JPH023521A - 自動車用空調装置 - 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、自動車用空調装置に関し、特に冷房サイク
ルに設けられたコンプレッサの吐出容量を制御する制御
系の改善に関するものである。

（従来の技術） いわゆるオートエアコンと称される自動車用空調装置に
は、設定温度Ｔ０の他に車室内温度ＴＲ１外気温度ＴＡ
、日射ｂｔ　’ｒ　ｓ等に基づいて車室内へ吹出す空気
の必要吹出温度Ｔ。を例えば下式によって演算し、 Ｔ　ｏ　＝Ａ　、Ｔ　ｏ　　Ｂ−Ｔ　ＲＣ、Ｔ　ＡＤ−
Ｔ　ｓ　＋　Ｅ（但し、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは演算定数であ
る。）この必要吹出湯度Ｔ。に基づいてコンプレッサの
吐出容量を制御する形式のものがあり、このような装置
においては、吸込空気の温度や送風量等の変化によりエ
バポレータを通過した空気の温度が一定にならず精度の
よい車室内温調が望めない点が認められている。

このため、従来においては、特開昭６２−９４７４８号
公報に示されるように、エバポレータの冷却度合を検出
し、この冷却度合と前記必要吹出温度Ｔ。

との両方に基づいてコンプレッサの吐出容量を制御する
ものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の必要吹出温度Ｔ０は外気温度や日
射量を含んでいるために、車室内温度が設定温度に近づ
いた場合であっても、例えば外気温度が高いときには必
要吹出温度Ｔ０が大きくなるためにコンプレッサは容量
を大きくするような制御を受け、必要以上の容量で運転
されることとなり温調制御の適切な応答性が損なわれる
という問題点があった。

そこで、この発明においては、総合信号を利用してコン
プレッサの容量制御を行なうことに起因する上記欠点を
解消し、精度のよい温調制御を応答性よく行なうことが
できる自動車用空調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、この発明に係る自動車用空調装置は、第１図
に示されるように、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を駆動源とするコンプ
レッサ１８を含む冷房サイクルと、 この冷房サイクルのエバポレータ８の冷却度合を検出す
るモードセンサ４４と、 前記冷房サイクルのコンプレッサ１８の容量を変える容
量可変手段２４と、 温度設定器５２と車室内温度センサ４２とからの出力に
より設定温度と車室内温度との差を演算する温度差演算
手段１００と、 この温度差演算手段１００の演算結果に基づき前記エバ
ポレータ８の目標冷却度を演算する目標値演算手段２０
０と、 前記モードセンサ４４により検出される冷却度が前記目
標冷却度になるように前記容量可変手段２４の調節量を
制御する制御手段３００とを具備するものである。

（作用） したがって、エバポレータの目標冷却度がどのような環
境下においても常に設定温度と車室内温度との差に基づ
いて決定されるため、車室内温度を設定温度に近づける
制御を行なう際にコンプレッサの容量変化を有効に利用
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内に導入すべき空気を内気と外気とに選択す
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
へ送風するもので、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、ベント吹出口１
３及びヒート吹出口１４に分かれて車室１５に開口し、
その分かれた部分にモードドア１６ａ、１６ｂ。

１６ｃが設けられ、このモードドア１６ａ、１６ｂ。

１６ｃをアクチュエータ１１で操作することで吹出モー
ドが切換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、自動車のエンジン２２に電磁クラ
ッチ２３を介して連結されて該エンジン２２を駆動源に
すると共に、このコンプレッサ１８には容量可変手段２
４が設けられている。この容量可変手段２４は、コンプ
レッサ１８が例えばワブルプレート弐のものであれば吐
出ガスが吸入側へ戻る量を変えてコンプレッサの吐出容
量を変える公知のもので、その実際の構成例が第３図に
示されている。

第３図において、コンプレッサ１８は、クランク室２５
内に駆動軸２６に外嵌されたヒンジボール２７を支点と
して揺動のみが許されたワブルプレート２８を配し、こ
のワブルプレート２８にシリンダボア２９に挿入された
複数のピストン３０を連結し、このピストン３０の往復
動で低圧室３１から吸入された冷媒を圧縮し、高圧室３
２へ吐出するようになっている。また、コンプレッサ１
８には、容量可変手段２４を構成する圧力制御弁３３が
クランク室２５に臨むように設けられ、この圧力制御弁
３３は、前記低圧室３１に連通ずる吸入室３４と前記ク
ランク室２５との連通状態を調節する弁体３５と、吸入
室３４内の圧力に応じて前記弁体３５を動かす圧力応動
部材３６と、前記弁体３５を電磁コイル３７への通電Ｉ
■ｓ。、により強制的に動かすソレノイド３８とを備え
ている。

