JPH0370623A - 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、エバポレータの凍結状態を高精度に検出す
ることにより、該エバポレータのデミスト機能をより広
範囲に渡って発揮させる自動車用空調制御装置に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に、自動車用空調制御装置はコンプレッサ等と共に
冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータを有し、該
エバポレータを介して空気と冷媒との間で熱交換を行っ
て空気の冷却及び除湿を行っている。ところが、このエ
バポレータの能力が過剰になって空気が冷え過ぎの状態
になって来るとエバポレータが凍結して霜が付き、さら
に、この霜が増えると該エバポレータの目が詰まって空
気の通過効率が悪くなる、あるいは通過できなくなると
いう問題があった。

そこで、エバポレータに霜が付く所定の温度（例えば０
　’Ｃ）になると前記コンプレッサの電磁クラッチをオ
フ（駆動力遮断）にしてコンプレッサを停止させてエバ
ポレータへの冷媒の送出を止め、霜が消えてエバポレー
タの温度が上昇すると再度コンプレッサを作動させるフ
ロストスイッチを設けることが提案されている。

さらに、該エバポレータが凍結しない範囲内において可
能な限り該エバポレータのデミスト能力を発揮させる技
術が特開昭６４−６７４１４号公報に開示されている。

これは、デフロストサーモ等の電磁クラッチ遮断手段と
エバポレータ上流側空気と下流側空気の絶対湿度を検出
する手段とを持ち、電磁クラッチ遮断手段からの遮断信
号が出力されている時、前記エバポレータ上流側空気の
絶対湿度が下流側空気のそれよりも所定値以上高い場合
には所定時間だけ電磁クラッチの遮断を遅らせるもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例における絶対湿度検出手段は
、温度と湿度を各々検出するセンサと、この二つのセン
サの検出値の信号から絶対湿度を算出する算出回路とか
ら成り、このためコスト高になるという欠点があった。

また、前記湿度センサは０°Ｃ以下では検出精度や応答
性が甚だしく落ちるので信頼性が充分ではないという欠
点があった。

そこで、この発明は、上述した従来の問題点を解消し、
第１にエバポレータ直後の空気温度が凍結温度まで下降
した後における冷媒圧縮用コンプレッサの駆動を停止さ
せる制御に関する制御装置と、第２にエバポレータが凍
結して目詰まりが生じた後における冷媒圧縮用コンプレ
ッサの駆動を再開させる制御に関する制御装置とを有す
る自動軍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、この発明の要旨とするところは、請求項１の
発明においては第１図に示すように、空調ダクト内１に
配され、送風機７により吸い込まれた空気を冷却するエ
バポレータ８と、該エバポレータ８と共に冷凍サイクル
の一部を構成し、電磁クラッチ１５を介してエンジン１
４で駆動される冷媒圧縮用コンプレッサ１０とを有する
自動車用空調制御装置において、前記エバポレータ８内
を通過する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段２６
と、エバポレータ８を通過した直後の空気温度を検出す
るエバポレータ後流側温度検出手段１７と、前記エバポ
レータ後流側温度検出手段１７の検出結果、及びその変
化状態を判定するエバ後温度判定手段１００と、前記冷
媒圧縮用コンプレッサ１０が駆動状態にあって、該エバ
後温度判定手段１００により前記エバポレータ後流側温
度が凍結温度まで下降したことが判定された時の前記エ
バポレータ後流側温度検出手段１７で検出されるエバポ
レータ直後の空気温度と前記冷媒温度検出手段２６で検
出される冷媒温度との差を初期値として記憶する初期値
記憶手段２００と、前記エバポレータ後流側温度検出手
段１７で検出されたエバポレータ直後の空気温度と前記
冷媒温度検出手段２６で検出される冷媒温度との差と、
前記初期値記憶手段２００で記憶された初期値との差が
所定値より大きくなると前記冷媒圧縮用コンプレッサｌ
Ｏの駆動を停止すべく電磁クラッチへの通電を止めるコ
ンプレッサ制御手段３００とを具備したことにある。

