JPH03159814A - 車両用空調装置 - 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】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、加速時に吐出容量が低減される可変容量形コ
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は、例えば特開昭５９−２０５
５５３秀公報や実開昭６０−１５２５２６号公報に開示
されているように、加速を検出すると一律に可変容量形
コンプレッサの吐出容量を低減している。

そのため、真夏日中のように車室内の冷却負荷が非常に
大きい場合，加速のたびに冷却能力が落ち、吹き出し口
から温かな空気が吹き出され乗員に不快感を与えていた
。

Ｃ．発明が解決しようとする課題 そこで、本出願人は先に、特開平１−２５４４２０号公
報において、加速時であっても車室内の冷却状態が良好
なときにのみ可変容量コンプレッサの吐出容量を低減す
るように改良した車両用空調装置を提案した。

そこに開示された空調装置では、加速時であって車室内
の冷却状態が良好なときににさらに冷却の程度を判定し
、その程度があまりよくないときに可変容量コンプレッ
サの吐出容量を最小値に制御している。このような制御
は，加速性能を向上させる目的で行うが、比較的排気量
の大きな車両にあっては、吐出容量を最小値まで低減し
なくとも所望の加速性能を維持できる。すなわち、加速
時の吐出容量制御をよりきめ細かく制御することにより
空調性能をより一層改善できる。

本発明の目的は、加速時に冷却状態が良好でかつその程
度があまりよくないときの空調性能をより改善するよう
にした車両用空調装置を提供することにある。

Ｄ．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図により説明すると，本発明
は、冷媒を圧送しその吐出容量が可変制御される可変容
量形コンプレッサ１０１と、その吐出容量を変更する容
量変更手段１０２と、車両の加速状態を検出する加速検
出千段１０３と、車室内の冷却状態を検出しその良否を
判定する判定手段１０４と、車室内冷却に伴う目標値と
現在値との差に基づいて空調装置による冷却の程度を判
定する冷却程度判定手段１０５と，加速状態検出時に冷
却状態が良好と判定されているときは吐出容量を低減さ
せる吐出容量低減手段１０６とを具備し、その低減手段
１０６による吐出容量の低減代は、冷却程度判定手段に
より冷却程度が悪いと判定されると、冷却程度が悪いほ
ど少なくするものである。

Ｅ．作用 加速状態が検出され、かつ冷却状態が良好のときにのみ
吐出容量低減手段１０６により容量変−３ 更手段１０２が駆動されて吐出容量が低減される。

このため、真夏時などに、加速の度に温風が吹き出され
ることがなく、不快感を与えない空調装置を提供できる
。また、冷却程度が悪いと判定されているときには、そ
の程度が悪いほど吐出容量の低減代を小さくするように
しているので、馬力に余裕のある車両においては、冷却
性能をより充実させながら加速性能の向上が図れられる
。

Ｆ．実施例 第２図〜第１２図により本発明の一実施例を説明する。

（１）実施例の構戒 ＜Ｉ−１：全体構或〉 本発明に係る車両用空調装置は、第２図に示すように、
エンジン上により鄭動される可変容量形コンプレッサ２
，コンデンサ３，エバボレータ４，リキッドタンク５，
膨張弁６から或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、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コントー４ ロールバルブ２ａを介して吸入圧力Ｐｓまたは吐出圧力
Ｐｄを導き、これにより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。そして、吸入圧力Ｐｓがコント
ロールバルブ２ａに設定した設定圧力Ｐｒを越えるとケ
ーシング室に吸入圧力Ｐｓを導き傾き角を大きくして吐
出容量を大きくし、吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐｒより小
さくなるとケーシング室に吐出圧Ｐｄを導き傾き角を小
さくして吐出容量を小さくする。設定圧力Ｐｒは、第３
図に示す制御回路４０から供給されるソレノイド電流Ｉ
　ＳＱＬによって制御され，設定圧力Ｐｒはソレノイド
電流Ｉ　８０Ｌに比例して大きくなる。したがって、ソ
レノイド電流Ｉ　ＳＱＬを大きくすると可変容量コンプ
レッサ２の吐出容量は小さくなり冷房能力が低下する。

またエバボレータ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５内には、周知のと苑リブロアファン９、ヒー
ターユニット１０、エアミックスドアｌ↓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調整
するベントドアｌ２、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：制御回路４０＞ 第３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４４，日射量Ｑｓ
ｕＮ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，インテークマニホルド内の吸気圧
力を検出する吸気圧センサ４７がそれぞれ接続され、こ
れらのセンサ４３〜４７から各種温度情報や熱量情報な
どがＣＰＵ４１に入力される。また，入力回路４２には
、エアコンスイッチ４８、プロアファンスイッチ４９、
エアミックスドア■１の開度を検出するエアミックスド
ア開度センサ５０も接続される。

