JPH0231917A - 自動車用空調制御装置 - 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、外部制御型の可変容量コンプレッサを備え
た自動車用空調制御装置に関するものである。

（従来の技術） 外部制御型の可変容量コンプレッサは、空調ダクトに配
されたエバポレータ等と共に配管結合されて冷房サイク
ルを構成し、外部からの制御信号で吐出容量が変えられ
るようになっている。このようなコンプレッサを利用し
た冷房サイクルの制御方法として、特開昭５８−４３３
４０号公報に記載されたものがあり、この従来の制御方
法によれば、車室内温度または空調ダクトに吸入された
空気の温度と、例えばエバポレータ直後の温度とに応じ
てコンプレッサの吐出容量を段階的に制御し、車室内温
度または吸入空気温度が低いほど、またエバポレータ直
後の吹出温度が低いほど、コンプレッサの吐出容量を小
さくすると共に、エバポレータ直後の吐出温度が所定温
度以下となったときにはコンプレッサをＯＦＦにし、エ
バポレータの凍結を防止するようにしている。

（発明が解決しよう表する課題） しかしながら、上述の制御のようにエバポレータの凍結
限界温度の近辺でコンプレッサの吐出容量を小容量にす
る場合には、吸入空気の絶対湿度が一般に低下する外気
温度が低い時はど、エバポレークが仮に凍結温度に達し
ても車室内への供給風量がダウンするほどの有害な凍結
に至らないことが多い。上述の制御ではコンプレッサを
凍結を防止する所定温度以下で常に停止させてしまうの
で、エバポレータの凍結状態に支障がない低外気の領域
であるにもかかわらず、コンプレッサの稼動範囲が不必
要に制限されることになり、デミスト能力が不足したり
デミストができなくなってしまう不都合があった。

そこで、この発明においては、上記不都合を解消し、低
外気時でのデミスト能力の向上が図れる自動車用空調制
御装置を提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段） しかして、ごの発明の要旨とするところは、第１図に示
すように、吸入された空気が通過するエバポレータ８及
び自動車のエンジン２２と１６ｍクラッチ２３を介して
連結されているコンプレッサ１８とを含む冷房サイクル
と、前記エバポレータ８の冷却度を検出するモードセン
サ４５と、前記コンプレッサ１８の容量を変える容量可
変装置３７と、外気温度を検出する外気温度センサ４３
とを存する自動車用空調制御装置において、前記外気温
度センサ４３の出力に基づいて外気温度が所定値より大
きいか否かを判定する第１の判定手段１００と、 前記第１の判定手段１００により外気温度が所定値より
大きいと判定された場合はコンプレッサ１８を停止させ
るサーモ設定値を所定の値に、小さいと判定された場合
は外気温度と相関を持たせた値にそれぞれ設定するサー
モ設定値設定手段２００と、 前記モードセンサ４５の出力を前記サーモ設定値設定手
段２００により設定された値と比較し、コンプレッサ１
８を停止させるか否かを判定する第２の判定手段３００
と、 この第２の判定手段３００の判定結果に応じて前記電磁
クラッチ２３を制御する第１の制御手段４００と、 前記第１の判定手段１００により外気温度が所定値より
大きいと判定された場合はエバポレータ８の目標冷却度
を所定の値に、小さいと判定された場合は外気温度と相
関を持たせた値にそれぞれ設定する目標冷却度設定手段
５００と、前記モードセンサ４５により検出されたエバ
ポレータ８の冷却度を前記目標冷却度設定手段５００に
より設定された値に近づけるようにコンプレッサ１８の
吐出容量を設定する容量設定手段６００と、 この容量設定手段６００による設定容量に基づいて前記
容量可変装置３７の調節量を制御する第２の制御手段７
００とを設けたことにある。

（作用） したがって、デミストの要請よりも冷房の要請のために
コンプレッサを稼動させる外気温度が高ぃときには、コ
ンプレッサを停止させる設定値とエバポレータの目標冷
却度とが所定値に設定されるが、デミストの要請のため
にコンプレッサを稼動させる外気温度が低いときには、
コンプレ、７すを停止させる設定値とエバポレータの目
標冷却度とが外気温度に応じて設定されるので、仮にエ
バポレータが凍結しても支障がない範囲までデミスト制
御を確保することができ、そのため、上記課題を達成す
ることができるものである。