また、請求項２の発明においては、第２図に示すように
、空調ダクト内■に配され、送風機７により吸い込まれ
た空気を冷却するエバポレータ８と、該エバポレータ８
と共に冷凍サイクルの一部を構成し、電磁クラッチ１５
を介してエンジン１４で駆動される冷媒圧縮用コンプレ
ッサ１ｏとを有する自動車用空調制御装置において、前
記エバポレータ８内を通過する冷媒の温度を検出する冷
媒温度検出手段２６と、エバポレータ８を通過した直後
の空気温度を検出するエバポレータ後流側温度検出手段
１７と、前記エバポレータ後流側温度検出手段１７の検
出結果、及びその変化状態を判定するエバ後温度判定手
段１００と、前記冷媒圧縮用コンプレッサ１０が駆動状
態にあって、該エバ後温度判定手段１００により前記エ
バポレータ後流側温度が凍結温度まで下降したことが判
定された時の前記エバポレータ後流側温度検出手段１７
で検出されるエバポレータ直後の空気温度と前記冷媒温
度検出手段２６で検出される冷媒温度との差を初期値と
して記憶する初期値記憶手段２００と、前記エバポレー
タ後流側温度検出手段１７で検出されたエバポレータ直
後の空気温度と前記冷媒温度検出手段２６で検出される
冷媒温度との差と、前記初期値記憶手段２００で記憶さ
れた初期値との差が第１所定値より大きくなると前記冷
媒圧縮用コンプレッサ１０の駆動を停止すべくｔ磁りラ
ッチへの通電を止めるコンプレッサ制御手段３００と、
前記冷媒圧縮用コンプレッサ１０が停止状態にあって、
前記エバ後温度判定手段１００によりエバポレータ後流
側温度が凍結温度より上昇したことが判定され、しかも
前記エバポレータ８直後の空気温度と前記冷媒温度との
差と、前記初期値記憶手段２００で記憶された初期値と
の差が第２所定値より小さくなると前記冷媒圧縮用コン
プレッサ１０を駆動すべく電磁クラッチ１５への通電を
開始する第２のコンプレッサ制御手段４００とを具備し
たことにある。

（作用） したがって、請求項１では、冷媒圧縮用コンプレッサ１
０の駆動が開始された後、エバ後温度判定手段１００に
よりエバポレータ８後流側温度検出手段１７の検出値が
°凍結温度まで下降したことが判定されると、その際に
初期値記憶手段２００によりエバポレータ８直後の空気
温度と冷媒温度検出手段２６で検出された冷媒温度の温
度差が初期値として記憶される。その後、コンプレッサ
制御手段３００によりエバポレータ８直後の空気温度と
冷媒温度の温度差と前記初期値との温度差が演算され、
この温度差が所定値より大きい時にはエバポレータ８が
目詰まりが生じたと判定し、電磁クララッチ１５を遮断
するための遮断信号を電磁クラッチ１５に出力し、該所
定値より小さい時にはまだ凍結による目詰まりが生じて
なく、電磁クララッチ１５を接合したままとするための
接合信号を出力するものである。

また、請求項２では、請求項１の作用（第１所定値は請
求項１の所定値に、第１のコンプレッサ制御手段は請求
項１のコンプレッサ制御手段にそれぞれ対応している）
に加えて、冷媒圧縮用コンプレッサ１０が凍結により駆
動が停止された後に、エバ後温度判定手段１００により
エバポレータ後流側温度が凍結温度から上昇して凍結し
ない温度に変化したと判定された時に、第２のコンプレ
ッサ制御手段４００において、前記エバポレータ日直後
の空気温度と冷媒温度の温度差と前記初期値との温度差
が第２所定値（第１所定値〉第２所定値）より大きい時
には目詰まり有りと判定して電磁クラッチ１５を遮断し
たままとする遮断信号を出力し、該第２所定値より小さ
い時には目詰まりなしと判定して再度駆動すべく電磁ク
ラッチ１５を接合するための接合信号を該電磁クラッチ
１５に出力するものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。第
３図に示すように、自動車用空調制御装置は、空調ダク
ト１の最上流側に内気人口３と外気人口４が設けられ、
この内気人口３と外気人口４とが分かれた部分に内外気
切替ドア５が配置され、この内外気切替ドア５とこれに
連結されたアクチュエータ６より成る内外気切替装置２
を操作して空調ダクト１内に導入する空気を内気と外気
とに選択することにより所望の吸入モードが得られるよ
うになっている。

