JPH01182522A - 自動車用空調装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、コンプレッサの容量とエバポレータへ送る
風量とを同時に制御する自動車用空調装置の制御装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来の自動車用空調装置の制御装置として、例えば特開
昭５９−１４７９５４号公報に示されているものは、冷
媒圧縮用のコンプレッサを容量可変型とし、第６図に示
すように、エバポレータの蒸発圧力が除湿を保証するた
めの最大蒸発圧力値（Ｐｍａｘ）、又はエバポレータの
凍結を防止するための最小蒸発圧力値（Ｐ　ｗｉｎ）に
達した後に、コンプレツサの容量とエバポレータへ送る
風量とを同時に増減し、エバポレータに与えられる熱負
荷とその能力とをつり合わせて蒸発圧力を所定値（Ｐ　
ｍａｘ又はＰｍ１ｎ）に保つようにしたもので、コンプ
レッサの制御可能な全領域（０〜Ｖｍａｘ）に渡って快
適な冷房フィーリングの維持を図るようにしたものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、エバポレータへ与えられる熱負荷が小さ
く、コンプレッサ容量（Ｖ）がＶ□以下となってもエバ
ポレータの蒸発圧力がＰｍ１ｎである領域においては、
エバポレータの能力とそれに加えられる熱負荷とをつり
合わせるようとして風量を増加させることで対応するが
、該風量の増加が熱負荷が小さいと無制限に増加されて
しまう虞れがあり、風切音が大きくなると共に、オルタ
ネータの負荷も増大してしまう不具合がある。

そこで、この発明においては、上記不具合を解消し、風
切音の低減とオルタネータの負荷の増大の制限を図るこ
とを課題としている。

（問題点を解決するための手段） しかして、この発明の要旨とするところは、第１図に示
すように冷媒の吐出容量が変えられる容量可変コンプレ
ッサ７と、 エバポレータ６の蒸発圧力を実質的に検出する蒸発圧力
検出器１５と、 エバポレータの蒸発圧力が所定の制御°範囲の下限値に
達した場合に、該エバポレータ６の蒸発圧力が該下限値
に保たれるよう熱負荷に応じて前記コンプレッサ７の容
量値と前記エバポレータ６へ送られる風量値とを演算す
る演算手段１００と。

この演算手段で得られたコンプレッサ７の容量値に従っ
て前記コンプレッサ７の容量を制御するコンプレッサ駆
動制御手段２００と、 前記演算手段１００で得られた風量値が風量の上限を定
めた所定値より小さいか否かを判定し。

判定の結果が所定値より小さいと判定された場合には、
演算手段１００で得られた風量値をもって送風機の回転
数を制御し、所定値以上であると判定された場合には、
該所定値をもって送風機５の回転数を制御させると共に
内外気切換ドア４を内気導入方向へ駆動させるように、
送風機駆動制御手段４００及び内外気切換ドア駆動制御
手段３００に制御信号を出力する判定手段５００とより
成ることにある。

（作用） したがって、エバポレータの蒸発圧力が所定の制御範囲
の下限値に達した後は、該蒸発圧力を下限値に保つため
、コンプレッサ容量及び風量の演算手段で演算された風
量値が演算される。この風量値が所定値より小さければ
風量が更に増大されていくことになるが、所定値よりも
大きくなると、風量を所定の上限に制限することで、送
風機の無制限な回転数の高まりを防ぎ、且つオルタネー
タへの負荷の増大が押えられる。そして、内外気切換ド
アを内気導入方向へ動かし、内気量を増大させてエバポ
レータに与えられる負荷を外気導入時よりも多くしたも
のである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第２図において、自動車用空調装置は、空調ダクト１の
最上流側に内気人口２と外気入口３とを有し、この内気
入口２と外気入口３とが二叉に分かれる部分には内外気
切換ドア４が設けられ、この内外気切換ドア４により空
調ダクト１内に導入すべき空気を内気と外気とに選択で
きるようになっている。内気又は外気は送風機５の駆動
によって空調ダクト１内に吸い込まれ、この送風機５の
下流側に設けられたエバポレータ６へ送風される。

