JPH02290715A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JPH02290715A
JPH02290715A JP1110577A JP11057789A JPH02290715A JP H02290715 A JPH02290715 A JP H02290715A JP 1110577 A JP1110577 A JP 1110577A JP 11057789 A JP11057789 A JP 11057789A JP H02290715 A JPH02290715 A JP H02290715A
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郁太郎 野路
Masaki Umizumi
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Hideyuki Sakamoto
坂本 秀行
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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僅えた車両用空調
装置に関する, B.従来の技術 本出願人は先に特願昭63−196738号明細書にお
いて,比較的外気温が低いとき(例えば、一5℃〜10
℃)でも十分に除湿が行なわれるようにした車両用空調
装置を提案した。その空yA装置では、次のようにして
コンプレッサの容量が制御される。
(イ)エバポレータの外面に冷媒温度を検出する冷媒温
度センサを設け, (口)外気温を基準としてその上下に上側および下側の
目標冷媒温度を設定し、 (ハ)その上側および下側目標冷媒温度を所定の時間間
隔で交互に選択し、 (二)冷媒温度センサで計測した冷媒温度と選択された
目標冷媒温度の偏差によりコンプレッサの容量を増滅す
る。
このような低温時の除湿制御(以下、低温デミスト制御
と呼ぶ)により、外気温が比較的低い条件下でもエバポ
レータを凍結させることなく所望の除湿性能を得るよう
にしている。
C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、この低温デミスト制御が一旦開始される
と、その指令が解除されるかあるいは外気温がある温度
以下になるまでこの低温デミスト制御が続行されるため
、この制御が長時間にわたって実行されると,エバポレ
ータが凍結するおそれがある。
また、冷媒温度センサをエバポレータの冷媒導入部の外
面に設置しているため,内外気切換ドアが内気循環位置
にあると車室内の暖かい空気が冷媒温度センサの検出結
果に影響を与える。そのため、検出冷媒温度と目標冷媒
温度との偏差が実際よりも大きく算出され、不所望にコ
ンプレッサ容量が増大してエバポレータが凍結するおそ
れがある。
本発明の技術的課題は、エバポレータを凍結させること
なく低い外気温度下でも十分な除湿性能を発揮すること
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、少なくとも可変容量コンプレッサ101、コンデン
サ102、膨張弁103、およびエバポレータ104を
有し、外気導入と内気循環とが切換え可能な車両用空調
装置に適用される.請求項1の発明は、第1図に示すと
おり、外気導入、内気循環を判別する判別手段105と
、吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出手段106
と、膨張弁103からエバポレータ104人口の間で冷
媒の温度を検出する冷媒温度検出手段107と、外気導
入と判別されているときには検出された冷媒温度が目標
冷媒温度となるようにコンプレッサ101の吐出し容量
を制御すると共に、内気循環と判別されると、検出され
た吸込空気温度が目標吸込空気温度となるようにコンプ
レッサ101の吐出し容量を制御する吐出容量制御手段
108とを具備することにより、上述の技術的課題を解
決する。
請求項2の空調装置は、内気循環と判別されているとき
には、検出された吸込空気温度が基準吸込空気温度以下
のときにコンプレッサ101を停止させるとともに、外
気導入から内気循環への切換え直後は、検出された吸込
空気温度に拘らず所定時間だけコンプレッサ101を駆
動するものである。
請求項3の空調装置は、外気導入と判別されているとき
には、検出された冷媒温度が基準冷媒温度以下のときに
コンブレッサ101を停止させるものである。
E,作用 −請求項1一 外気導入時には次のようにして可変容量コンプレッサ1
01の容量を制御する。エバポレータ104に導入され
る冷媒の温度を検出し、この冷媒温度が目標冷媒温度と
なるように可変容量コンプレッサ101の吐出し容量が
制御される。このため、低外気温下でも確実に冷媒の状
態が把握され、コンプレッサ101は、その状態に見合
った吐出し容量に制御される。この結果、低温時に十分
な除湿が可能となる。
内気循環時には、冷媒温度検出手段107に暖かい内気
があたりその検出温度が実際の冷媒温度よりも高めとな
り,その結果、エバポレータ104が過剰に冷却される
おそれがある。このため、次のように可変容量コンプレ
ッサ101の容量を制御する。
すなわち、エバポレータ104下流の吸込空気温度を検
出し、この吸込空気温度が目標吸込空気温度となるよう
に可変容量コンブレッサ101の吐出し容量が制御され
る。これにより、温度誤検出によるエバポレータ104
の凍結が防止され、低温時に十分な除湿性能が得られる
−請求項2− 内気循環時には、吸込空気温度が基準温度以下になると
コンプレサ101が停止される。したがって,冷媒温度
検出手段107に車室内の空気があたり冷媒温度を誤検
出していても,それに影響を受けずに確実にエバポレー
タ104の凍結を防止できる。そして、外気導入から内
気循環に切換ねった直後には、吸込空気温度が低くても
コンプレッサ101は一定時間だけ駆動され,内気循環
に切換えた直後に窓が急に曇るのが防止される。
一請求項3一 外気導入時には、エバポレータ104の凍結に直接関連
する冷媒温度が基準温度以下になるとコンプレサ101
が停止される。したがって、低外気温時の除湿性能を十
分に発揮させても確実にエバポレータ104の凍結を防
止できる。
F.実施例 第2図〜第18図により本発明の一実施例を説明する。
(I)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 SQL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S内には、周知のとおリブロアファン9、
ヒーターユニット1o、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
IA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.<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
