JPH01254418A - 車両用空調装置および可変容量型コンプレッサ - Google Patents

車両用空調装置および可変容量型コンプレッサ

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JPH01254418A
JPH01254418A JP63081995A JP8199588A JPH01254418A JP H01254418 A JPH01254418 A JP H01254418A JP 63081995 A JP63081995 A JP 63081995A JP 8199588 A JP8199588 A JP 8199588A JP H01254418 A JPH01254418 A JP H01254418A
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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】 A、産業上の利用分野 本発明は、可変容量形コンプレッサを備えた車両用空調
装置に関する。
B、従来の技術 この種の車両用空調装置では、エバポレータが凍結しな
いようにエバポレータの温度を制御している。一般には
、エバポレータを通過する空気の温度が下がるとコンプ
レッサの吸入圧力Psが低下するという相関があるので
、エバポレータの凍結開始可能温度に対応して定まる設
定圧力Pr以下にならないように上記吸入圧力Psを一
定に制御している。つまり、吸入圧力Psが設定圧力P
r以下になるとコンプレッサの吐出容量を小さくして冷
却能力を低減し、これによりエバポレータの凍結を防止
している。
ところで、この種の車両用空調装置においては、夏季日
中など車室内を急速に冷却する(以下で急速クールとい
う)必要があり、例えば実開昭60−22418号公報
に開示された可変容量形コンプレッサの制御装置では、
手動にてマックスクールスイッチ操作してコンプレッサ
の吐出容量を大きくしている。
C0発明が解決しようとする問題点 しかしながら、急速クール中でも、コンプレッサの吸入
圧力Psが上記設定圧力Prになるとその吐出容量が小
さくなり、これにより吸入圧力PSが設定圧力Pr以下
にならないように、すなわちエバポレータが凍結しない
ように制御している。
このため、急速クール中の冷却能力が不足し、所定温度
まで冷却するのに時間がかかり、またその間のトルク損
失が大きい。
本発明は、急速クールが必要な夏季日中などでは、エバ
ポレータを凍結開始可能温度以下にしても凍結しない状
況があることを発見して成されたもので、急速クール運
転時の冷却能力を一時的に向上させた車両用空調装置を
提供することを目的とする。
D0問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第1図(a)により説明すると、
請求項1の発明は、冷媒を圧送する吐出手段101と、
エバポレータ102の温度を代表する物理量を検出する
検出手段103と、該検出手段103で検出された物理
量が設定値を越えると吐出手段101の吐出容量を増大
し、設定値以下になるとその吐出容量を低減する容量変
更手段104と、急速冷却を指令する出力手段105と
急速冷却指令がないときには、上記設定値を、エバポレ
ータ102の凍結開始可能温度に対応して定まる第1の
値とし、急速冷却指令があるときは、上記設定値を、凍
結開始可能温度よりも低い温度に対応する第2の値とす
る設定値変更手段106とを具備することにより上述の
問題点を解決する。
また請求項2の発明は、第1図(b)に示すとおり、冷
媒を圧送して吐出する吐出手段201と、エバポレータ
の温度を代表する物理量が設定値を越えると吐出手段2
01の吐出容量を増大し、設定値以下になるとその吐出
容量を低減する容量変更手段202と、急速冷却指令に
基づいて、当該指令がないときは、上記設定値を、エバ
ポレータの凍結開始可能温度に対応して定まる第1の値
とし、上記指令があるときは、上記設定値を凍結開始可
能温度よりも低い温度に対応する第2の値とする設定値
変更手段203を具備することにより上述の問題点を解
決する。
E0作用 急速冷却の指令が出力されると、上記設定値が、エバポ
レータ102の凍結開始可能温度よりも低い温度に対応
した第2の値となる。このため、エバポレータの凍結限
界ぎりぎりでコンプレッサが運転され、夏季日中のよう
に負荷熱量が極めて大きい条件下では、従来よりも短時
間に車室内を冷却できる。
F、実施例 第2図〜第19図により本発明の一実施例を説明する。
(1)実施例の構成 <I−1:全体構成〉 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Psが設定圧力
Pr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Prは、第5図に示す制御回路
4oから供給されるソレノイド電流I !30Lによっ
て制御される。またエバポレータ4は、外気導入ロアa
および内気導入ロアbを有する空調ダクト7内に配設さ
れている。
各導入ロアa、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5内には、周知のとおリブロアファン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ロ
アcおよび足下吹出ロアd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ロアe
