JPH04345521A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、容量可変コンプレッ
サの高低容量時にエバポレータ内の冷媒流路の長短の制
御を行う自動車用空調制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、容量可変コンプレッサが自動車用
空調装置に採用されてきており、この容量可変コンプレ
ッサの容量制御を行うための装置は、特開平２−３５２
１号公報に示すように、各熱センサからの温度信号と温
度設定器からの設定温度との差ΔＴから目標冷却度ＴＥ
　’を演算する手段と、エバポレータの実冷却度ＴＥ　
を検出する実冷却度検出手段とを有し、該目標冷却度Ｔ
Ｅ　’とエバポレータの実冷却度ＴＥ　との差ΔＴＥ　
を求め、この差ΔＴＥ　からこのΔＴＥ　に比例した電
流量とΔＴＥ　の積分値に比例した電流量の和から圧力
制御弁をいわゆる比例積分制御するための電流量（ＩＳ
ＯＬ　）が求められ容量制御を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車室内に熱負
荷が減少してくると、目標冷却度ＴＥ　’は上昇してく
るので、ＩＳＯＬ　信号は圧力制御弁の開度を狭める方
向に駆動し、これに応じて容量可変コンプレッサからの
吐出量が減少するようになる。即ち、それはエバポレー
タに流れる冷媒量の減少として現れ、これによってエバ
ポレータの出口に至る前に冷媒が全て蒸発してしまい、
エバポレータの後流側にあっては温度の高い部分はでき
、エバポレータの表面温度に不均衡が生ずることとなる
。

【０００４】このために、エバポレータを通過してきた
吹出空気の温度分布に不具合が生じたり、或いは吹出空
気温度がハンチングしてしまったり、またエバポレータ
の温度分布が悪い関係で温度の高い部分を通ってきた湿
った空気が、冷たい部分を通ってきた冷たい空気と混ざ
り合うことによって吹出グリルから吹き出す空気に白煙
が伴うという不具合があった。

【０００５】そこで、この発明は、低容量時にあっても
、エバポレータの温度分布を良好にすることを課題とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明を図
１によって説明すると、流路の長さを異にする２系統を
有し、この２系統を選択できる電磁弁２０を有するエバ
ポレータ６と、入力する制御電流に比して吐出容量を可
変させる容量可変コンプレッサ１６と、この容量可変コ
ンプレッサ１６の容量制御状態を検出する容量検出手段
１００と、この容量検出手段１００により検出した容量
が所定の低容量域にあるか否かを判定する容量判定手段
１１０と、この容量判定手段１１０の判定により低容量
と判定された時に、前記電磁弁２０を駆動して流路の短
い方を選択する電磁弁駆動手段１２０とを具備すること
にある。

【０００７】

【作用】したがってこの発明においては、容量可変コン
プレッサ１６の吐出量が低容量となったことが容量判定
手段１１０で判定されると電磁弁２０が駆動されて、流
路の短い系統が選択されるために、少ない冷媒量でも液
化冷媒に密度の偏りを生ずることなく流れるようになり
、エバポレータ６の温度分布が均一なものとなるもので
ある。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。図２において示される自動車用空調制御装置
は、空調ダクト１の最上流に内気導入口２、外気導入口
３、及び内気導入口２と外気導入口３を適宜選択する内
外気切替ドア４が設けられており、その下流には送風機
５が設けられている。

【０００９】この送風機５の下流には、電磁クラッチ４
３を介してエンジン１７と連結されて駆動する冷房サイ
クルの一部を構成するエバポレータ６が設けられ、この
エバポレータ６の下流にはエアミックスドア８、走行用
エンジン１７から供給される冷却水を電磁弁１９によっ
て調節することによって温度調節がされるヒータコア７
が設けられている。

【００１０】空調ダクト１の最下流には、デフ吹出口９
、ベント吹出口１０、及びフット吹出口１１が車室４２
内に開口しており、これらの吹出口９，１０，１１はモ
ードドア１２によって適宜選択されるものである。

【００１１】この空調装置において、内外気切替ドア４
によって選択された内気導入口２又は外気導入口３から
送風機５の駆動によって吸入された内気又は外気は、エ
バポレータ６を通過することによって冷却され、エアミ
ックスドア８によってヒータコア７を通過する空気と迂
回する空気に分けられる。

【００１２】このヒータコア７を通過して加熱された空
気と、迂回して冷却されたままの空気は、ヒータコア７
の後流側で混合され所望の温度に温調された空気が得ら
れるものである。この温調された空気はモードドア１２
によって選択された吹出口９，１０，１１より車室４２
内に吹き出し車室４２を温調するものである。