ってブーり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がピポット支持されて斜設され
ている6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プル26が装着され、
このノンロータリーワップル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.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プル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または吐出圧カPdを導いて各ピストン28の前
後の圧カ差、換言するとシリンダ室とケーシング室との
圧カ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
sまたは吐出側室30dと択一的に連通ずる目的で、エ
ンド力バー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。
<r−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、先端側開口に弁シート部
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
に取付けたバルブビン324が内挿される。バルブボデ
ィ322内には、吐出側室30dとボート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に連通ずる室330とが形成され
、ボール323をスプリング325でシ一ト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一ト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、このロンド
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とエンド力バー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のシ一ト343との間の通路を介して
室341に連通可能とされる。この室341はポート3
42を介してケーシング室21Rと連通される。
更に、スプリングシ一ト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をスプリングシ一
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 SQLにより制御される。
一般には、コンブレッサ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が収縮してロンド33
6が下方に変位し、スプリング325のばね力でバルブ
ビン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がシ一ト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2lR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。
<I−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4oの
一例を示す.CPU41には入力回路42を介して、外
気温度T AMB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44,日射量Q
81JN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)TINT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Tref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
する吸気圧カセンサ61、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,内外気切換ドア
8の位置を検出する内外気切換ドアセンサ64も接続さ
れる。
更に、CPU4 1には、出力回路49を介してインテ
ークドアクチュエータ50,エアミックドアアクチュエ
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5
4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43〜48.61〜64、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叩動制御
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,風景制御信号によりプロアファン制御路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(II)実施例の動作 次に実施例の動作を説明する。
<II−1:基本フローチャートー〉 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SIO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S2o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TPTCは図示しないコントロールパネルから
、車室内温度TINCは室内温度センサ44から、外気
温度T AMBは外気温センサ43から、吸込温度TI
NTは吸込温度センサ46から、冷媒温度Tref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 SUN
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TAMに処理する。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’prcy 
TINct TAMI Q’sυNから目標吹出温度T
O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S90では吸込口、即ち、外気導
入口7aおよび内気導入口7bの選択切換を制御する。
ステップSIOO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。
<II−2:コンプレッサ制御〉 第7図(.)は第6図のコンプレソサ制御(ステップS
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S701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