にはデフロスタドア14が設けられる。
<1−2:可変容量形コンプレッサ〉 第3図(a)により可変容量形コンプレッサ2について
説明する。これはいわゆる斜板形のもので、斜板が配設
されるケーシング内に吸入圧力Psまたは吐出圧力Pd
を導き、これによって斜板の傾き角を変えて吐出容量を
変更するもので。
例えば特開昭58−158382号公報に開示されてい
る。
すなわち同図において、コンプレッサ2のケーシング2
1内には、エンジン1により駆動されるベルト22によ
ってプーリ23を介して回転する回転軸24が設けられ
、この回転軸24には、これと一体に回転するロータリ
ードライブプレート25がピボット支持されて斜設され
ている。ロータリードライブプレート25のジャーナル
25aには、ノンロータリーワッブル26が装着され、
このノンロータリーワッブル26には、シリンダブロッ
ク27内を摺動するピストン28がロッド29を介して
連結される。したがって、ロータリードライブプレート
25が回転するとピストン28が往復動し、吸入側室3
0sから吸い込まれた冷媒を吐出側室30dへ送り出し
、コンデンサ3に圧送する1周知のとおり、ピストン2
8は回転軸24の軸心を中心とする円周上に等間隔で複
数個配設される。
ここで、ノンロータリーワッブル26の傾き角は、ケー
シング21内、すなわちケーシング室21R内に吸入圧
力Psまたは吐出圧力Pdを導いて各ピストン28の前
後の圧力差、換言するとシリンダ室とケーシング室との
圧力差を調節することによって変更され、第3図(b)
のように吸入圧力Psが導かれると傾き角が大きくなり
、第3図(C)のように吐出圧力Pdが導かれると傾き
角が小さくされる。このような傾き角制御のため、この
コンプレッサ2は、ケーシング室21Rを吸入側室30
gまたは吐出側室30dと択一的に連通ずる目的で、エ
ンドカバー31内に、第4図に詳細を示すコントロール
バルブ32を有する。
(1−3:コントロールバルブ32〉 第4図はコントロールバルブ32の詳細内部構造を示す
、コントロールバルブ32は、先端側聞口に弁シート部
材321が嵌合されたバルブボディ322を有し、その
バルブボディ322には。
先端にボール323を一体的に取付けたバルブピン32
4が内挿される。バルブボディ322内には、吐出側室
30dとポート327で連通する高圧室328と、ポー
ト329A、329Bを介してケーシング室21Rに連
通する室330とが形成され、ボール323をスプリン
グ325でシート326に押し付けて両者が遮断される
また、バルブボディ322の基部側には、内部にベロー
ズ331を備えたエンドキャップ332が装着される。
このベローズ331の両端にはスプリングシート333
とエンドメンバ334とが取付けられ、スプリングシー
ト333とエンドメンバ334との間に介装されたスプ
リング335でベローズ331が伸長方向に付勢される
更に、スプリングシート333の凹部からエンドメンバ
334を貫通してロッド336が設けられ、このロッド
336の先端がバルブピン324の基部に設けた凹部に
当接される。
エンドキャップ332とベローズ331との間には、エ
ンドキャップ332とエンドカバー31にそれぞれ形成
されたポート337.ポート338を介して吸入側室3
0sに通ずる制御室339が構成され、この制御室33
9は、バルブピン324の基部に設けた弁体340とバ
ルブボディ322のシート343との間の通路を介して
室341と連通可能される。この室341はポート34
2を介してケーシング室21Rと連通される。
更に、スプリングシート333には可動板343が固着
され、この可動板343には、電磁アクチュエータ34
4のプランジャ345が連結される。この電磁アクチュ
エータ344の周囲には可動板343をスプリングシー
ト333に押圧するリターンスプリング346が配設さ
れる。このリターンスプリング346のばね力はスプリ
ング335のばねよりも十分に大きくされる。電磁アク
チュエータ344のソレノイド部は第5図に示すように
リレー56を介して出力回路49に接続され、後述の如
くソレノイド電流I 80Lにより制御される。
一般には、コンプレッサ2の吸入圧力Psが予め設定さ
れた圧力Pr(以下、設定圧力)を越えるとコントロー
ルバルブ32が作動する。すなわち、スプリング335
のばね力に抗してベローズ331が収縮してロッド33
6が下方に変位し、スプリング325のばね力でバルブ
ピン324もその下降動作に追動する(このとき可動板
343は不動である)、これにより、ボール323がシ
ート326に着座するとともに、弁体340がシート3
43から離れる。この状態を模式的に示したのが第3図
(b)である、この図からも分かるように、制御室33
9から吸入圧力Psが室341、ポート342を介して
ケーシング室21Rに導かれて傾き角が大きくなり吐出
容量が増大する。
吸入圧力Psが設定圧力Pr以下の場合には、スプリン
グ335のばね力によりロッド336がバルブピン32
4を上方に押動し、弁体340がシート343に着座す
ると共に、ボール323がシート326から離れる(こ
のとき可動板343は不動である)、この状態を模式的
に示したのが第3図(c)である。この図からも分かる
ように、高圧室328.室330およびポート329B
を経て吐出圧力Pdがケーシング室21R内に導かれ傾
き角が小さくなり、吐出容量が減少する。
ここで、上記設定圧力Prは次のように変更制御される
電磁アクチュエータ344のソレノイド部が消磁されて
いるときは、可動板343はスプリング335と346