更に，ＣＰＵ４１には、出力回路５１を介してインテー
クドアクチュエータなど各種のドアアクチュエー夕群５
２およびプロアファン制御回路５３が接続され、プロア
ファン制御回路５３にはプロアファンモータ９が接続さ
れている。出力回路５１にはさらに、リレー５２を介し
て、コントロールバルブ２ａに付設された電磁アクチュ
エータ２ａ−１のソレノイド部が接続されている。

ＣＰＵ４１は、各センサ４３〜４７、各スイッチ４８．
４９から入力された各種情報に基づいて，ドアクチュエ
ータ群５２を暇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２ａの設定圧力
Ｐｒを適切に制御する。

（ＩＩ）実施例の動作 一７ 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４図はＣＰＵ４１で実行される仝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、日射量Ｑ　Ｓ
ＵＮは日射センサ４５から、吸込温度Ｔ　ＩＮＴは吸込
温度センサ４６からそれぞれ与えられる。

次にステップ８３０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。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−８− 換算に適した熱量としての値Ｑ　’　８ｔｌＮ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Ｔ　ＰＴＣを外気温度に応じて補正した値Ｔ’Ｐ
ＴＣに処理する。ステップＳ６０ではＴ’ｐＴｃｔ　Ｔ
ＩＮＣ＋　ＴＡＭ＋　Ｑ’８ＵＮ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８１００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５図は、第４図のコンプレッサ制御（ステップＳ７０
）を詳細に説明するフローチャートである。

第５図おいて、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）否かをブロアファン
スイッチ４９からの信号により判定し、非作動ならばス
テップ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、上記ステップ
Ｓ６０で求められている目標吹出温度Ｔｏを読み込む。

この日標吹出温度Ｔｏは例えば次式で求められる。

Ｔｏ＝（Ａ＋Ｄ）Ｔ’ｐＴｃ＋Ｂ　ＴＡＭ＋ＣＱ’ＳＵ
Ｎ−ＤＴ［ＮＣ＋Ｅここで、Ａ−Ｅは定数 次にステップＳ７０４に進み、例えば第６図に示すテー
ブルから目標吹出温度Ｔｏに基づいて目標吸込温度Ｔ　
ｒＮＴ’　を求める。その後、ステップＳ７０５でイン
テークマ二ホールド内の吸気圧力を吸気圧センサ４７の
検出信号から読み込みその読み込み値に基づいて車両が
加速状態にあるか否かを判定する。加速状態と判定され
るとステップＳ７０６に進み、読み込まれている吸込温
度ＴＩＮＴが所定温度Ｔ１以下か否かを判定する。これ
は車室内の冷却状態を判定するもので、吸込温度Ｔ　Ｉ
ＮＴが所定温度Ｔ１以下のときに、車室内の冷却状態が
良好とみなされる。このように、加速時に車室内の冷却
状態が良好であるときステップＳ７０７に進んで後述す
るテストロー，ク制御を実行し、非加速時、または加速
時であっても吸込温度ＴＩＮＴが所定値Ｔ１よりも高く
車室内の冷却状態がよくないときにはステップ８７０８
に進んで後述する吐出容量制御を実行する。

〈■−３吐出容量制御フローチャート〉第７図はステッ
プ８７０８の吐出容量制御の詳細フローチャートであり
、次のようにして容量指令信号であるソレノイド通電電
流Ｉ　８０Ｌを演算して吐出容量が制御される。

まず吸込温度Ｔ　ＩＮＴと目標吸込温度Ｔ　’　ＩＮＴ
の差（Ｔ　ＩＮＴ　　Ｔ　’　ＩＮＴ）を演算し（ステ
ップ８７０８↓）、この差から比例項電流ＩＰおよび積
分項電流Ｉ＋をそれぞれ第８図および第９図に従ってス
テップＳ７０８２で求める。ここで、比例項電流ＩＰは
ステップ８７０８１で演算された差に基づいて第９図か
ら求められ、積分項電流ＩＩは、同様の差に基づいて第
８図からΔＩ＋を求め、このΔＩＩに前回までの工１を
加えた値Ｉ＋（＝Ｉ＋＋ΔＩｔ）とし−１．１ て求められる。そしてステップ８７０８３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　ＳＱＬとして求める。すなわち
ソレノイド通電電流１　ｉ９０Ｌは、ＩＳＯＬ＝ＩＰ−
Ｉ＋　　　　　　　　９　０　′　　（］．）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。