しかして、例えば電磁コイル３７に流れる電流が上昇し
てソレノイド３８の磁力が増大すると、弁体３５にクラ
ンク室２５と吸入室３４との連通を絞る方向の力が働き
、クランク室２５から吸入室３４へ漏れる冷媒ガス量が
少なくなる。このため、ピストン３０とシリンダボア２
９との間からクランク室２５へ漏れる冷媒ガス、即ちブ
ローバイガスによりクランク室２５の圧力が増大して、
クランク室２５の圧力の上昇に応じてピストン３０の背
面に作用する力が大きくなるので、ワブルプレート２８
がヒンジボール２７を支点として揺動角度が小さくなる
方向に回動し、ピストン３０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。

そして、前記アクチュエータ６．１１．１？、送風機７
のモータ、コンプレッサ１８の電磁クラッチ２３及び容
量可変手段２４はそれぞれ駆動図Ｆａ　４０　ａ〜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（ＣＰｔＪ）、読出し専用メ
モリ　（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ
）　、入出力ボート（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
ヲ検出する車室内温度センサ４２からの車室内温度ＴＲ
％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ＴＡ、前記エバポレータ８に直接又はエバポレータ
８の下流側に設けられでエバポレータ８の温度又はエバ
ポレータ８を通過した空気の温度を検出するモードセン
サ４４からの冷却度に相当する温度Ｔ、がマルチプレク
サ４５を介して選択され、Ａ／Ｄ変換器４６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４１には、操作パネル４７
からの出力信号が入力される。この操作パネル４７は、
送風機７の回転速度をＬＯＷ。

ＭＥＤ、Ｈｌ、ＭＡＸ　　）ＩＩに切換えるマニュアル
スイッチ４８ａ〜４８ｄ、回転速度を自動制御するＡＵ
ＴＯスイッチ４８ｅ１送風機７の駆動等を停止するＯＦ
Ｆスイッチ４８ｆ、コンプレッサ１８を稼動させるＡ／
Ｃスイッチ４９、内気又は外気導入のための切換スイッ
チ５０、吹出モード切換のためのモードスイッチ５１ａ
〜５１ｄ１及び温度設定器５２を備えている。

温度設定５２は、アップダウンスイッチ５２ａと設定温
度Ｔ、を表示する表示部５２ｂとより成り、このスイッ
チ５２ａの操作で表示部５２ｂ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したものである。

尚、温度設定器としては、テンプレバーをスライドさせ
る方式のものであっても差し支えない。

第４図において、前述したマイクロコンピュータ４１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４１はステップ６０がらプログラムの実行を
開始、ステップ６２により車室内温度センサ４２、外気
温度センサ４３、モードセンサ４４及び操作パネル４７
からの各入力信号を入力する。そして、次のステップ６
４において温度設定器５２で設定された設定温度Ｔ、と
車室内温度センサ４２で検出された車室内温度ＴＲとの
差ΔＴをΔＴ＝ＴＯ−’Ｉ’１１とじて求め、ステップ
６６へ進む。

ステップ６６においては、前記ΔＴをもとに予め定めら
れた所定のパターン（第４図ステップ６６参照）に基づ
きエバポレータ８の目標冷却度ＴＥ’が設定される。こ
の目標冷却度ＴＥ’はΔＴが正の領域においては一定の
上限値ＴＺ（例えば１３℃）に設定され、ΔＴ＝０を境
にして徐々に低くなり、所定の負値以下では一定の下限
値Ｔ１（例えば３℃）に設定されるようになっている。

このΔ′Ｆに対するＴＥ’の設定は、例えば第４図のパ
ターンを予めＲＯＭ化したものを用いる等により行なわ
れるものである。

ステップ６６で目標冷却度ＴＥ’が求められた後はステ
ップ６８へ進み、このステップ６８において、エバポレ
ータ８の冷却度ＴＥがＴＥ’になるように、前記圧力制
御弁３３の電磁コイル３７へ流れる電流量Ｉ、。、が演
算される。即ち、前ステップ６６で求めた目標冷却度Ｔ
ｔ′とモードセンサ４４により検出された実際のエバポ
レータの冷却度ＴＥとの差ΔＴ、を求め（（１）式）、
次にこの差ΔＴｔに比例した電流量とΔＴＥの積分値に
比例した電流量との和から圧力制御弁３３をいわゆる比
例積分制御するための電流量■、。１を求める（（２）
式）。