とがバランスする位置にあり、ソレノイド電流が増加す
るのに比例して可動板343は上方に移動し、スプリン
グ335のばね力がソレノイド電流に比例して大きくな
る。この結果、コントロールバルブ32の設定圧力Pr
もソレノイド電流に比例して大きくなる。
<1−4:制御回路40〉 第5図に本発明に係る車両用空調装置の制御回路40の
一例を示す。CPU41には入力回路42を介して、外
気温度TAMBを検出する外気温センサ43.車室内温
度TINCを検出する室内温度センサ442日射量Q 
sUNを検出する日射センサ45.エバポレータ4下流
の空気温度(以下、吸込温度という)Trqrを検出す
る吸込温度センサ46.膨張弁6の出口側管面に設けら
れて冷媒温度T refを検出する冷媒温度センサ47
゜エンジン冷却水温Twを検出する水温センサ48がそ
れぞれ接続され、これらのセンサ43〜48から各種温
度情報や熱量情報がCPU41に入力される。また、入
力回路42には、エアコンスイッチ57、プロアファン
スイッチ58、イグニションスイッチ59、デフロスタ
スイッチ60、インテークマニホルドの吸気圧力を検出
する吸気圧力センサ61およびエンジンの回転数を検出
する回転数センサ62、エアミックスドア11の開度を
検出するエアミックスドア開度センサ63も接続される
更に、CPU41には、出力回路49を介してインテー
クドアクチ−エータ50.エアミツクドアアクチユエー
タ51.ベントドアアクチュエータ52.フットドアア
クチュエータ53.デフロスタドアアクチュエータ54
およびプロアファン制御回路55が接続され、プロアフ
ァン制御回路55にはプロアファンモータ9が接続され
ている。
出力回路49にはさらに、リレー56を介して、コント
ロールバルブ32に付設された電磁アクチュエータ34
4のソレノイド部が接続されている。
CPU41は、各センサ43〜48.61〜63、各ス
イッチ57〜60から入力された各種情報に基づいて、
インテークドアクチュエータ50、エアミックスドアア
クチュエータ51などの各種アクチュエータを駆動制御
して空気の吸込口や吹出口および吹出し温度あるいはコ
ントロールバルブ32の設定圧力Prを適切に制御する
さらに、風量制御信号によりプロアファン制御回路55
を介してプロアファンモータ9を駆動制御してプロアフ
ァンの風量を適切に制御する。
(■)実施例の動作 次に実施例の動作を説明する。
<ll−1:基本フローチャート−〉 第6図はCPU41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、通常のオートエア
コンモードにおいては、例えば設定温度T PTCを2
5℃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ルパネルか
ら、車室内温度’rrNcは室内温度センサ44から、
外気温度TAMBは外気温センサ43から、吸込温度T
IN丁は吸込温度センサ46から、冷媒温度T ref
は冷媒温度センサ47からそれぞれ与えられる。また、
エンジン水温Twは水温センサ48から、日射量Q s
uNは日射センサ45から与えられる。
次にステップS30では、外気温センサ43から得られ
る外気温度TAMB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TAMに処理する0次に
ステップS40では日射センサ45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TPTC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+ 
TlNCe TAM+ Q’5tlNから目標吹出温度
Toを算出すると共に、この目標吹出温度TOと実際の
吹出温度との偏差に応じてエアーミックスドア11の開
度を算出する。ステップS70ではコンプレッサ2を以
下に述べるように制御する。
ステップS80では各吹出口を制御する。ステップS9
0では吸込口、即ち、外気導入ロアaおよび内気導入ロ
アbの選択切換を制御する。ステップ5100ではプロ
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。
<ll−2:コンプレッサ制御〉 第7図(a)は第6図のコンプレッサ制御(ステップ5
70)を詳細に説明するフローチャートである。
第7図(a)においてステップ5701ではプロアファ
ン9が作動しているか(オンしているか)否かをプロア
ファンスイッチ58からの信号により判定し、非作動な
らばステップ5702でコンプレッサ2を停止(オフ)
する。作動中ならばステップ5703において、検出さ
れた冷媒温度T refに基づいて状態1か2かを読み
取りその状態を所定の格納領域に格納する。なお、ステ
ップ5703におけるT、reflは熱負荷が小さい状
態での冷媒温度であり、T ref、はT ref工よ
りもある程度高い冷媒温度である0次いで、ステップ5
704で状態2と判定されると、ステップ5702にお
いてコンプレッサを停止する。状態1と判定されると、
ステップ5705において、回転数センサ62からの信
号によりエンジン回転数の状態を判定し、低回転領域の
とき(第7図(b)に示すようにエンジン回転数が所定
回転数Rref。
に上昇するまでの間)にはステップ5706に進み、高
回転領域のとき(同図(Q)に示すように回転数が所定
回転数Rreflに低下するまでの間)にはステップ5
712のデストローク制御に進む。