らばステノプS702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S703において、検出さ
れた冷媒温度Tref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S703におけるT ref1は熱負荷が小さい状態
での冷媒温度であり、T ref2はTref1よりも
ある程度高い冷媒温度である。なお、このT refエ
は、後述する低温デミスト制御において外気温TAMか
ら定められる基準冷媒温度T21よりも低い冷媒温度で
ある。次いで、ステップS704で状態2と判定される
と、ステップS702においてコンプレッサを停止する
以上述べたステップS703,704,702によ九ば
、コンプレッサの破壊が確実に防止される。すなわち、
冷媒流量が極めて少ない条件(例えば,後述する所定低
外気温度領域下における低温デミスト制御)では、エバ
ポレータを通過する風のエバポレータへの熱負荷も極め
て小さいことから、エバポレータ内部の冷媒状態が不安
定になりコンブレッサヘ悪影響を与えるので、冷媒温度
が所定値以下になるとコンプレッサをオフするものであ
る。
そして状態1と判定されると、ステップS705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R ref.に上
昇するまでの間)にはステップS706に進み、高回転
領域のとき(同図(b)に示すように回転数が所定回転
数Rref1に低下するまでの間)にはステップS71
2のデストローク制御に進む。高低の回転領域は、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3706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S707に進む。なお、ステ
ップS 7 0 6 ニおイテ、TAl.IxおよびT
AMz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S707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S708に
おいて、ステップS60で演算された目標吹出温度To
が、ヒータユニノト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S709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3708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。
(n−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S709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S7091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、目標吸込臥度という)T’
lNTをエバポレータの凍結開始可能温度以下の温度T
,とするとともに,タイマの計時時間Timelとして
t1を設定する。
ここで,目標吸込温度T’lNTをかかる温度Tエとし
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T1?しでも所定時間内なら
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S7092において、ソレノイド通電電流
I SQLエを演算する。
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’ INTの差
(TINT−T’ INτ)を演算し(ステップS94
L).この差から比例項電流Ipおよび積分項電流r+
をそれぞれ第10図および第11図に従ってステップS
942で求める。ここで、比例項電流Ipltステップ
S941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I+は、同様の差に基づいて第1o図か
らΔI+を求め、この八■1に前回までのエエを加えた
値1t(=I++ΔI+)として求められる。そしてス
テップS943において、比例項電流Ipと積分項電流
I+との差に相当する電流をソレノイド通電電流工so
L1として求める。すなわちソレノイド通電電流I S
QLエは、Iso++=Ip−Ir    68′ (
1)で求められる。
ただし、IPはアンペア、I+はミリアンペアである。
また、第8図(a)のステップS7093においては、
吸込温度TINTが凍結開始可能温度T4か否かを判定
し、肯定するまで繰り返しステップS7092とステッ
プS7093とを実行し、TINT二T4になると、ス
テップS 7 0 9 4 ニおいてタイマT ime
 1の計時を開始してステップS7095に進む。ステ
ップS7095においては、ステップS7092と同様
にソレノイド通電電流I soL1を演算する。次いで
ステップ87096において、目標吹出温度TOが温度
T5以上か否かを判定する。ここで、温度T5は、エア
ミソクストア11がヒータユニット1oへの空気の流入
を開始するような温度である。ステップS7096が肯
定されるとステップS7098に進み、否定されるとス
テップS7097においてタイマTimelがt1の計
時を完了したか否かを判定する。このステップS709
7が否定されるとステップS7094に戻る。肯定され
るとステップ37098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。
?たがって、第10図、第11図および第1式からわか
るように、急速クールダウン時においては、I SQL
■はエバポレータ4の吸込温度T TNTが温度T■に
なるまで急減する。ソレノイド電流I SOLI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。
このような制御は、第8図(b)の特性図に示すとおり
、吸込温度T INTが温度T4まで低下してからしエ
分間、または目標吹出温度Toが温度T5以上になるま
で続行される。すなわち、吸込温度T INTが温度T
1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3708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
S710において、吸気圧カセンサ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S711にお
いて,吸込温度T INTがT INTx度以下か否か
を判定する。肯定されるとステップS712においてデ
ストローク制御を実行する。
<II−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S7121において、T rNr> T