エバポレータ６は、容量可変コンプレッサ７、コンデン
サ９、リキッドタンク１０及びエクスパンションバルブ
１１と共に冷房サイクルを構成している。容量可変コン
プレッサ７は、その圧縮開始時期を制御して吐出容量を
制御するもので、その圧縮開始時期を制御プレートをも
って決定し、この制御プレートに加えられる駆動力を制
御弁１２により制御して吐出容量を連続的に変えること
ができるようになっている。尚、容量可変コンプレッサ
７の容量可変手段は、この実施例の他にコンプレッサの
ビストンストロークを変えたり、エンジンとコンプレッ
サとを連結するベルト伝導装置のプーリ比を変えたりし
てもよい。

１３は車室内の温度を検出する車内温度検出器、１４は
車室内の温度設定を行なう温度設定器、１５はエバポレ
ータのフィンに設けられて蒸発温度を検出するフィン温
度検出器であり、これらの出力信号は、信号選択を行な
うマルチプレクサ（ＭＰＸ）１６を介してＡ／Ｄ変換器
１７へ入力され、デジタル信号に変換されてマイクロコ
ンピュータ１８へ入力される。尚、フィン温度はエバポ
レータ６の蒸発圧力と比例するので、フィン温度検出器
１５は実質的にエバポレータ６の蒸発圧力を検出する蒸
発圧力検出器を構成しており、この蒸発圧力検出器とし
ては他の実施例として、直接圧力センサによって検出す
る形式であってもよく、またエバポレータ６の入口側配
管温度を検出するようにしてもよい。

マイクロコンピュータ１８は、図示されない中央処理装
置ＣＰＵ、読出し専用メモリＲＯＭ、ランダムアクセス
メモリＲＡＭ、入出力ポートＩ１０等を持つそれ自体周
知のものである。このマイクロコンピュータ１８は、前
述した各種入力信号に基づき、内外気切換ドア４を駆動
させるアクチュエータ２０、前記コンプレッサ７と配管
接続された電磁弁１２及び送風機５のモータへそれぞれ
駆動回路２１ａ〜２１ｃを介して制御信号を出力し、内
外気切換ドア４の切換え、コンプレッサ７の容量（Ｖ）
及びエバポレータ６へ送る風量（Ｑ）を制御する。

第３図において、上記マイクロコンピュータ１８による
制御作動例がフローチャートとして示され。

以下このフローチャートに従って説明する。

マイクロコンピュータ１８は、電源が投入されて冷房モ
ードに設定されることによりスタートステップ３０から
プログラムの実行を開始し、次のステップ３２において
ＲＡＭの記憶内容をクリアする等の初期設定を行なう。

次のステップ３４においては、マルチプレクサ１６に作
動信号を送出し、車内温度（Ｔｒ）、設定温度（Ｔｄ）
、フィン温度（Ｔｅ）の各データを順次マルチプレクサ
１６及びＡ／Ｄ変換器１７を介して入力し、ＲＡＭの所
定領域に格納する。

そして、ステップ３６へ進み、このステップ３６におい
て、例えば（１）式によって車室内の熱負荷に対応する
総合信号（Ｔ）が演算され、Ｔ＝Ａ−Ｔｒ−Ｂ−Ｔｄ＋
Ｃ＝　（１）（但し、Ａ、Ｂ、Ｃ，は定数である。）次
のステップ３８において、この総合信号（Ｔ）に基づい
て第４図に示される所定の基本パターンに従って基準風
量値（Ｑｄ）が決定される。

基準風量値（Ｑｄ）が決定された後は、ステップ４ｏに
おいてコンプレッサ７の容量（Ｖ）が少なくとも車内温
度（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｄ）とに基づいてエバポレー
タに与えられる熱負荷と能力とを基準風量値（Ｑｄ）に
おいてつり合うように演算される。