高低の回転領域は1回転数の大きさに応じて第7図(b
)のように定められる。ステップ8706では、補正処
理された外気温度TAMに基づいて、状態3〜5のいず
れかを判定して所定の格納領域に格納し、ステップ57
07に進む、なお、ステップ5706において、 TA
MlおよびTAMlは外気温度が極めて低い状態を言い
、TAM3およびTAM4は外気温度がある程度高い状
態を言う。
ステップ5707ではデフロスタスイッチ60がオンし
ているか否かを判定し、オフならばステップ8708に
おいて、ステップS60で演算された目標吹出温度To
が、ヒータユニット10へ流入する空気をエアミックス
ドア11が全て遮断するような温度T red以下か否
かを判定する。
T red以下ならばステップ5709に進んで急速ク
ールダウン制御を行う。
なお、このステップ5708の判定は、イグニションス
イッチ59のオフからオン時に1回だけ行ったり、プロ
アファンスイッチ58のオフからオン時に1回だけ行う
ようにする。
<U−3:急速クールダウン制御〉 第8図(a)は第7図(a)のステップ5709におけ
る急速クールダウン制御のフローチャートを示す、ステ
ップ57091において、エバポレータを通過する空気
の出口側の目標温度(以下。
目標吸込温度という) T’lNTをエバポレータの凍
結開始可能温度以下の温度T1とするとともに。
タイマの計時時間Timelとしてt□を設定する。
ここで、目標吸込温度T’lNTをかかる温度Tiとし
たのは、夏季日中のように周囲温度が高い場合には、エ
バポレータ下流の実際の空気温度TINTを凍結開始可
能温度よりも更に低い温度T工にしても所定時間内なら
ば凍結しないことを本発明者が確認したことによるもの
であり、また、このように目標吸込温度T’lNTを温
度T□のように低くすることにより、コンプレッサ2の
吐出容量を調節するコントロールバルブ32の設定圧力
Prを低くでき、もって、より低い吸入圧力Psの領域
でコンプレッサ2の吐出容量を大きく保持でき、冷却能
力を十分に発揮できるからである。
次にステップ57092において、ソレノイド通電電流
I soシtを演算する。
この演算は第9図のフローチャートに示されるように、
まず吸込温度TINTと目標吸込温度T’lNTの差(
T INT −T ’ INT)を演算しくステップ5
941)、この差から比例項電流IPおよび積分項電流
IIをそれぞれ第10図および第11図に従ってステッ
プ5942で求める。
ここで、比例項電流IPはステップ5941で演算され
た差に基づいて第11図から求められ。
積分項電流■!は、同様の差に基づいて第10図からΔ
IIを求め、このΔIIに前回までの工!を加えた値I
+(=I++ΔIt)として求められる。そしてステッ
プ5943において、比例項電流IPと積分項電流II
との差に相当する電流をソレノイド通電電流I soシ
tとして求める。すなわちソレノイド通電電流I 80
L工は、工5oL=工P−工I   11#・ (1)
で求められる。
ただし、IPはアンペア、IIはミリアンペアである。
また、第8図(a)のステップ57093においては、
吸込温度T INTが凍結開始可能温度T4以下か否か
を判定し、肯定するまで繰り返しステップ57092と
ステップ57093とを実行し、TINT:T4になる
と、ステップ57094においてタイマTimelの計
時を開始してステップ57095に進む。ステップ57
095においては、ステップ57092と同様にソレノ
イド通電電流I 80Lxを演算する。次いでステップ
57096において、目標吹出温度Toが温度T1以上
か否かを判定する。ここで、温度T、は、エアミックス
ドア11がヒータユニット10への空気の流入を開始す
るような温度である。ステップ57096が否定される
とステップ87098に進み、肯定されるとステップ5
7097においてタイマTimelがtlの計時を完了
したか否かを判定する。このステップ87097が否定
されるとステップ57095に戻る。肯定されるとステ
ップ87098に進んでエバポレータ目標吸込温度T’
lNTを1度/秒づつ増加する。
したがって、第10図、第11図および第1式かられか
るように、急速クールダウン時においては、I SQL
工はエバポレータ4の吸込温度TINTが温度Tユにな
るまで急減する。ソレノイド電流I soi、工が小さ
くなると、第4図に示した電磁アクチュエータ344の
可動板343が下方に変位して、弁体340を開放する
設定圧力Prが低くなる。この結果、コンプレッサ吸込
圧力Psが小さい値でも弁体340が開いてケーシング
室21Rには吸込圧力Psが導かれ、傾き角が大きくす
なわちコンプレッサ吐出容量が大きく(冷却能力が大き
く)されるに のような制御は、第8図(b)の特性図に示すとおり、
吸込温度TINTが温度T4まで低下してからt0分間
、または目標吹出温度Toが温度T5以下になるまで続
行される。すなわち、吸込温度T INTが温度T工に
設定されたまま所定時間だけコンプレッサ2がオーバス
トローク運転され急速クールダウン制御が実行され、夏
季日中など急速に車室内を冷却することができる。
一方、第7図のステップ8708において、目標吹出温
度Toが温度T red以下でないときには、ステップ
5710において、吸気圧力センサ61で検出されたイ
ンテークマニホルドの吸気圧力に基づいて加速状態か否
かを判定し、加速状態であれば、ステップ5711にお
いて、吸込温度T INTがTINTユ度以下か否かを
判定する。肯定されるとステップ5712においてデス
トローク制御を実行する。