（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
最上流側にインテークドア切換装置２が設けられ、この
インテークドア切換装置２は、内気人口３と外気人口４
とが分かれた部分に内外気切換ドア５が配置され、この
内外気切換ドア５をアクチュエータ６により操作して空
調ダクト１内に導入する空気を内気と外気とに選択でき
るようになっている。

送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸い込んで下流側
に送風するもので、この送風機７の後方にはエバポレー
タ８とヒータコア９とが設けられている。

また、ヒータコア９の前方にはエアミックスドア１０が
設けられており、このエアミックスドア１０の開度をア
クチュエータ１１により調節することで、ヒータコア９
を通過する空気と、ヒータコア９をバイパスする空気と
の割合が調節されるようになっている。さらに、ヒータ
コア９の下流側はデフロスト吹出口１２、ベン１〜吹出
口１３及びヒート吹出口１４に分かれて車室に開口し、
その分かれた部分にモードドア１５ａ、１５ｂが設けら
れ、このモードドア１５ａ、１５ｂをアクチュエータ１
６．１７で操作することで吹出モードが切換えられるよ
うになっている。

前記エバポレータ８は、下記するコンプレッサ１８、コ
ンデンサ１９、リキッドタンク２０及びエクスパンショ
ンバルブ２１と共に冷房サイクルを構成している。コン
プレッサ１８は、例えばワブルプレート式であり、第３
図にも示すように、電磁クラッチ２３を介してエンジン
２２に連結された駆動軸２４がコンプレッサ本体２５に
挿入され、この駆動軸２４にワブルプレート２６がヒン
ジボール２７を介して結合されている。このワブルプレ
ート２６は、コンプレッサ本体２５内に形成されたクラ
ンク室２８にヒンジボール２７を支点として駆動軸２４
に対して揺動自在に支持されており、該ワブルプレート
２６に連結されたピストン２９を揺動角に応じてシリン
ダボア３０内で往復動させるようにしである。また、コ
ンプレッサ１８には、圧ノＪ制御弁３１がクランク室２
８に臨むように設けられ、この圧力制御弁３１は、クラ
ンク室２８と吸入側へ通じる吸入室３２との連通状態を
調節する弁体３３と、吸入室３２内の圧力に応じて前記
弁体３３を動かす圧力応動部材３４と、前記弁体３３を
電磁コイル３５への通電量Ｉ、。、に応じて動かすソレ
ノイド３６とを有し、電磁コイル３５への通電量！　Ｓ
ＱＬを外部からコントロールすることにより、ピストン
２９とシリンダボア３０との間からクランク室２８内に
漏れるブローバイガスが吸入側へ戻る量を調節するよう
にしている。しかして、圧力制御弁３１等からコンプレ
ッサ１８の容量を変える容量可変装置３７が構成され、
電磁コイル３５に流れる電流量Ｉ、。。

が上昇してソレノイド３６の磁力が上昇すると、弁体３
３にクランク室２８と吸入室３２との連通を絞る方向の
力が働き、クランク室２８から吸入室３２へ漏れるブロ
ーバイガスの量が少なくなる。

このため、クランク室２８内の圧力が増大してピストン
２９の背面に作用する力が大きくなるので、ワブルプレ
ート２６がヒンジボール２７を支点として揺動角度が小
さ（なる方向に回動し、ピストン２９のストローク、即
ちコンプレッサの容量が小さくなるものである。

尚、容量可変装置３７は、上述した吸入側へフローバイ
ガスの量を圧力制御弁により調節するものばかりでなく
、コンプレッサの使用する気筒数を変えるもの、コンプ
レッサとエンジン２２とを連結するベルト伝達装置のプ
ーリ比を変えるもの、あるいは、ヘーン型コンプレッサ
にあって有効へ−ンの枚数を変えるもの等、実質的に容
量を変えるものであればよい。