その具体例としては、第５図に示す比例微分処理のルー
チン等が考えられ、ステップ４０２において車内温度（
Ｔｒ）と設定温度（Ｔｄ）との差をＤＴとして求め、前
回の値を変えて本値を格納し１次のステップ４０４にお
いて、前回までの積分データＳにステップ４０４で求め
たＤＴを加えて新たな積分データＳを求め、前回の値に
変えて本値を格納し、次のステップ４０６において、前
回求めた車内温度（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｄ）との差Ｄ
ＴＭから今回求めたＤＴを引いて微分データをＤＤＴと
し、前回の値に変えて本値を格納し１次のステップ４０
８において、今回求めた差ＤＴをＤＴＭに格納し、次の
ステップ４１０において容量値をＶ　＝　Ｋ、−Ｄ　Ｔ
　＋　Ｋ、−８＋　Ｋｓ−Ｄ　Ｄ　Ｔ−−−−−−（２
）として求める。（ただし、Ｋ４．　Ｋ、、　Ｋ、は実
験で定まる定数である。） そして、次のステップ４２において前記ステップ４０で
求めたＶを駆動回路２１ａに出力し、コンプレッサの容
量を制御してステップ４４へ進む。

ところで、エバポレータ６へ送る空気の風量が所定値で
あれば、第６図に示すように、コンプレッサ７の容量Ｖ
が増大する程エバポレータの蒸発圧力Ｐが減少するので
、所定の容量Ｖ、、Ｖ、でそれぞれ蒸発圧力値Ｐｍａｘ
、Ｐ＋ｍｉｎに達してしまい、エバポレータに与える熱
負荷が制御の限界点ａ。

ｂを越える場合には除湿ができなくなり、又はエバポレ
ータ６が凍結する虞れがある。そこで、以下の処理がな
され、■１以下又は７２以上である場合に蒸発圧力をＰ
ｒｍａｘ又はＰ　ｆｆ１ｉｎに維持する制御が行なわれ
る。

まず、ステップ４４において、検出されたフィン温度（
Ｔｅ）と予め設定された設定値Ｔ　ａｄｌ、　Ｔ　ｅｄ
ｚ（Ｔ　ｅｄｌ＜　Ｔ　ｅｄｚ　）との大小を比較判定
する。該設定値Ｔｅｄ１＋　Ｔ　ｅ　ｄ　２はＲＯＭ２
３に記憶されている前述したエバポレータ３の制御蒸発
圧力範囲の上下限値Ｐｍ１ｎ、　Ｐｍａｘに相当する値
である。

上記ステップ４４により、Ｔ　ｅｄ２＜　Ｔ　ｅと判定
されると、ステップ４６へ進み、前記総合信号Ｔに基づ
いて決定された基準風量値（Ｑｄ）から所定量（α）を
引いて補正された風量（Ｑ）を決定し、次のステップ４
８でこのＱを出力してフィン温度（Ｔｅ）が所定値Ｔｅ
ａ、を越えないように風量を減少し、エバポレータ６に
与えられる熱負荷と能力とをつり合せる。これにより、
容量値ＶがＶ□以下となっても除湿が保証される。

一方、前記ステップ４４によりＴｅ＜Ｔｅｄ工と判定さ
れると、ステップ５ｏへ進み、前記（Ｑｄ）に所定量（
α）を加えて目標とする風量（Ｑ）を求める。

ここでの（Ｑ）は、フィン温度（Ｔｅ）が所定値（Ｔ　
ｅｄｌ）を下回らないように（Ｑｄ）を補正したもので
、風量を増大してエバポレータ６に与えられる熱負荷と
能力とをつり合せる値である。しかしながら、前述した
ように、風量が無制限に増大されてしまうと、風切音が
大きくなり、またオルタネータの負荷も増大する。その
ため、次のステップ５２において、前ステップ５ｏで求
めた風量値（Ｑ）が所定値（Ｋ）以上である−か否かを
判定し、所定値（Ｋ）より小さいと判定されると、ステ
ップ５４へ進んで（Ｑ）を駆動回路２１ｃへ出力する。

尚、ここでＫは、風切音による違和感がほとんどなく、
且つオルタネータに大きな負荷がかからない例えばミデ
イアムロー（中低速）乃至ミデイアムハイ（中高速）に
相当する風量値等が用いられる。

一方、ステップ５２で風量値（Ｑ）が所定値（Ｋ）以上
であると判定されると、ステップ５６へ進み。

所定値Ｋを出力し、風量を一定にする。ただし。

ここで風量を一定にするとエバポレータ６に与えられる
熱負荷と能力がつり合わなくなるので、ステップ５８へ
進み、内外気切換ドア４を内気導入する方向へ所定角度
駆動させ、内気量を多くして熱負荷を増加させる方向に
制御する。尚、すでに内外気切換ドア４が外気導入口３
を閉鎖している場合には、内外気切換ドアによる制御が
できないので、この実施例の変形例として内外気切換ド
ア４の位置検出を行ない、外気導入口３を閉鎖していれ
ばコンプレッサを停止させると共に、内外気切換ドア４
を外気導入に切換える制御をしてもよい。