送風機７は、空調ダクトｌ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が配置されている。このエバポレータ８はコンプレ
ッサ１０．コンデンサ１１、レシーバタンク１２、エク
スパンションバルブ１３と共に配管結合されて冷凍サイ
クルを構成しており、前記コンプレッサｌＯは自動車の
エンジン１４に電磁クラッチ１５を断続することで駆動
停止制御され、且つアクチュエータ３０によりその容量
が制御される。そして、このエバポレータ８内あるいは
その近傍の適宜な位置に該エバポレータ８内を通過する
冷媒の温度Ｔ□２を検出する冷媒温度センサ２６が設け
られている。前記エバポレータ８の直後位置にはエバボ
レー２８通過直後の空気温度Ｔ、、Ｔを検出するエバ後
温度センサ１７が配置されている。さらにその後方には
ヒータコア９が配置され、このヒータコア９の上流側に
はエアミックスドア１６が設けられており、このエアミ
ックスドア１６の開度ｅ、をアクチュエータ１８により
調節することで、前記ヒータコア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量が変えられるこ
とにより吹出し空気が温度制御されるようになっている
。

そして、前記空調ダクト１の下流側は、デフロスト吹出
し口１９、ベント吹出し口２０及びフート吹出し口２１
が車室２２内に開口し、それぞれの吹出し口にモードド
ア２３．２４が設けられている。このモードドア２３．
２４はアクチュエータ２５により制御することで所望の
吹出しモードが得られるようになっている。

そして、前記アクチュエータ６．１８，２５゜３０、送
風機７のモータ及び電磁クラッチ１５はそれぞれ駆動回
路２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆか
らの出力信号に基づいて制御される。この駆動回路２８
ａ〜２８ｆはマイクロコンピュータ２７に接続されてい
る。

一方、車室内の温度Ｔｒを検出する車室温度センサ２９
、外気の温度Ｔａを検出する外気温度センサ３１、左右
の日射量を検出する日射センサ３２、エアミックスドア
１０の開度（３ｘを検出するボテンシゴメータ３３及び
前記エバ後温度センサ１７、冷媒温度センサ２６等から
の検出信号はマルチプレクサ３４により選択されてＡ／
Ｄ変換器３５に人力され、ここでデジタル信号に変換さ
れた後、前記マイクロコンピュータ２７に入力される。

そして、コントロールパネル３６は、インテークドア５
を外気導入と内気循環に切替えるインテークスイッチ３
７、吹出しモードをベント、パイレベル、フート等に切
替えるモードスイッチ３８、送風機７の回転速度を切替
えるファンスイッチ３９、車室内の設定温度を設定する
温度設定器４０、すべての空調機器の停止モードを指令
するオフスイッチ４１、各空調機器の制御をオート制御
とするためのオートスイッチ４２、デフロストモードを
指令するデフスイッチ４３、コンプレッサエＯの駆動を
指令するエアコンスイッチ４４等を備えており、これら
の設定信号は前記マイクロコンピュータ２７に入力され
る。

次に上記マイクロコンピュータ３３の動作制御例につい
て第４図に示すエバポレータ凍結保護ルーチンのフロー
チャートから第５図を参照して説明する。スタートステ
ップ５０から制御を開始し、ステップ５１では前記冷媒
温度センサ２６、エバ後温度センサ１７の検出値等の信
号を入力する。