そして、前記アクチュエータ６．１１．１７、送風機７
のモード７ａ、コンプレッサ１８の電磁クラッチ２３及
び容量可変装置３７は、それぞれ駆動回路４０２〜４０
ｆを介してマイクロコンピュータ４１からの出力信号に
基づいて制御される。

このマイクロコンピュータ４１は、図示しない中央処理
装置（ＣＰＵ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　、入出カポ−）（Ｉｌｏ
）等を持つそれ自体周知のもので、該マイクロコンピュ
ータ４１には、車室内の温度を検出する車室内温度セン
サ４２からの車室内温度ＴＲ１外気の温度を検出する外
気温度センサ４３からの外気温度Ｔ０、前記エバポレー
タ８又はエバポレータ８の下流側に設けられてエバポレ
ータ８の冷却度をエバポレータ８の温度又はエバポレー
タ８を通過した空気の温度として検出するモードセンサ
４５からの冷却度Ｔ、Ｎ、がマルチプレクサ４６を介し
て選択され、Ａ／Ｄ変換器４７を介してデジタル信号に
変換されて入力される。

また、マイクロコンピュータ４Ｉには操作パネル４８か
らの出力信号が入力される。この操作パネル４８は、送
風機等の空調機器の全てをオート状態に設定するＡＵＴ
Ｏスイッチ４９、オート制御を解除するＯＦＦスイッチ
５０、コンプレッサ１８を手動で稼動させるＡ／Ｃスイ
ッチ５１、吸入空気を内気又は外気に切換える内外気切
換スイッチ５２、吹出モードをデフロストモードに設定
するＤＥＦスイッチ５３、車室内の設定温度を設定する
温度設定器５４、送風機の回転速度を設定する速度設定
器５５、及びデフロストモード以外の吹出モードを設定
するモード設定器５６を備えている。温度設定器５４は
、アップダウンスイッチ５４ａ、５４ｂと設定温度Ｔ、
をデジタル表示する温度表示部５４Ｃとから成り、アッ
プダウンスイッチ５４ａ、５４ｂの操作で温度表示部５
４Ｃに示される設定温度を所定の範囲で変えることがで
きるようになっている。また、速度設定器５５は、送風
機７の回転レベルを切換えるＦＡＮスイッチ５５ａと、
現行の回転レベルを表示するレベル表示部５５ｂとから
成り、ＦＡＮスイッチ５５ａの操作で送風機７の回転レ
ベルが停止（レベル０）、ＬＯＷ　（レベル１）　、Ｍ
ＥＤ　（レベル２）、ＨＩ（レベル３）、ＭＡＸ　　Ｈ
ｌ（レベル４）の順で順次切換えられると共に、レベル
表示部５５ｂの上部にＭＡＮＵＡＬ”の文字が点灯する
ようになっている。更にモード設定器５６は、吹出モー
ドをベント、パイレベル、ヒートの順で順次切換えるＭ
ＯＤＥスイッチ５６ａと、現行の吹出モードを絵表示で
示す絵表示部５６ｂとから成り、ＭＯＤＥスイッチ５６
ａの操作で絵表示部５６ｂの空気流の矢印５７ａ、５７
ｂが選択された吹出モードを示すように点灯表示される
と共に、絵表示部５６ｂの上部に“ＭＡＮＵＡＬ”の文
字が点灯するようになっている。これら点灯表示や各表
示部５４ｃ、５５ｂ、’　　５６ｂの表示は表示回路５
８を介してマイクロコンピュータ４１で制御されるもの
である。

第４図において、前述したマイクロコンピュータ４１に
よるコンプレッサ１８の制御作動例がフローチャートと
して示され、マイクロコンピュータ４Ｉは、ステップ６
０からプログラムの実行を開始し、ステップ６２におい
て各センサ４２，４３゜４５や操作パネル４８からの信
号を入力する。そして、次のステップ６４において、送
風機７が駆動しているか否かを、更に次のステップ６６
において、Ａ／Ｃスイッチ４９が押された（ＯＮ）か否
かをそれぞれ判定する。送風機７が回転していない状態
ではコンプレッサ７を稼動させても温調制御を積極的に
行なえず、またＡ／Ｃスイッチ４９が押されていない場
合にはコンプレッサ１８の稼動を乗員が望んでいないの
であるから、いずれの場合もステップ６８へ進んでコン
プレッサをＯＦＦ状態にする。一方、送風機７が回転し
ており、Ａ／Ｃスイッチ４９も押されていることが判定
されるとステップ７０へ進み、このステップ７０におい
て、外気温度センサ４３により検出された外気温度ＴＡ
が比較的低温の所定温度α、β（例えばβ＃５°Ｃ）よ
り大きいか否かを判定する。