【００１３】前記冷房サイクルは、可変容量機構１８を
有する容量可変コンプレッサ１６、凝縮器（コンデンサ
）１５、レシーバタンク１４、膨張弁１３、及びエバポ
レータ６が直列に配管接続されることで形成されている
。この冷房サイクルにおいて、容量可変コンプレッサ１
６によって高温高圧に圧縮された冷媒ガスは、コンデン
サ１５に送られ、このコンデンサ１５を通過する空気に
放熱して液化冷媒になる。この液化冷媒はレシーバタン
ク１４において貯蔵される共に気泡と液化冷媒に分離さ
れ、冷房負荷に応じて可変した容量可変コンプレッサ１
６の容量によって必要量の液化冷媒を膨張弁１３に送り
込む。そして、この液化冷媒は、膨張弁１３を通過する
ことによって断熱膨張（絞り作用）をして圧力と温度を
下げて霧状になり、エバポレータ６内においてエバポレ
ータ６を通過する空気の熱を吸収して気化（蒸発）して
、等温膨張を続け冷媒ガスになって、容量可変コンプレ
ッサ１６に送られるものである。

【００１４】このエバポレータ６は、例えば積層型の熱
交換器によって構成され、図３で示すように流入口５０
から流入した霧状の液化冷媒は、流入口５０側に形成さ
れた第１の通路５１を上昇（図中、Ｆ１）し、第１の上
部通路５２から前記第１の通路５１の反対側に形成され
た第２の通路５３を下降（図中、Ｆ２）し、下部通路５
４から前記第２の通路５３の側部に形成された第３の通
路５５を上昇（図中、Ｆ３）し、第２の上部通路５６か
ら第３の通路５５の手前に形成された第４の通路５７を
下降（図中、Ｆ４）する所謂４パスのフローパターンに
てエバポレータ６内の通路を通過することによって、エ
バポレータ６を通過する空気の熱を吸収して冷媒ガスに
なるものである。

【００１５】また、このエバポレータ６には、第１の上
部通路５２と第２の上部通路５６をバイパスするバイパ
ス通路５９が形成され、このバイパス通路５９は該バイ
パス通路５９中に設けられた電磁弁（バイパス弁）２０
によって開閉成されるものである。このバイパス弁２０
によって、バイパス通路５９が開放されることにより、
前記エバポレータ６のフローパターンは、流入口５０か
ら第１の通路５１、第１の上部通路５２、バイパス通路
５９、第２の上部通路５６、第４の通路５７、及び吐出
口５８に至る所謂２パスのフローパターンが選択できる
ものである。

【００１６】また、前記容量可変コンプレッサ１６は、
例えばワブルプレート型のもので、図４にこのワブルプ
レート型の例を示して、その構成を概説する。

【００１７】電磁クラッチ４３を介してエンジン１７と
連結される駆動軸７０がコンプレッサ本体１６ａに挿入
され、この駆動軸７０にワブルプレート７１がヒンジボ
ール７２を介して結合されている。このワブルプレート
７１は、コンプレッサ本体１６ａ内に形成されたクラン
ク室７３にヒンジボール７２を支点として駆動軸７０に
対して揺動自在に支持されており、該ワブルプレート７
１に連結されたピストン７４を揺動各に応じてシリンダ
ボア７５内で往復動させるようにしてある。

【００１８】また、容量可変コンプレッサ１６には、圧
力制御弁７６がクランク室７３に臨むように設けられ、
この圧力制御弁７６は、クランク室７３と吸入側へ通じ
る吸入室７７との連通状態を調節する弁体７８と、吸入
室７７内の圧力に応じて前記弁体７８を動かす圧力応動
部材７９と、前記弁体７８を電磁コイル８０への通電量
ＩＳＯＬ　（容量可変信号）に応じて動かすソレノイド
８１とを有し、電磁コイル８０への通電量を外部からコ
ントロールすることにより、ピストン７４とシリンダボ
ア７５との間からクランク室７３内に漏れる冷媒ガスが
吸入側へ戻る量を調整するようにしてある。

【００１９】しかして、この圧力制御弁７６等から容量
可変コンプレッサ１６の容量を変える容量可変機構１８
が構成され、電磁コイル８０に流れる電流量ＩＳＯＬ　
が上昇してソレノイド８１の磁力が上昇すると、弁体７
８にクランク室７３と吸入室７７との連通を絞る方向の
力が働き、クランク室７３から吸入室７７へ漏れる冷媒
ガスの量が少なくなる。このため、クランク室７３の圧
力が増大してピストン７４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。

【００２０】この容量可変コンプレッサ１６の現状の容
量を検出するための第１の実施例として、外部からコン
トロールするための前記容量可変信号ＩＳＯＬ　から現
状の容量を認識する方法、第２の実施例として図４に示
すような、ワブルプレート７１の先端に取付けたアーム
９１によって摺動するロッド９２が、コイル９３中を摺
動することによってワブルプレート７１のストロークを
検出する作動トランス式のストロークセンサ具備して容
量可変コンプレッサ１６の容量を検出する方法があげら
れる。

【００２１】以上の構成の空調装置を制御するために、
中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）等からなる公知のマイクロコンピュータ２７
が設けられ、このマイクロコンピュータ２７には、車室
内温度を検出する温度センサ２１、外気温度を検出する
温度センサ２２、日射量を検出する日射センサ２３、エ
バポレータ温度を検出する温度センサ２４からの信号が
、マルチプレクサ（ＭＰＸ）２５、Ａ／Ｄ変換器２６を
介して入力され、さらに下記する操作パネル２８からの
信号が入力されるものである。