 ’ INT+ 1 か否かを判定し、否定されるとステップS7122に進
み、肯定されるとステップ37123に進む。
ステップS7122では、目標吹出温度T ’ INT
をT1。度だけ増加させ、次のステップS7124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 SOL、を制御する.一方,ステッ
プS7123では、目標吹出温度T’lNTをT i 
i度(>T,.)として、ステップS7124で同様に
第1式から求めた電流値I SQLエにより電磁アクチ
ュエータ344を制御する,すなわち,ステップS71
21において、目標吸込温度T ’ INTと吸込温度
TINTとの相対比較により、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S7122において,目標吸込温度T ’ [
NTを比較的小さい数値であるT1。度だけ高くして電
流値I SOLx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32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’lNTが高くなると
、実際に検出される吸込温度TINT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S601で定数A−
Gを初期化し,ステップS602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S603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S604においてこ
の偏差Sを所定値Soと比較する。S<−Soの場合、
ステップS605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〉−So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便にする
。ISI≦+SOの場合、現状の開度をそのまま維持す
る。
?方,デストローク制御のステップS7121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Tエ。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 ’ I
NT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 ’ INTをT11度にしてソレノイ
ド通電電流I SQL■を大きくする。ここで、この所
定温度Tエ,は,コンプレソ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S7122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S7121〜S712Qは、第7図(
a)のステップS705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、そ九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TINTがTINTx度以下のときに実行され
るが、エバポレータ吸込温度T TNTがTINTi度
以下の場合は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、コンプレツ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 TNT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TINTが目
標吸込温度T ’ INT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S711が否定されると
、ステップS713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S714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。状態3な
らばステップS715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S702に進み、コ
ンプレッサ2をオフする。
<ff−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S7151において、吹出口がパイレ
ベル(B/L)モードか否かを判定する。B/Lモード
ならばステップS7152に進み、B/Lモードでなけ
ればステップS7153に進む。ステップS7152お
よびS7153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Hにし
たがって目標吸込温度T ’ TNT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’lNTを設定する。
次いで,ステップS7154に進み、吸込温度T IN
Tが、凍結開始可能温度T4およびそれよりも?干低い
温度である温度T,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S7155では、状態7か否かを判定し、背定される
と、すなわち状態7ならばステップS7157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S7156において,上述したと
同様にしてソレノイド電流値I SQL■を制御して所
定の処理に戻る。
以上の手順によれば、目櫟吹出温度Toに応じた吸込温
度TINTと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TINT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TINT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To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 ’ 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 INTが目
標吹出温度Toと極めて接近することを意味し、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ば、ほば全閉状態となる。このため、吹き出し
口をB/Lモードにするとき、例えば足下吹出口7dか
ら吹き出される空気温度と、ベント吹出口7c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 TNT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、足下吹出口7d