<ll−4:デストローク制御〉 第12図(a)はデストローク制御のフローチャートを
示す、ステップ57121において、T INT> T
 ’ INT+ 1 か否かを判定し、否定されるとステップ57122に進
み、肯定されるとステップ57123に進む。
ステップ57122では、目標吹出温度T’lNTをT
工。度だけ増加させ、次のステップ57124において
、上述の第10図及び第11図のグラフから第1式に基
づいて電磁アクチュエータ344のソレノイド部に供給
する電流値I 80Llを制御する。
一方、ステップ57123では、目標吹出温度T’lN
TをT□1度(〉T1゜)として、ステップ57124
で同様に第1式から求めた電流値I 30L工により電
磁アクチュエータ344を制御する。
すなわち、ステップ57121において、目標吸込温度
T’[N丁と吸込温度TINTどの相対比較により、現
在のエバポレータの冷却状態を判定する。否定されるこ
とはある程度エバポレータが目標値に近づいて運転され
ていることを意味し、ステップ57122において、目
標吸込温度’r’rurを比較的小さい数値であるT1
゜度だけ高くして電流値I 80L□を決定する。この
結果、第4図の可動板343が上方に移動してスプリン
グ335のばね力が大きくなり、コントロールバルブ3
2の設定圧力Prが高めに設定され、コンプレッサ2の
吸入圧力Psが従前よりも高めの状態でもケーシング室
21R内にはコンプレッサ吐出圧力Pdが導かれて傾き
角が小さめに保持される。
この場合、目標吸込温度T’INTが高くなると、実際
に検出される吸込温度T TNTが高くなり目標吹出温
度TOとの偏差が変わりエアミックスドア11が閉じ側
に駆動されるから、冷媒流量が減っても吹き出し温度は
上昇しない。
なお、エアミックスドア11の開度は第12図(b)に
示すように制御される。
第12図(b)において、ステップ5601で定数A−
Gを初期化し、ステップ5602で、エアミックスドア
開度センサ63の信号により現在のエアミックスドア開
度Xを入力する。次いでステップ5603において、図
示の式に基づいて目標吹出温度Toと実際の吹出温度と
の偏差Sを求める。そしてステップ5604においてこ
の偏差Sを所定値Soと比較する。5(−8oの場合、
ステップ5605でエアミックスドア開度をコールド側
、すなわちヒータユニット10を通過する空気流量が少
なくなるように閉じ側にする。S〉−5oの場合、エア
ミックスドア開度をホット側。
すなわちヒータユニット10を通過する空気流量が多く
なるように開き側にする。IS1≦+S。
の場合、現状の開度をそのまま維持する。
一方、デストローク制御のステップ57121が否定さ
れることは、エバポレータを通って吸い込まれる空気温
度TINTがTX0度以下でありエバポレータの冷却能
力はかなり発揮されているが。
目標吸込温度T’lNTとはまだ隔たりがあることを意
味し、冷却性能はある程度無視して加速性能を重視する
ため、エバポレータ目標吸込温度T’lHTをT11度
にしてソレノイド通電電流I 80Lxを大きくする。
ここで、この所定温度T。は、コンプレッサを停止させ
ずに吐出容量を最小にした状態でのエバポレータ下流の
空気温度に相当する温度で実験的に求められる。したが
って、可動板343がステップ57122の場合よりも
更に上方に移動してコントロールバルブ32の設定圧力
Prが上述の場合よりも更に高めに設定され、コンプレ
ッサ2の吸入圧力Psがかなり高くなってもケーシング
室21R内にはコンプレッサ吐出圧力Pdが導かれて傾
き角が小さめに保持される。
以上の各ステップ57121〜57123は、第7図(
a)のステップ5705でエンジン回転数が高いと判定
されたときにも実行される。
以上のようにデストローク制御は加速時あるいはエンジ
ン高回転域運転時に実行され、それぞれのデストローク
制御によって次のような作用効果がある。
■加速時のデストローク制御 このデストローク制御は、加速時であってエバポレータ
吸込温度T INTがTIN丁、度以下のときに実行さ
れるが、エバポレータ吸込温度T’rN丁がTtNTx
度以下の度合下エバポレータの冷却能力がかなり発揮さ
れているので、冷却性能を多少犠牲にして加速性能を向
上させるものである。すなわち、デストローク条件が判
定されると、コントロールバルブ32の設定圧力Prを
上げてコンプレッサ2の吸入圧力Psが比較的大きくな
ってもケーシング室21Rにコンプレッサ吐出圧力Pd
を導き、これにより、コンプレッサの吐出容量を小さめ
にする。この結果、コンプレッサの吸収馬力を低減して
加速性能を向上させる。
この場合、現在の冷却がほぼ十分であれば、具体的には
、吸込温度T INTが目標吸込温度T″INTにほぼ
達していれば、コントロールバルブ32の設定圧力Pr
を多少高めに設定し、冷却性能をある程度維持しつつ加
速性能を向上させる。一方、吸込温度T INTが目標
吸込温度T’lNTとはまだ隔たりがあれば、コントロ
ールバルブ32の設定圧力Prをより高めに設定し、冷
却性能を無視して加速性能を前者よりも重視する。
■高回転領域でのデストローク制御 エンジン回転数が高回転領域においては、可変容量コン
プレッサも高速回転しその耐久性に悪影響を及ぼす、ま
た、高速回転であれば、コンプレッサの傾きが小さくて
も必要な冷媒流量を得られる。このため、高速回転領域
では、可変容量形コンプレッサの傾き角を小さくしてピ
ストンの往復動速度を遅くして、耐久性の向上を図る。
また、第7図(a)のステップ5711が否定されると
、ステップ5713において、エアコンスイッチ57が