外気温度ＴＡが所定温度αより大きいことがステップ７
０で判定されると、ステップ７２へ進み、第５図にも示
すように、コンプレ・フサを停止させるサーモ設定値Ｔ
。ＦＦをエバポレータ８の凍結開始温度（およそ０℃）
に近い所定の値Ｔ　＋　、Ｔ　ｚに設定する。そして、
次のステップ７４において、前記モードセンサ４５によ
るエバポレータ８の冷却度Ｔ　ＲＥＦがこの設定値Ｔ＋
　、Ｔｚより大きいか否かを判定し、ＴＲＥＦがＴ２よ
り小さくなった場合（Ｂ）にはステップ７６へ進んでコ
ンプレッサ１８を停止（ＯＦＦ）Ｌ、Ｔ　＋ｔＥＦがＴ
２以下になるまで（Ａ）は、ステップへ進んでエバポレ
ータ８の目標冷却度Ｔ、ｌＥＦを予め決められた所定の
冷却度Ｋ（例えば３°Ｃ）に設定する。その後、ステッ
プ８６へ進み、このステップ８６において、エバポレー
ク８の実際の冷却度Ｔ、ＩＥＦと目標冷却度Ｔ□２との
差が例えば（１）式の関係になるようにコンプレッサ１
８の容量を設定し、 ＴＲＥＦ　　ＴＲＥＦＩ≦１℃　　・・・（１）式その
後、ステップ８８を介して他の空調制御ルーチンを経由
してステップ６０に再び戻るようになっている。

これに対して、ステップ７０で外気温度Ｔ、が所定温度
βより小さい場合には、ステップ８０へ進み、コンプレ
ッサ１８を停止させるサーモ設定値Ｔ。ＦＦを、例えば
（２）式に基づいて演算し、外気温度ＴＡと相関を持た
せた値Ｔ３．Ｔ、に設定する。

但し、Ｐ、Ｑ、Ｃ，は演算定数であり、例えばＰを４℃
、Ｑを５℃とする。

そして、次のステップ８２において、エバポレータ８の
冷却度ＴＲＥＦがこの設定値Ｔ　３　、Ｔ　ａより大き
いか否かを判定し、ＴＲＥＦがＴ４より小さくなった場
合（Ｂ）にはステップ６８へ進んでコンプレッサ１８を
停止（ＯＦＦ）Ｌ、Ｔ　ＲＥＦがＴ４以下になるまで（
Ａ）はステップ８４へ進み、このステップ８４において
、エバポレーク８の目標冷却度Ｔ　ＲＥＦを例えば（３
）式に基づいて外気温度ＴＡと相関を持たせた値に設定
する。

ＴＲＥＦ−ＴＡ　　Ｐ　　　　　　・・・（３）式その
後、ステップ８６へ進んで同様にエバポレータの冷却度
Ｔ□、を設定された目標冷却度Ｔ　ＲＥＦに近づける制
御が行なわれるようになっている。

したがって、デミストよりも冷房が要請される外気温度
ＴＡが高いときには、エバポレータの目標冷却度Ｔ　Ｒ
ＥＦとコンプレッサ１８の停止設定値ＴＯＦＦとが０℃
よりも高い所定の値に固定されるのでエバポレータ８の
凍結が防止でき、また、デミストの要請のためにコンプ
レッサを作動させる外気温度が低い時には、エバポレー
タの目標冷却度Ｔ　、ＩＥＦとコンプレッサ１８の停止
設定値Ｔ。、Ｆとが外気温度ＴＡが低くなるに従って低
下するので、エバポレータの除湿能力に見合ったデミス
ト制御が行なえるものである。