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 80Lエが小さくなり,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(a)において、ステップ8707?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S706で格納された状態3〜
5をステップS716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S717において
MAX除湿制御が行われる、 <n−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S7171において,目標吸込温度T’lNTを
上述した凍結開始可能温度T4度に設定する。次いで,
ステップS7172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S71
73において状態7と判定されると、ステップ3717
4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S7175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 sa
t,■を制御する6 一方、第7図(a)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。
<II−7 :低温デミスト制御〉 第15図(a),(b)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へ通電される電流は,外気導入時には冷媒温度
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,内気循環時
には上述の第10図,第11図から求められるrpとΔ
IIとにより算出される。
以下.J@を追って低温デミスト制御について説明する
. まず,ステップS7281において,内外気切換ドアセ
ンサ64からの信号により内気循環か外気導入かを判定
する。外気導入ならばステップS7282に進み、補正
された外気温度TAMを用いて,第15図(d)のグラ
フから基準冷媒温度?2■,T2■を算出する。ステッ
プ57283では、検出された冷媒温度Trefが状態
21か22かを判定する。状態21ならば第7図のステ
ップS702にジャンプしてコンプレッサをオフする。
状態22ならばステップS7181 (第15図(b)
)に進み,目標冷媒温度T ’ ref,として外気温
度TAM+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t2分を、タイマT ime3にt,
分をそれぞれ設定する。次いでステップS7182でフ
ラグ1が0か否かを判定し、肯定されると、ステップS
7183でフラグ2がOか否かを判定する。背定判定さ
れると、ステップ37184において、T ime 2
の計時を開始し、ステップ37185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S7186において、ソレノイド電流I
soシtを第16図の手順により求める。これは、第1
7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IIを目標冷媒温度T ’ refで求め
る点以外?第9図のソレノイド電流I SQL■の手順
と同様であり,説明を省略する。
次に、ステップS7187において、T ime2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S7194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S7188において、フラグ
1をOとし、ステップ87189でT ime 3の計
時を開始する。
次いでステップS7190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S7
191に進み,上述と同様にしてソレノイド電流IsO
Lzを制御する。更にステップS7192において、T
 ime 3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37195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S7193においてフラグ
2に0を設定して所定の手順に戻る。
この第15図(b)に示すステップS7181〜S71
95の手順によれば、時間経過と共に、目標冷媒温度T
 ’ ref,とT ’ ref,とが第15図(c)
のように選択されてIsoLzが調節される。この結果
,T′ref3でISOLzを調節するときは冷媒温度
を外気温度よりもT.(例えば、4度)低《して除湿が
行われる。なお、T ’ ref3とT ’ raf2
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。
一方,ステップ87281 (第15図(a))におい
て内気循環と判定されればステップ87284に進み、
内気循環に切換わった直後か否かを判定する。肯定され
るとステップ87288においてフラグ3が0か否かを
判定し、肯定されるとステップ87289でタイマTi
me4の計時を開始する.そしてステップS7290で
Time4の計時が終了されたか否かを判定し、否定さ
れるとステップS7291でフラグ3に1を設定してス
テップ57286に進む.Time4の計時が終了する
とステップS7292でフラグ3にOを設?してステッ
プS7285に進む。ステップS7284において外気
導入から内気循環への切換え直後ではないと判定される
とステップS7285に進む。
ステップ37285では、検出された吸込空気温度Ts
Nrが状態23か24かを判定し,状態23のときには
第7図(a)のステップS702にジャンプしてコンプ
レッサを停止し、状態24のときにはステップ3728
6で、目標吸込温度T ’ INTに所定温度TREC
を設定する。この所定温度TRECは、0度より大きく
凍結開始可能温度T4よりも低い温度である。その後、
ステップ37287において、検出された吸込空気温度
TINTと目標吸込温度T’lN丁とに基づいてソレノ
イドへの通電電流I 30L■が算出されてコンプレッ
サの容量が制御される。
このような手順によれば、低温デミスト制御実行中に冷
媒温度T refが基準冷媒温度T2■以下になるとコ
ンプレッサが停止してエバポレータの凍結が防止さ九る
。そして、この基準冷媒温度?21を第15図(d)の
グラフのように外気温に連動させているので,低温デミ
スト制御の実行が許容される外気温度範囲(第7図のス
テップS706の状態4)内における比較的低温の状態
では、上記基準冷媒温度T2■が低めに設定されるから