オンか否かを判定する。オンならばステップ8716に
ジャンプし、オフならばステップ5714でそれぞれ上
述の状態3〜5のいずれであるかを判定する。状1!3
ならばステップ5715において省燃費、省動力制御を
行い、状態4又は5のときはステップ5702に進み、
コンプレッサ2をオフする。
く■−5:省燃費、省動力制御〉 第13図(a)は省燃費、省動力制御のフローチャート
を示す、ステップ57151において、吹出口がパイレ
ベルCB/L)モードか否かを判定する。B/Lモード
ならばステップ57152に進み、B/Lモードでなけ
ればステップ57153に進む、ステップ57152お
よび87153においては、第13図(b)のグラフに
従って、目標吹出温度Toから目標吸込温度T’lNT
を求める。
すなわち、B/Lモードでは特性線図■にしたがって目
標吸込温度T’IN’rを設定し、B/Lモード以外の
モードでは特性線図1にしたがって目標吸込温度T’l
NTを設定する。
次いで、ステップ57153に進み、吸込温度−TIN
T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57154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57158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57156において、上述したと
同様にしてソレノイド電流値I SQL工を制御して所
定の処理に戻る。
以上の手順によれば、目標吹出温度Toに応じた吸込温
度T INTどなるようにコンプレッサが極め細かく制
御され、以下の理由により、省燃費、省動力が図られる
従来のように、現在の吸込温度T rNTと目標吹出温
度To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。
この実施例によれば、ある目標吹出温度’r。
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TINT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13図(
b)のグラフに従って演算される目標吹出温度Toから
目標吸込温度T’lNTを決定し、この目標吸込温度T
’lNTによりコンプレッサの吐出容量を制御して、吸
込温度TINTかむやみに低下し過ぎないようにしてい
る。このことは、コンプレッサが必要最低限の吐出容量
(傾き角)で運転されていることを意味し、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。
ところで、この実施例のように、コンプレッサを必要最
低限の能力で運転することは、吸込温度T TNTが目
標吹出温度Toと極めて接近することを意味し1両者の
偏差が大きいほど開度が大きく制御されるエアミックス
ドア11は、はば全閉状態となる。このため、吹き出し
口をB/Lモードにするとき、例えば足下吹出ロアdか
ら吹き出される空気温度と、ベント吹出ロアcから吹き
出される空気温度とがほぼ等しくなり、いわゆる頭寒足
熱の効果が得られなくなる。そこで、B/Lモード時に
は、上述した意味での省動力、省燃費の効果は若干低下
するが、吸込温度T INTを低めに設定してエアミッ
クスドア11を開き気味にし、例えば、足下吹出ロアd
から吹き出される空気温度を高めにし、これにより頭寒
足熱の効果を得る。
すなわち、同一の目標吹出温度Toに対して、B/Lモ
ードにおける目標吸込温度T’lNTがそれ以外のモー
ドにおける目標吸込温度T’lNTより低く設定され、
B/Lモードではそれ以外のモードに比べて第1式によ
るソレノイド電流I 5OLLが小さくなり、同一の目
標吹出温度TOに対する吸込温度TINTが小さくなり
、上述したようにエアミックスドア11が開き側に設定
されて頭感足熱の効果が得られる。
また第7図において、ステップ5707が肯定されると
、すなわち、デフロスタスイッチ60がオンしていると
きには、ステップ5706で格納された状態3〜5をス
テップ8716で判定しその結果に応じて、各種の制御
が行われる。
すなわち、状態3の場合は、ステップ5717において
MAX除湿制御が行われる。
(II−6: MAX除湿制御〉 第14図はMAX除湿制御のフローチャートを示す。ス
テップ57171において、目標吸込温度T ’ IN
Tを上述した凍結開始可能温度1.度に設定する。次い
で、ステップ57172において、吸込温度TINTに
基づいて、状態6か7かを判定する。そしてステップ5
7173において状態7と判定されると、ステップ57
174においてコンプレッサ2をオフする。状態6と判
定されると、ステップ57175において、第9図に示
したとおり上述の第1式、第10図および第11図に基
づいて電磁アクチュエータ344のソレノイド電流I 
SQL工を制御する。
一方、第7図のステップ8716において状態4が判定
されると、ステップ8718において低温デミスト制御
を行う。
<If−7:低温デミスト制御〉 第15図(a)は低温デミスト制御のフローチャートで
ある。この制御においては、電磁アクチュエータ344
の電流I 80Lzは、冷媒温度T refと目標冷媒
温度T ’ refとに基づいて第17図および第18
図のグラフから求められるIpとΔ工!とにより、第1
式に基づき算出される。
すなわち、ステップ87181において、目標冷媒温度
T ’ ref、として外気温度TAに+T、を、目標