尚、この実施例において、ステップ８４のＴＩＩＥＦは
（３）式によって決定されるが、第６図に示すようにＴ
　ＲＥＦの下限ＴＩＩＥＦ（Ｌ）と上限ＴＲＥＦ（Ｈ）
を（４）式に基づいて演算し、目標冷却度を１１時間（
例えば２分）　Ｔ　ＲＥ　Ｆ　（Ｈ）に設定した後にＴ
ＲＥＦ（Ｌ）に変更し、ｔ２時間（例えば３分）　ＴＩ
ＩＥＦ（Ｌ）に設定した後に再びＴＲＥＦ（Ｈ）に変更
するというように、ＴＲＥＦ（Ｈ）とＴＲＥＦ（Ｌ）と
を周期的に切換えるようにしてもよい。

但し、Ｒは定数であり、例えば−１６等の値とする。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、低外気時におい
ては、コンプレッサを停止させる設定値とエバポレータ
の目標冷却度とを外気温度と相関を持たせた値に設定す
るようにしたので、エバポレークが凍結しても供給風量
が低下する等の支障が生じない範囲まではデミスト制御
を確保することができるようになり、デミスト能力の向
上が図れる。

特に、エバポレータの目標冷却度として二つの値を設定
し、この二つの値を交互に目標冷却度としてコンプレフ
サの駆動を制御するいわゆるサイクリング制御を併用す
れば、エバポレータの凍結をより効果的に防ぐことがで
きると共に、冷房サイクル内のオイル循環量も多くなっ
てコンプレッサの焼き付けも防止でき、信頼性の高い制
御が行なえるという効果を奏するものである。

【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
発明における自動車用空調制御装置の実施例を示す構成
図、第３図は同上に用いられるコンプレッサを示す断面
図、第４図はマイクロコンピュータによるコンプレッサ
の制御作動例を示すフローチャート、第５図はコンプレ
ッサを停止させる設定値とエバポレータの目標冷却度の
関係を示す特性線図、第６図はエバポレータの目標冷却
度を設定する他の例を示す特性線図である。 ８・・・エバポレータ、１８・・・コンプレッサ、２２
・・・エンジン、２３・・・電磁クラッチ、３７容量可
変装置、４３・・・外気温度センサ、４５・・・モード
センサ、１００・・・第１の判定手段、２００・・・サ
ーモ設定値設定手段、３００・・・第２の判定手段、４
００．、、第１の制御手段、５００・・・目標冷却度膜
゛定手段、６００・・・容量設定手段・７００・・・第
２の制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　吸入された空気が通過するエバポレータ及び自動車の
   エンジンと電磁クラッチを介して連結されているコンプ
   レッサとを含む冷房サイクルと、前記エバポレータの冷
   却度を検出するモードセンサと、前記コンプレッサの容
   量を変える容量可変装置と、外気温度を検出する外気温
   度センサとを有する自動車用空調制御装置において、 前記外気温度センサの出力に基づいて外気温度が所定値
   より大きいか否かを判定する第１の判定手段と、 前記第１の判定手段により外気温度が所定値より大きい
   と判定された場合はコンプレッサを停止させるサーモ設
   定値を所定の値に、小さいと判定された場合は外気温度
   と相関を持たせた値にそれぞれ設定するサーモ設定値設
   定手段と、 前記モードセンサの出力を前記サーモ設定値設定手段に
   より設定された値と比較し、コンプレッサを停止させる
   か否かを判定する第２の判定手段と、 この第２の判定手段の判定結果に応じて前記電磁クラッ
   チを制御する第１の制御手段と、 前記第１の判定手段により外気温度が所定値より大きい
   と判定された場合はエバポレータの目標冷却度を所定の
   値に、小さいと判定された場合は外気温度と相関を持た
   せた値にそれぞれ設定する目標冷却度設定手段と、 前記モードセンサにより検出されたエバポレータの冷却
   度を前記目標冷却度設定手段により設定された値に近づ
   けるようにコンプレッサの吐出容量を設定する容量設定
   手段と、 この容量設定手段による設定容量に基づいて前記容量可
   変装置の調節量を制御する第２の制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする自動車用空調制御装置。