がオフしている場合には、ステップＳ２１が肯
定されるので、図５（ｂ）に実線で示すように、エバポ
レータ出口の空気温度Ｔintが所定温度以上になるまで
はコンプレッサ１４のオフが継続し（エバポレータ凍結
防止制御の禁止が解除され）、所定温度以上になるとオ
ンされる（先の実施例では一点鎖線で示すように低速に
なると直ちにコンプレッサ１４がオンされる）。すなわ
ち、車速Ｖが「高速」から「低速」に変化したときにコ
ンプレッサ１４がオフしているということは、エバポレ
ータ１５が凍結し易い状態となっているということであ
るから、その状態が解除されるのを待ってからコンプレ
ッサ１４をオンする。これによりエバポレータ１５の凍
結を確実に防止することができる。

【００２３】なお以上では、エバポレータに関する温度
としてエバポレータ出口の空気温度を用いた例を示した
が、これに代えて例えばエバポレータの温度を直接検出
してその検出結果をエバポレータに関する温度として用
いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、車両走行速度が所定速
度未満の場合には、外気温度が所定温度未満であっても
エバポレータ凍結防止制御を禁止するようにしたので、
例えばアイドル回転時などエンジン回転数の変動が実感
され易いときにコンプレッサが頻繁にオン・オフされる
ことがなく、コンプレッサオン・オフ転換時に発生する
不所望なエンジン回転数の変動（吹き上がりや落込み）
を最小限に抑制することができる。また、エバポレータ
凍結防止制御によりコンプレッサが停止しているときに
車速が所定速度以上から所定速度未満に変化した場合に
は、エバポレータに関する温度が所定温度以上になるま
でエバポレータ凍結防止制御の禁止を解除するようにし
たので、エバポレータの凍結を確実に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図。

【図２】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成
を示すブロック図。

【図３】コンプレッサ制御の手順を示すフローチャー
ト。

【図４】他の実施例におけるコンプレッサ制御の手順を
示すフローチャート。

【図５】他の実施例におけるコンプレッサオン・オフ状
態を説明する図。

【図６】コンプレッサオン・オフに対するエンジン回転
数の変動を説明する図。

【図７】従来の問題点を説明する図。

【符号の説明】

１ 空調制御回路 ２ 外気温センサ ３ エバポレータ出口温度センサ ４ エアコンスイッチ ５ ファンスイッチ ６ 車速センサ １１ エンジン制御回路 １３ コンプレッサリレー １４ コンプレッサ １５ エバポレータ １０１ コンプレッサ １０２ エバポレータ １０３ 制御手段 １０４ 車速センサ １０５ 禁止手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−43340（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−365618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32 623 B60H 1/32 624

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される可変容量コン
   プレッサと、この可変容量コンプレッサにて圧送される
   冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバポレータと、外気
   温度が所定温度未満の場合には、前記エバポレータに関
   する温度が所定温度未満になるとコンプレッサを強制的
   に停止させるエバポレータ凍結防止制御を行う制御手段
   とを有する車両用空調装置において、 車両の走行速度を検出する車速センサと、 前記検出された車両走行速度が所定速度未満の場合に
   は、前記外気温度が所定温度未満であっても前記制御手
   段による前記エバポレータ凍結防止制御を禁止する禁止
   手段と、 前記エバポレータ凍結防止制御によりコンプレッサが停
   止しているときに前記車両走行速度が前記所定速度以上
   から所定速度未満に変化した場合には、前記エバポレー
   タに関する温度が所定温度以上になるまで前記禁止手段
   による前記エバポレータ凍結防止制御の禁止を解除する
   禁止解除手段と を具備することを特徴とする車両用空調
   装置。