冷媒温度T ’ ref、として外気温度TAM−T、
をそれぞれ設定する。また、タイマT ime 2にt
2分を。
タイマTi■e3にt2分をそれぞれ設定する0次いで
ステップ57182でフラグ1がOか否かを判定し、肯
定されると、ステップ87183でフラグ2がOか否か
を判定する。肯定判定されると、ステップ57184に
おいて、T ime 2の計時を開始し、ステップ87
185において、 T’refとしてまず目標冷媒温度
T ’ ref、を選択し、ステップ57186におい
て、ソレノイド電流Isoシzを第16図の手順により
求める。これは、第17図と第18図のグラフに示すよ
うに、比例項電流IPと積分項電流11を目標冷媒温度
T’refで求める点以外は第9図のソレノイド電流I
 5ob1の手順と同様であり、説明を省略する。
次に、ステップ37187において、Time2の計時
が完了したか否かを判定する。計時完了前では否定され
てステップ57194に進み、フラグ1に1を設定して
、所定の手順にリターンする。一方、Time2の計時
が完了すると、ステップ37188において、フラグ1
を0とし、ステップ37189でT ime 3の計時
を開始する。
次いでステップ57190において、T’refとして
目標冷媒温度T ’ ref、を選択してステップ57
191に進み、上述と同様にしてソレノイド電流l80
Lzを制御する。更にステップ57192において、T
ime3の計時が完了したか否かを判定し、計時完了前
ならばステップ57195に進んでフラグ2に1を設定
して所定の手順に戻る。
計時が完了すると、ステップ57193においてフラグ
2に0を設定して所定の手順に戻る。
以上の手順によれば、時間経過と共に、目標冷媒温度T
 ’ ref3とT ’ ref、とが第15図(b)
のように選択されてl5oLzが調節される。この結果
、T ’ ref、でll0Lvを調節するときは冷媒
温度を外気温度よりも4度低くして除湿が行われる。な
お、T’ref、とT ’ ref、とを交互に選択し
てコンプレッサを脈動運転するのは、冷媒の流量が少な
い運転時のオイル潤滑性を向上させコンプレッサの焼き
付きを防止するためである。
以上の実施例の構成において、可変容量コンプレッサが
吐出手段101を、吸込温度センサ46が検出手段10
3を、コントロールバルブ32や吸込圧力Ps、吐出圧
力Pdをケーシング室21Rに導くための構造等が容量
変更手段104を、CPU41、特に第8図、第9図の
各ステップ等が設定値変更手段106を、CPU41、
特に第7図(a)のステップ5708が出力手段105
をそれぞれ構成する。そして、コンプレッサ2の吸込圧
力Psが物理量であり、その吸込圧力Psに対応する設
定圧力Prが設定値である。また。
第1の値とは、エバポレータ下流の吸込温度T INT
が14度に対応する吸込圧力の値に設定される設定圧力
Prであり、第2の値とは、それよりも低いT4度に対
応する吸込圧力の値に設定される設定圧力Prである。
この設定圧力Prはコントロールバルブ32へのソレノ
イド通lit流I !90Lを制御することにより制御
される。
(III)変形例 コンプレッサの吐出容量は斜板の傾き角によって制御し
たが、斜軸式でも良い、また、吸入圧力または吐出圧力
をケーシング室内に導いて傾き角を制御したが、その他
の方式でも良い、更に、目標吹出温度ToがT red
度以下のときに急速クール要求があると判定したが、車
室内温度や外気温度あるいはエアミックスドアの開度を
制御する信号によって急速クール要求の有無を判定して
もよい。
更にまた、急速クール要求スイッチを設け、操作者の操
作によりスイッチがオンされ急速クール要求が出力され
るときに上述のような制御を行っても良い。
また、吸入圧力が設定値を越えると吐出容量を大きくし
設定値以下では吐出容量を小さくするようにしてエバポ
レータの凍結を防止したが、エバポレータの温度を代表
する他の物理量、例えば冷媒温度などを設定値と比較し
て吐出容量の制御を行っても良い。
更にまた、急速クール制御は、目標吸込温度T″INT
をT□度に設定しt□分間または目標吹出温度ToがT
s(>’r、)度以下になるまで行うようにしたが、こ
れらの数値は空調装置の凍結限界に応じて種々変更され
る。
G0発明の効果 本発明によれば、夏季日中のように車室内温度を急速に
冷却する必要のあるときには、所定時間だけエバポレー
タがその凍結開始可能温度より低く設定されるのを許容
したので、その間のコンプレッサの吐出容量が大きくさ
れ冷却性能が一時的に向上して急速冷却が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)はクレーム対応図である。 第2図〜第18図は本発明に係る車両用空調装置の一実
施例を説明するもので、第2図が全体の構成図、第3図
(a)が可変容量コンプレッサの内部構造図、第3図(
b)、(Q)がその動作を説明する図、第4図がそのコ
ントロールバルブの詳細内部構造図、第5図が制御回路
のブロック図。 第6図が基本フローチャート、第7図(a)がコンプレ
ッサ制御のフローチャート、第7図(b)が回転数領域
を示す線図、第8図(a)が急速クールダウン制御のフ
ローチャート、第8図(b)がそのときの吸込温度T 
INTの時間変化を示す特性図、第9図がソレノイド電
流I 80L、を制御するためのフローチャート、第1
0図および第11図がソレノイド電流I SQL工を演
算するためのグラフ。 第12図(a)がデストローク制御のフローチャート、
第12図(b)がエアミックスドア開度制御のフローチ