したがって、第８図、第９図および第１式からわかるよ
うに、吐出容量制御時においては、ＩＳＯＬはエバポレ
ータ４の吸込温度Ｔ　ＴＮＴが目標吸込温度Ｔ　ＩＮＴ
’　になるように増減される。ソレノイド電流Ｉ　ＳＱ
Ｌが小さくなると、コントロールバルブ２ａに設定した
圧力Ｐｒが低くなり、コンプレッサ吸込圧力Ｐｓが小さ
い値でも設定圧力Ｐｒを越えてコンプレッサ２のケーシ
ング室には吸込圧力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。逆にソレノイド電流Ｉ　ＳＱＬが大きくなる
と、コントロールバルブ２ａに設定した圧力Ｐｒ＝１２ ？高くなり、コンプレッサ吸込圧力Ｐｓが比較的大きく
なっても設定圧力Ｐｒを越えなくなりコンプレッサ２の
ケーシング室には吸込圧力Ｐｓが導かれず、傾き角の増
加、すなわちコンプレッサ吐出容量の増加が抑制されて
冷房能力が比較的小さく制御される。

＜ＩＩ−４　：デストローク制御〉 第１０図は、第５図のステップＳ７０７におけるデスト
ローク制御のフローチャートを示す。ステップＳ７０７
１において、 Ｔ　ＩＮＴ＞　Ｔ　’　ＩＮＴ＋丁 か否かを判定し、否定されるとステップＳ７０７２に進
み、肯定されるとステップＳ７０７３に進む。ステップ
Ｓ７０７２では、目標吹出温度Ｔ’ｌＮＴをＴ■。度だ
け増加させ、次のステップＳ７０７５において、上述の
第８図及び第９図のグラフから第１式に基づいて電磁ア
クチュエータ２ａ−１のソレノイド部に供給する電流値
Ｉ　ＳＱＬを制御する。

一方、ステップＳ７０７３では、第１１図のよ？に定め
られたテーブルから（吸込温度ＴＩＮＴ−目標吸込温度
ＴＩＮＴ’　）の大きさに応じて所定温度ＴＤを求める
。所定温度ＴＤは（吸込温度Ｔ　ＩＮＴ一目標吸込温度
ＴＩＮＴ’）が大きいほど小さな値となり、その最小値
は上記Ｔ１ｏ度よりも大きい値である。そして、ステッ
プＳ７０７４において、目標吸込温度Ｔ　ＩＮＴ’　を
所定温度ＴＤとする。

このように、ステップＳ７０７２またはステップＳ７０
７４で目標吸込温度Ｔ　ＴＮＴ’　が求められると、ス
テップＳ７０７５において、上述と同様に第１式から求
めた電流値Ｉ　ＳＱＬにより電磁アクチュエータ２ａ−
１を制御する。

すなわち、ステップＳ７０７１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程度を判定する。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Ｓ７０７２において、目
標吸込温度Ｔ　’　ＩＮＴを比較的小さい数値であるＴ
■。度だけ高くして電流値Ｉ　ＳＱＬを決定する。この
結果、コントロールバルブ２ａ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図に示すよ
うに制御される。

第１２図において、ステップＳ６０１で定数Ａ〜Ｇを初
期化し、ステップ８６０２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Ｓ
ｏ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、一１５ 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１
０を通過する空気流量が多くなるように開き側にする。

ＩＳＩ≦＋Ｓｏ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Ｓ７０７１が肯定さ
れることは、エバボレータ４を通って吸い込まれる空気
温度Ｔ　ＩＮＴがＴｌ度以下でありエバボレータ４の冷
却能力はかなり発揮されているが，目標吸込温度Ｔ″ｒ
ＮＴとはまだ隔たりがあることを意味する。そこでこの
場合、冷却性能もある程度維持しつつ加速性能を重視す
るため、（吸込温度ＴＩＮＴ一目標吸込温度ＴＩＮＴ’
）の大きさに応じて所定温度ＴＤを求めエバポレータ目
標吸込温度Ｔ’ｒＮｒをＴ１。度よりも高い値に変更し
てソレノイド通電電流Ｉ　８０Ｌを冷却の程度に応じて
大きくする。ここで、この所定温度ＴＤの最大値は、コ
ンプレッサを停止させずに吐出量を最小にした状態での
エバボレータ下流の空気温度に相当する１６− 温度で実験的に求められる。したがって、ステップＳ７
０７２の場合よりも更にコントロールバルブ２ａ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て，コンプレッサ２のエンジンに
対する負荷が低減されて加速性能が向上する。