次のステップ５２ではエアコンスイッチ４４が押された
か否かの判定を行い、押されていれば（ＹＥＳ）ステッ
プ５４に進み、押されていなければ（ＮＯ）ステップ７
２に進んでコンプレッサ１０の作動を停止し、リターン
ステップ８０に進む。前記ステップ５４ではファンスイ
ッチ３９が押されたか否かの判定を行い、押されていれ
ば（ＹＥＳ）ステップ５６に進み、押されていなければ
（ＮＯ）前記ステップ５２と同様にステップ７２に進ん
でコンプレッサ１０の作動を停止し、リターンステップ
８０に進む。前記ステップ５６においては、エバ後温度
センサ１７の検出値であるエバポレータ８の後流側温度
ＴｔＮｒ　　（以後、エバ後温度Ｔ’＋Ｎｙという）と
冷媒温度センサ２６の検出値である冷媒温度Ｔ□、との
温度差αを求める（一般にＴｌ１ｌ＞Ｔ□Ｆ）。即ち、
α＝　　ＴＩＮアーＴＲＥＦＩ　の演算を行う。次のス
テップ５８においてはエバ後温度ＴＩＮアが凍結温度に
なっているか否かの判定を行う。この判定においてはヒ
ステリシスが設けられており、その範囲を例えばＯ（’
Ｃ）　＜ＴｒＮｒ　＜３（°Ｃ）としている。即ち、Ｔ
ｒＮｙ　＜　Ｏ（”Ｃ）であれば（凍結温度）ステップ
６０に進み、ＴｔＮｒ＞３（”Ｃ）であれば（凍結温度
ではない）ステップ６２に進む。前記ステップ６０では
第５図に示すように、エバ後温度ＴｒＮｔがコンプレッ
サ１０の作動を開始（時点ｔｌ）した後に初めて凍結し
ない温度（３°Ｃ）から凍結温度（０°Ｃ）に変化した
（時点ｔｚ）か否かを判定し、ＹＥＳであればステップ
６４に進み、Ｎｏであればステップ６６に進む。前記ス
テップ６４では前記ステップ５６で求めたエバ後温度Ｔ
Ｉ、ｌＴと冷媒温度Ｔ’ｉｔｒとの温度差αを定数α１
に設定する。この温度差α１は前述の如くエバ後温度Ｔ
４ｉが初めて凍結しない温度（３℃）から凍結温度（０
℃）に変化した時の前記温度差αの時間ｔ８における値
であって、該温度差αの初期値としてマイクロコンピュ
ータ３３の変数域にそのまま保存（記憶）される。その
後ステップ７２に進んでコンプレッサ１０を作動させた
ままとし、リターンステップ８２に進む。

そして、エバ後温度ＴＩＮＴが凍結温度にある場合に、
前記ステップ６６においては前記ステップ５６で演算さ
れた温度差αと前記ステップ６４で求められた温度差α
の初期値α１との温度差Ｋを求める。即ち、Ｋ＝α−α
１の演算を行う。次にステップ６８に進んで前記温度差
Ｋが所定値Ｐ〔例えばＰ＝５（”Ｃ））よりも大きいか
否かの判定を行う。即ち、Ｋ＜Ｐであればエバポレータ
８の目詰まりは生じていないと判定してコンプレッサｌ
Ｏは作動させたまま（例えば時点ｔｓ）とし、リターン
ステップ８２に進む。しかし、Ｋ≧Ｐであればエバ後温
度ＴｒＮｖと冷媒温度Ｔ　ＲＥＦの温度差が比較的大き
くエバポレータ８が凍結して目詰まりが生じていると判
定してステップ７０に進みコンプレッサｌＯを停止（時
点ｔ３）した後、リターンステップ８２に進む、一方、
コンプレッサｌＯが停止し、エバ後温度ＴｔＮｒが上昇
してくると、ステップ５８にてＴｒＮｒ　＞３　（”Ｃ
）となればＡ側となりステップ６２に進む。このステッ
プ６２ではエバ後温度Ｔ、、、が、凍結温度（０°Ｃ）
から凍結しない温度（３°Ｃ）に変化した（時点ｔｓ）
か否かを判定し、ＹＥＳであればステップ７４に進み、
前記ステップ７４では前記ステップ６６と同様にステッ
プ５６で求めた温度差αと前記ステップ６４で求めた初
期値α、との温度差Ｋをに＝α−α１から演算する。次
のステップ７８では前記ステップ７４で求めた温度差に
の値の判定を行う。この温度差にの判定は、時点ｔ４で
エバポレータ８の凍結による目詰まりが生じているか否
かを判定し、これによりコンプレッサｌＯの再駆動を判
定するものである。即ち、コンプレッサ１０を停止する
とエバ後温度Ｔ４アが急速に上昇し始めるが、該エバ後
温度ＴＩＮ、が３°Ｃ以上になっても依然としてエバポ
レータ８の凍結による目詰まりは存在することも有りう
るので、該エバ後温度Ｔ、ＮＴをコンプレッサ１２を作
動させるか否かの判定基準として用いず、前記温度差Ｋ
が所定値Ｑ（例えばＱ＝２）より小さくなった時に該目
詰まりは無くなっており、所定値Ｑより大きい時は目詰
まりは存在すると判定するものである。即ち、Ｋ≦Ｑで
あれば（目詰まりは無い）ステップ７２に進んでコンプ
レッサ１０を作動開始し、リターンステップ８２に進み
、Ｋ＞Ｑであれば（目詰まりが有る）ステップ８０に進
んでコンプレッサ１０を停止したままとしてリターンス
テップ８２に進んだ後スタートステップ５０に復帰する
。そして、エバ後温度Ｔ工、がＡ側にあり、それが初回
でない時はステップ７２に進んでコンプレッサ１０の駆
動が開始される。