ャート、第13図(a)が省燃費。 省動力制御のフローチャート、第13図(b)がその時
の2つの特性を選択するためのグラフ、第14図がMA
X除湿制御のフローチャート、第15図(a)が低温デ
ミスト制御のフローチャート、第15図(b)が低温デ
ミスト制御時の目標冷媒温度T ref2およびT r
ef、の時間変化を示す特性図、第16図がソレノイド
電流I 80Lzを制御するためのフローチャート、第
17図および第18図が低温デミスト制御時のソレノイ
ド電流I !30LZを演算するためのグラフである。 1:エンジン    2:コンプレツサ4:エバポレー
タ  9ニブロアファン10:ヒータユニット 32:コントロールバルブ 40:制御回路 101:吐出手段 102:エバポレータ 103:検出手段 104:容量変更手段 1o5:出力手段 106:設定値変更手段 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人弁理士   永 井 冬 紀 第1図(a) 第1図(b) lエバポレータ1 第4図 第6図 第8図(a) 第9図    第10図 第12図(b) 第13図(a) 第14図 第15図(b) →を 第15図(a) 第16図 第17図 ΔIx(mA+ 第18図 IP(A)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1) 冷媒を圧送する吐出手段と、 エバポレータの温度を代表する物理量を検出する検出手
    段と、 該検出手段で検出された物理量が設定値を越えると前記
    吐出手段の吐出容量を増大し、前記設定値以下になると
    その吐出容量を低減する容量変更手段と、 急速冷却を指令する出力手段と、 前記急速冷却指令がないときには、前記設定値をエバポ
    レータの凍結開始可能温度に対応して定まる第1の値と
    し、前記急速冷却指令があるときは、前記設定値を前記
    凍結開始可能温度よりも低い温度に対応する第2の値と
    する設定値変更手段とを具備することを特徴とする車両
    用空調装置。 2) 冷媒を圧送して吐出する吐出手段と、エバポレー
    タの温度を代表する物理量が設定値を越えると前記吐出
    手段の吐出容量を増大し、前記設定値以下になるとその
    吐出容量を低減する容量変更手段と、 急速冷却指令に基づいて、当該指令がないときは、前記
    設定値をエバポレータの凍結開始可能温度に対応して定
    まる第1の値とし、前記指令があるときは、前記設定値
    を前記凍結開始可能温度よりも低い温度に対応する第2
    の値とする設定値変更手段とからなることを特徴とする
    可変容量型コンプレッサ。 3) 前記設定値変更手段は、前記急速冷却指令がある
    ときに所定の時点から所定時間だけ前記設定値を第2の
    値に維持することを特徴とする請求項1に記載の車両用
    空調装置または請求項2に記載の可変容量型コンプレッ
    サ。 4) 前記設定値変更手段は、前記急速冷却指令がある
    ときに、車室内が所定温度に冷却されたことを示す温度
    情報が得られるまで前記設定値を第2の値に維持するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置または
    請求項2に記載の可変容量型コンプレッサ。 5) 前記設定値変更手段は、前記急速冷却指令がある
    ときに、所定の時点から所定時間が経過したこと、およ
    び車室内が所定温度に冷却されたことを示す温度情報が
    得られたことのいずれか一方の条件が満たされるまで前
    記設定値を第2の値に維持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または請求項2に記載の可変
    容量型コンプレッサ。 6) 前記所定時間は、外気温度を示す温度情報が高い
    ほど長くなるように制御することを特徴とする請求項3
    および請求項5のいずれかの項に記載の車両用空調装置
    または請求項2に記載の可変容量型コンプレツサ。 7) 前記物理量が前記吐出手段の吸入圧力であること
    を特徴とする請求項1,請求項3〜6のいずれかの項に
    記載の車両用空調装置または請求項2に記載の可変容量
    型コンプレッサ。 8) 前記物理量がエバポレータを通過する直後の空気
    の温度であることを特徴とする請求項1,請求項3〜6
    のいずれかの項に記載の車両用空調装置または請求項2
    に記載の可変容量型コンプレッサ。 9) 前記物理量が冷媒温度であることを特徴とする請
    求項1,請求項3〜6のいずれかの項に記載の車両用空
    調装置または請求項2に記載の可変容量型コンプレッサ
    。 10) 前記出力手段が急速冷却を手動で指令する手動
    スイッチであることを特徴とする請求項1,請求項3〜
    9のいずれかの項に記載の車両用空調装置。 11) 前記出力手段が、車室内温度を設定温度にする
    ために各種温度や熱量などの情報を検出する検出手段と
    、この検出手段で検出された温度情報に基づいて熱負荷
    が所定値以上か否かを判定する判定手段とから成り、熱
    負荷が所定値以上と判定されると急速冷却指令が出力さ
    れることを特徴とする請求項1,請求項3〜9のいずれ
    かの項に記載の車両用空調装置。
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