以上のようにデストローク制御は加速時に車室内の冷却
状態が良好のときに実行され、次のような作用効果があ
る。

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Ｔｌ度以下のときに実行されるが
，エバポレータ吸込温度Ｔ　ＩＮＴがＴｌ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
冷却状態が良好と判定し、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２ａ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’ｌＮＴにほぼ
達していれば、コントロールバルブ２ａ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　’　ＩＮＴとはまだ隔たりがあれば、コン
トロールバルブ２ａの設定圧力Ｐｒをより高めに設定し
、加速性能を前者よりも重視する。この場合、特にエン
ジン排気量が比較的大きな車両では馬力に余裕があるか
ら、可変容量コンプレッサ２の吐出容量を最小値まで低
減する必要がない。そこで、上述したように、冷却の程
度を表す（吸込温度ＴＩＮＴ一目標吸込温度Ｔ　’　Ｉ
ＮＴ）が大きいほど（冷却程度が悪いほど）吐出容量が
大きめになるようにして、冷却性能を向上させている。

以上の実施例の構或において、コントロールバルブ２ａ
が容量変更手段１０２を、吸気圧センサ４７が加速検出
手段１０３を、吸込温度センサ４６とＣＰＵ４．１が冷
却状態判定手段１０４と冷却程度判定手段１０５とを、
制御回路４０が吐出容量低減手段１０６をそれぞれ構或
する。

なお、可変容量コンプレッサ２の吐出容量をエバボレー
タ下流の吸込温度とその目標値の偏差に応じて調節した
が、その制御方式は種々の形態を取り得る。また、容量
変更機構についても実施例の方式に限定されない。

Ｇ．発明の効果 本発明は以上のように構或したので、夏季日中などの加
速時にコンプレッサが停止して温風が吹き出るようなこ
とが防止され、また、加速時であって車室内の冷却状態
が良好のときにはさらに冷却の程度を判定し、その程度
がよくないときには、その冷却の程度が悪いほど可変容
量コンプレツサの吐出容量の低減代を大きくするように
したので、冷却の程度が良くないときの加速性能と冷却
性能−１９ とをより一層向上させることができる。

【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１２図は本発明の一実施例を説明するもので
、第２図は空調装置の全体構或図、第３図は制御系のブ
ロック図、第４図はメインのフローチャート、第５図は
コンプレッサ制御のフローチャート，第６図は目標吹出
温度Ｔｏと目標吸込温度Ｔ　ＩＮ？’　のテーブルを示
す図、第７図は吐出容量制御のフローチャート、第８図
および第９図はソレノイド電流Ｉ　ＳＱＬ演算に用いる
グラフ、第１０図はデストローク制御のフローチャート
、第１↓図はそのフローチャートで使用するテーブルを
示すグラフ、第１２図はエアミックスドアの開度制御の
フローチャートである。 １：エンジン　　　　　　２：可変容量コンプレッサ２
ａ：コントロールバルブ　４：エバポレータ４０：制御
回路　　　　　４６：吸込温度センサ４７：吸気圧セン
サ　　１０１　：可変容量コンプレッサ２０ １０２：容量変更手段 １０４：冷却状態判定手段 １０６　：容量低減手段 １０３：加速検出手段 １０５：冷却程度判定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）冷媒を圧送しその吐出容量が可変制御される可変容
   量形コンプレッサと、 前記吐出容量を調節する容量変更手段と、 車両の加速状態を検出する加速検出手段と、車室内の冷
   却状態を検出しその良否を判定する冷却状態判定手段、 車室内冷却に伴う目標値と現在値との差に基づいて空調
   装置による冷却の程度を判定する冷却程度判定手段と、 加速状態検出時に冷却状態が良好と判定されているとき
   は吐出容量を低減させる吐出容量低減手段とを具備し、
   その低減手段による吐出容量の低減代は、冷却程度判定
   手段により冷却程度が悪いと判定されると、冷却程度が
   悪いほど少なくすることを特徴とする車両用空調装置。 ２）請求項１の空調装置において、加速状態検出時に冷
   却状態が良好と判定されているときに冷却程度判定手段
   により冷却程度が良いと判定されると、前記吐出容量低
   減手段は、前記冷却程度が悪いと判定されその程度が最
   悪時に選ばれる低減量よりも小さい所定の低減量で吐出
   容量を低減することを特徴とする車両用空調装置。