一方、ステップ４４でフィン温度Ｔｅが所定値Ｔ　ａｄ
ｌ、　Ｔ　ｅａ２との間にあると判定されるとステップ
６ｏへ進み、風量値（Ｑ）が所定値（Ｑｄ）より大きい
か、小さいか又は等しいかが判定される。

Ｑ＜Ｑｄ又はＱ＞Ｑｄの場合にはステップ４０で求めた
容量値Ｖではエバポレータ６の熱負荷と能力とがつり合
わないので、それぞ九ステップ４６゜５０へ進んで補正
する。一方、Ｑ＝Ｑｄであれば（２）式で求めた容量値
Ｖでエバポレータ３の熱負荷と能力とがつり合うので、
ステップ６２へ進み、Ｑｄを駆動回路２１ｃへ出力する
。

そして、ステップ４８，５４，５８又は６２の後は、再
びステップ３４へ戻るようにしである。

尚、この実施例において、ステップ５２において風量値
（Ｑ）を所定値（Ｋ）と比較判定しているが、αが所定
値以上であるか否かを判定し、その判定結果でステップ
５４乃至５−８の制御をするようにしてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、エバポレータの
蒸発圧力が下限値に達し、コンプレッサ容量及び風量の
演算手段で演算された風量値が所定値より大きい場合に
は、風量を制限すると共に内外気切換ドアを内気導入方
向へ駆動させるようにしたので送風機の回転数の無制限
の高まりを抑えて風切音の低減を図り、且つオルタネー
タの負荷の増大を防ぐことができるものである。そして
。

合せて内外気切換ドアが内気導入方向へ動かされること
で内気量を増大し、エバポレータに与えられる熱負荷を
外気導入時よりも多くして凍結しない最小のエバポレー
タ熱負荷を確保できるので、外気導入ではエバポレータ
に与えられる熱負荷が小さい冬期での除湿運転において
も、より低い外気温度まで除湿運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を示す機能ブロック図、第２図はこの
発明における制御装置の実施例を示す構成図、第３図は
同上の制御作動例を示すフローチャート、第４図は同上
に用いられる基準風量値を決定するための風量特性線図
、第５図は同上におけるコンプレッサの容量を演算する
サブルーチンを示すフローチャート、第６図は制御装置
の制御特性を示す特性線図である。 ４・・・内外気切換ドア、５・・・送風機、６・・・エ
バポレータ、７・・・コンプレッサ、１５・・・蒸発圧
力検出器、１００・・・演算手段、２００・・・コンプ
レッサ駆動制御手段、３００・・・内外気切換ドア駆動
制御手段、４００・・・送風機駆動制御手段。 ５００・・・判定手段。 特許出願人　　　　ヂーゼル機器株式会社第４図 第５図 第６図 づ幻・レフブ路・噴■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 冷媒の吐出容量が変えられる容量可変コンプレツサと、 エバポレータの蒸発圧力を実質的に検出する蒸発圧力検
   出器と、 エバポレータの蒸発圧力が所定の制御範囲の下限値に達
   した場合に、該エバポレータの蒸発圧力が該下限値に保
   たれるよう熱負荷に応じて前記コンプレツサの容量値と
   前記エバポレータへ送られる風量値とを演算する演算手
   段と、 この演算手段で得られたコンプレツサの容量値に従つて
   前記コンプレツサの容量を制御するコンプレツサ駆動制
   御手段と、 前記演算手段で得られた風量値が風量の上限を定めた所
   定値より小さいか否かを判定し、判定の結果が所定値よ
   り小さいと判定された場合には、演算手段で得られた風
   量値をもつて送風機の回転数を制御し、所定値以上であ
   ると判定された場合には、該所定値をもつて送風機の回
   転数を制御させると共に内外気切換ドアを内気導入方向
   へ駆動させるように、送風機駆動制御手段及び内外気切
   換ドア駆動制御手段に制御信号を出力する判定手段とよ
   り成ることを特徴とする自動車用空調装置の制御装置。