コンプレッサが不所望に停止せず、十分に除湿が行なわ
れる。一方、比較的高温の状態では、基準冷媒温度T2
■が高めに設定されるから、冷却能力が過剰になる前に
コンプレッサが停止されエバポレータの凍結が防止され
る。
また、内気循環時に冷媒温度Tref, Tref’に
よるコンプレッサ制御を行なうと、車室内の暖気により
冷媒温度センサ47が冷媒温度を高めに検出し、その結
果、冷却能力が過剰になりエバポレータが凍結するおそ
れがある。そこで、内気循環時には吸込空気温度T I
NTI T ’ INTによりコンプレッサを制御し、
車室内の暖気による除湿性能への影響を抑制するととも
に、エバポレータの凍結を防止している。
さらにまた、第15図(e)の外気温に対する窓晴れ性
を示すグラフからわかるように、内気循環時にコンプレ
ッサを能動していないときは(符号Cの特性)、外気導
入時にコンプレッサを馳動しているとき(符号aの特性
)に比べて同一外気温下での窓晴れ性が悪い。特に、0
度以下の低温状態では、特性Cの窓晴れ性は非常に低い
。一方、内気循環時には吸込温度T INTが凍結防止
の基準吸込温度T23以下になるとコンプレッサを停止
するようにしている(第15図(a)ステップ8728
5)。しかし、内気循環への切換え直後に直ぐにコンプ
レッサを停止すると、特にO度以下の低温時では窓が急
激に曇るおそれがある。そこで、この実施例のように内
気循環への切換直後は、吸込温度TINTが基準吸込温
度以下であっても所定時間だけはコンプレッサを恥動し
て急激な窓曇りを防止している。
以上の実施例の構成において、インテークドアセンサ6
4が判定手段105を、吸込温度センサ46が吸込空気
温度検出手段106を、冷媒温度センサ47が冷媒温度
検出手段107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、CPU41、特に第15図(a),(b).第1
6図の各ステップ等が吐出容量制御手段108をそれぞ
れ構成する。
なお、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。
G.発明の効果 本発明によれば、外気導入時は冷媒温度に基づいてコン
プレッサ容量を制御すると共に、内気循環時には吸込空
気温度に基づいてコンプレッサ容量を制御するようにし
たので、外気導入時にはエバポレータの凍結に直接関連
する冷媒温度に基づいたコンプレッサ制御ができ、低温
時に安定した除湿性能が発揮できるとともに、内気循環
時においては、冷媒温度の誤検出に起因したエバポレー
タの凍結が確実に防止され、低温時の除湿性能を向上さ
せることができる。
加えて、請求項2の発明によれば、内気循環時には吸込
空気温度が基準温度以下のときにコンプレッサを停止し
てエバポレータの凍結を確実に防止するとともに、内気
循環に切り換えられた直後は、上記コンプレッサ停止条
件が成立してもコンプレッサを所定時間だけ駆動するよ
うにしたので、内気循環切換えに伴う窓の急激な曇りを
防止できる。
更に加えて、請求項3の発明によれば、外気導入時には
冷媒温度が基準温度以下のときにコンプレッサを停止す
るようにしたので、低外気温度時にエバポレータを凍結
ぎりぎりの状態で運転して、十分な除湿性能を発揮する
ようにしてもエバポレータの凍結を確実に防止できる。
【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 rNTの時間変化を示す特性図、第9図
がソレノイド電流I 30Lxを制御するためのフロー
チャート、第10図および第11図がソレノイド電流I
 SOLI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1
 3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MAX除湿制御のフローチャート、第
15図(a)および(b)が低温デミスト制御のフロー
チャート、第15図(Q)が低温デミスト制御時の目標
冷媒温度T ref,およびT ref,の時間変化を
示す特性図、第15図(d)が外気温度と凍結防止基準
温度との関係を示すグラフ、第15図(e)が外気温に
対する窓晴れ性を示すグラフ、第16図がソレノイド電
流I SOLZを制御するためのフローチャート、第1
7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 SOLzを演算するためのグラフである。 1:エンジン     2:コンプレッサ4:エバポレ
ータ   8:内外気切換ドア9:プロアファン  1
0:ヒータユニット32:コントロールバルブ 40:制御回路    64:内外気切換ドアセンサ 101:可変容量コンプレソサ 102:コンデンサ  103:膨張弁104:エバポ
レータ 105・;判別手段106:吸込空気温度検出
手段 107:冷媒温度検出手段 108:吐出容量制御手段 第1図 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2図 ^ギ一 弔 図 第6図 第8図(a) 第9図 第10図 第12図(b) 第1 3図(a) 第1 3図(b) L’O+ ↓01 第1 5図(a) 第14図 第1 5図(c) →t 第1 5図(b) 第IS図(d) + 第1 5図(e) 第16図 第1 7図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも可変容量コンプレッサ、コンデンサ、
    膨張弁、およびエバポレータを有し、外気導入と内気循
    環とが切換え可能な車両用空調装置において、 外気導入、内気循環を判別する判別手段と、前記エバポ
    レータ下流の吸込空気温度を検出する吸込温度検出手段
    と、 前記膨張弁からエバポレータ入口の間で冷媒の温度を検
    出する冷媒温度検出手段と、 外気導入と判別されているときには検出された冷媒温度
    が目標冷媒温度となるようにコンプレッサの吐出し容量
    を制御すると共に、内気循環と判別されると、検出され
    た吸込空気温度と目標吸込空気温度との偏差で前記可変
    容量コンプレッサの吐出し容量を制御する吐出容量制御
    手段とを具備することを特徴とする車両用空調装置。
  2. (2)請求項1に記載の空調装置において、内気循環と
    判別されているときには、検出された吸込空気温度が基
    準吸込空気温度以下のときにコンプレッサを停止させる
    とともに、外気導入から内気循環への切換え直後は、検
    出された吸込空気温度に拘らず所定時間だけコンプレッ
    サを駆動することを特徴とする車両用空調装置。
  3. (3)請求項2に記載の空調装置において、外気導入と
    判別されているときには、検出された冷媒温度が基準冷
    媒温度以下のときにコンプレッサを停止させることを特
    徴とする車両用空調装置。
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