このように、第５図に示すように、Ａ／Ｃスイッチ４４
をＯＮ（時点ｔｌ）後、エバ後温度ＴＩＮＴが下降して
凍結温度となった（時点ｔ２）直後にエバ後温度ＴＩＮ
Ｔと冷媒温度Ｔ　ＲＥＦとの温度差αの初期値α１が演
算されてマイクロコンピュータ２７に記憶され、その後
、時点ｔ３を経過して時点ｔ４においてエバ後温度ＴＩ
ＮＴと冷媒温度Ｔ　、！。

との温度差αと前記初期値α、との温度差Ｋを演算し、
この温度差Ｋが所定値Ｐより小さいならばコンプレッサ
１０をＯＮしたままとし、所定値Ｐよす大きいとコンプ
レッサ１０をＯＦＦしてエバポレータ８の凍結温度以下
における駆動制御が行われる。コンプレッサ１０がＯＦ
Ｆされた場合はエバ後温度ＬＮｙは急速に上昇し、これ
が凍結温度ではなくなった時（時点ｔｓ）にこの時のエ
バ後温度Ｔ、、アと冷媒温度Ｔ　ＩＥＦとの温度差αと
前記初期値α、との温度差Ｋを演算し、この温度差Ｋが
所定値Ｑより大きいとコンプレッサ１０をＯＦＦしたま
まとし、所定値Ｑより小さくなるとコンプレッサ１０を
再びＯＮするものである。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項１の発明によれば、コンプ
レッサが駆動状態にあって、エバポレータ後流側温度が
凍結温度になった時に該エバポレータ後流側温度と冷媒
温度の温度差を初期値として記憶し、その後、該初期値
と前記温度差との差を求め、これが所定値以上の時には
コンプレッサを停止し、且つ、請求項２の発明によれば
、前記請求項１の発明に加えて、コンプレッサが停止し
ていて、しかもエバポレータ後流側温度が凍結温度から
上昇した時に前記初期値と前記温度差との差が所定値以
下の時にはコンプレッサの駆動を再開するので、何れの
発明においても、エバポレータが凍結して霜による目詰
まりが生じている状態を検出する精度が高まり、コンプ
レッサを可能な限りより広い範囲で作動させることがで
きて該コンプレッサのデミスト能力を拡大させることが
でき、且つエバポレータの凍結保護性が従来より高めら
れる。また、従来の湿度センサを用いた場合と異なり、
各センサの検出からそれに基づく動作までの応答性が早
くなり、より簡単な構成であるのでコスト低減にもつな
が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図及び第２図はこの発明の構成を示す機能ブロック
図、第３図はこの発明の実施例における自動車用空調制
御装置を示す構成図、第４図は同上に用いたマイクロコ
ンピュータのエバポレータの凍結保護ルーチンを示すフ
ローチャート、第５図はエバポレータ後流側温度と冷媒
温度の経時変化における特性線図である。 ７・・・送風機、８・・・エバポレータ、１０・・・冷
媒圧縮用コンプレッサ、１４・・・エンジン、１５・・
・電磁クラッチ、１７・・・エバポレータ後流側温度セ
ンサ、２６・・・冷媒温度センサ、２７・・・マイクロ
コンピュータ。１００・・・エバ後温度判定手段、２０
０・・・初期値記憶手段、３００・・・第１のコンプレ
ッサ制御手段、４００・・・第２のコンプレッサ制御手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空調ダクト内に配され、送風機により吸い込まれた