ΔＴＥ＝ＴＥ−ＴＥ□　　　　　　　　・・・（１１式
■、。、−に、・ΔＴ！＋Ｋｚ／ΔＴ、ｄｔ　　・・・
（２）式ここで、Ｋ＋、Ｋｇは演算係数である。また、
（２）式の積分項の演算は具体的にはさらに下式によっ
て行なわれるものである。

Ｋ、／ΔＴＥａｔ＝　１　＋（ｔ）　＝　Ｉ　＋（ｔ−
Δｔ）＋ΔＩ。

・・・（３）式 この（３）式においてΔｒ＋（ｔ）は現在の時刻【に於
ける前述のΔＴＥに対応して決定される所定の値で、例
えば第６図のような特性曲線を予め定めておき、これに
基づいて定められるものである。また、Δｔは所定の固
定値で、ｔは現在名の通電時間、Ｉ、（ｔ−Δｔ）は現
在の時間に対しΔｔだけ以前に求められた積分項である
。

そして、次のステップ７０において、駆動回路４０ｆを
介して電磁コイル３７へ前ステップ６８で求めた電流Ｉ
、。、を供給し、その後、ステップ７２を介して他の制
御ルーチンへ移行するようになっている。

尚、この実施例では、設定温度Ｔ、と車室内温度ＴＲと
の差ΔＴが零となるときには目標冷却度ＴＥ゛が上限値
Ｔｚにあるので、ΔＴがほぼ零に制御される通常の温調
制御においては、目標とする温調に達した後はコンプレ
ッサの容量を小さくでき、省燃費が図れるメリットもあ
る。

第５図において、前記マイクロコンピュータ４１の他の
制御例が示されている。この制御においては、エバポレ
ータ８の目標冷却度ＴＥ′を外気温度ＴＡによって例え
ば（４）式に基づいて補正し、ＴＥ’＝（ＴＥ’−ＴＩ
）（αＴＡ＋β）＋’［’、　−０−（４１式外気温度
ＴＡが低（なるに従って目標冷却度の上限値が高くなる
ような特性を持たせた点である。

尚、ここでＴ、は目標冷却度ＴＥ′の下限値を示し、α
、βは演算定数である。そして、この補正値Ｔｆ″に実
際のエバポレータ８の冷却度Ｔ、を一致させるよう電磁
コイル３７への電流量Ｉ　ＳＱＬが前記（１１式を ΔＴ、＝ＴＥ−ＴＥ” と置き換えて（２）弐により求めるようにしている（ス
テップ７６）。

しかして、このような制御によれば、外気温度Ｔ、の変
動によってもコンプレッサ１８の吐出容量を変えること
ができ、外気温度ＴＡに見合った温調フィーリングを提
供することができるものである。

（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
目標冷却度を設定温度と車室内温度との差に基づいて決
定、エバポレータの実際の冷却度をこの目標冷却度に近
づけるようにコンプレッサを容量制御するので、例えば
外気温度が低い場合においても、設定温度に車室内温度
を近づけるためにコンプレッサの容量変化を有効に利用
でき、精度のよい温調制御を応答性よく行なえるもので
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
コンプレッサの断面図、第４図はこの発明の制御作動例
を示すフローチャート、第５図はこの発明の実施例にお
ける制御作動例を示すフローチャート、第６図は電流Ｉ
、。、の演算式中の積分項におけるΔＴ、とΔＩ、との
関係を示す特性線図である。 ８・・・エバポレーク、１８・・・コンプレッサ、２２
・・・エンジン、２４・・・容量可変手段、４２・・・
車室内温度センサ、４３・・・外気温度センサ、４４・
・・モードセンサ、５２・・・温度設定器、１００・・
・温度差演算手段、２００・・・目標値演算手段、３０
０・・・制御手段。 簗 図 第 図

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
   ンジンを駆動源とするコンプレツサを含む冷房サイクル
   と、 この冷房サイクルのエバポレータの冷却度合を検出する
   モードセンサと、 前記冷房サイクルのコンプレツサの容量を変える容量可
   変手段と、 温度設定器と車室内温度センサとからの出力により設定
   温度と車室内温度との差を演算する温度差演算手段と、 この温度差演算手段の演算結果に基づき前記エバポレー
   タの目標冷却度を演算する目標値演算手段と、 前記モードセンサにより検出される冷却度が前記目標冷
   却度になるように前記容量可変手段の調節量を制御する
   制御手段とを具備することを特徴とする自動車用空調装
   置。