   空気を冷却するエバポレータと、 該エバポレータと共に冷凍サイクルの一部を構成し、電
   磁クラッチを介してエンジンで駆動される冷媒圧縮用コ
   ンプレッサとを有する自動車用空調制御装置において、 前記エバポレータ内を通過する冷媒の温度を検出する冷
   媒温度検出手段と、 エバポレータを通過した直後の空気温度を検出するエバ
   ポレータ後流側温度検出手段と、 前記エバポレータ後流側温度検出手段の検出結果、及び
   その変化状態を判定するエバ後温度判定手段と、 前記冷媒圧縮用コンプレッサが駆動状態にあって、該エ
   バ後温度判定手段により前記エバポレータ後流側温度が
   凍結温度まで下降したことが判定された時の前記エバポ
   レータ後流側温度検出手段で検出されるエバポレータ直
   後の空気温度と前記冷媒温度検出手段で検出される冷媒
   温度との差を初期値として記憶する初期値記憶手段と、 前記エバポレータ後流側温度検出手段で検出されたエバ
   ポレータ直後の空気温度と、前記冷媒温度検出手段で検
   出される冷媒温度との差と、前記初期値記憶手段で記憶
   された初期値との差が所定値より大きくなると前記冷媒
   圧縮用コンプレッサの駆動を停止すべく電磁クラッチへ
   の通電を止めるコンプレッサ制御手段とを具備したこと
   を特徴とする自動車用空調制御装置。 ２、空調ダクト内に配され、送風機により吸い込まれた
   空気を冷却するエバポレータと、 該エバポレータと共に冷凍サイクルの一部を構成し、電
   磁クラッチを介してエンジンで駆動される冷媒圧縮用コ
   ンプレッサとを有する自動車用空調制御装置において、 前記エバポレータ内を通過する冷媒の温度を検出する冷
   媒温度検出手段と、 エバポレータを通過した直後の空気温度を検出するエバ
   ポレータ後流側温度検出手段と、 前記エバポレータ後流側温度検出手段の検出結果、及び
   その変化状態を判定するエバ後温度判定手段と、 前記冷媒圧縮用コンプレッサが駆動状態にあって、該エ
   バ後温度判定手段により前記エバポレータ後流側温度が
   凍結温度まで下降したことが判定された時の前記エバポ
   レータ後流側温度検出手段で検出されるエバポレータ直
   後の空気温度と前記冷媒温度検出手段で検出される冷媒
   温度との差を初期値として記憶する初期値記憶手段と、 前記エバポレータ後流側温度検出手段で検出されたエバ
   ポレータ直後の空気温度と前記冷媒温度検出手段で検出
   される冷媒温度との差と、前記初期値記憶手段で記憶さ
   れた初期値との差が第１所定値より大きくなると前記冷
   媒圧縮用コンプレッサの駆動を停止すべく電磁クラッチ
   への通電を止める第１のコンプレッサ制御手段と、 前記冷媒圧縮用コンプレッサが停止状態にあって、前記
   エバ後温度判定手段によりエバポレータ後流側温度が凍
   結温度より上昇したことが判定され、しかも前記エバポ
   レータ直後の空気温度と前記冷媒温度との差と、前記初
   期値記憶手段で記憶された初期値との差が第２所定値よ
   り小さくなると前記冷媒圧縮用コンプレッサを駆動すべ
   く電磁クラッチへの通電を開始する第２のコンプレッサ
   制御手段とを具備したことを特徴とする自動車用空調制
   御装置。