【００２２】操作パネル２８には、空調装置を自動によ
り稼動させるためのＡＵＴＯスイッチ２９、空調装置に
稼動を停止させるＯＦＦスイッチ３０、冷房サイクルの
稼動を手動によりＯＮ／ＯＦＦさせるＡ／Ｃスイッチ３
１、吹出モードを手動によりデフモードに設定するＤＥ
Ｆスイッチ３２、空気導入モードを手動により内気循環
モード又は外気導入モードに設定するＲＥＣスイッチ３
３、車室内の温度を設定するアップダウンスイッチから
なる温度設定器３４、吹出モードを手動により切り替え
るＭＯＤＥスイッチ３５、送風機５の風量を手動により
設定するＦＡＮスイッチ３６、及び表示回路３８を介し
て現在に空調装置の稼動状況をマイクロコンピュータ２
７によって表示される表示部３７が設けられている。

【００２３】このマイクロコンピュータ２７に入力され
た信号は、所定のプログラムに従って処理実行され、各
制御機器を制御する制御信号に変換されて出力回路３９
ａ〜３９ｈに出力され、電磁クラッチ４３、送風機５、
電磁弁１９、バイパス弁２０、容量可変コンプレッサ１
６の可変容量機構１８、内外気切替ドア４、エアミック
スドア８及びモードドア１２を駆動させるアクチュエー
タ４０ａ〜４０ｃをそれぞれ制御するものである。

【００２４】このマイクロコンピュータ２７において、
実行されるエバポレータ６の流路の制御を図５のフロー
チャート図に示し、以下このフローチャート図に従って
説明する。

【００２５】ステップ２００から始まるこの制御は、空
調装置の制御を行うメインルーチンからタイマによる割
り込み、又はジャンプ命令によって定期的に開始される
もので、ステップ２１０において必要なデータは読み込
まれる。例えば、目標吹出空気温度Ｘｍを演算するため
の設定温度Ｔｄ、車室内温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、日射
量ＱＳＵＮ　、及び実際のエバポレータ温度ＴＥ　を読
み込むものである。

【００２６】ステップ２２０において、目標吹出空気温
度Ｘｍがステップ２２０のボックス内記載の（１）式に
より演算される。尚、図中の（１）式のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
は演算定数であり、Ｅは補正項である。

【００２７】ステップ２３０において、前記ステップ２
２０によって演算された目標吹出空気温度Ｘｍからエバ
ポレータ６の目標温度ＴＥ　’が演算される。このステ
ップ２３０ボックス中のαは、通常１３℃であり、βは
３℃である。

【００２８】ステップ２４０において、前記ステップ２
３０において演算されたエバポレータ目標温度ＴＥ　’
と前記ステップ２１０において読み込まれた実際のエバ
ポレータ温度ＴＥ　から、ステップ２４０ボックス内に
記載された（２）式より、偏差ΔＴが演算され、このΔ
Ｔからステップ２４０ボックス内に記載された（３）式
により容量可変コンプレッサ１６の容量を　　決定する
ＩＳＯＬ　値が演算される。この（３）式において、演
算定数Ｋ１　を有する項は比例制御量を演算する項であ
り、演算定数Ｋ２　を有する項は積分制御量を演算する
項である。これによって、前記ΔＴで示される偏差によ
って、容量可変コンプレッサの容量を比例積分制御する
ものである。 尚、ＩＳＯＬ　信号は、零の場合にコンプレッサの容量
は最大となり、電流量が大きくなるにしたがって容量は
小さくなるものである。

【００２９】このＩＳＯＬ　信号によって、ステップ２
５０においてこのＩＳＯＬ　信号が所定値以下であるか
否かが判定される。この判定において、所定値以上（Ａ
）である場合は、容量可変コンプレッサ１６の容量が小
さくなり、エバポレータ６を通過する冷媒量が減少する
ため、ステップ２６０においてバイパス弁２０を開いて
バイパス通路５９を開放し、エバポレータ６のフローパ
ターンを２パスにし、所定値以下（Ｂ）の場合は、容量
可変コンプレッサ１６の容量が大きくなり、エバポレー
タ６を通過する冷媒量が増大するため、ステップ２７０
においてバイパス弁２０を閉鎖してバイパス通路を遮断
し、エバポレータ６のフローパターンを４パスにするも
のである。

【００３０】これによって、霧状の液化冷媒がエバポレ
ータ６を通過する途中で気化してエバポレータ後流側の
温度が高くなることが防止できるため、エバポレータ６
の温度分布を一定にできるものである。

【００３１】以上、ＩＳＯＬ　値による容量可変コンプ
レッサ１６の容量判定を行ったが、前述のワブルプレー
ト７１のストロークを検出し、このストロークから容量
可変コンプレッサ１６の容量を演算して容量の判定因子
とすることもできる。この場合は、実際にストロークか
ら容量を演算するため、前記ＩＳＯＬ　値による判定よ
りもより実際の容量に近いものが演算できるものである
。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
容量可変コンプレッサの容量が低い場合に、エバポレー
タの短い流路を使用して霧状の液化冷媒がエバポレータ
を通過する途中で完全に蒸発してしまうことが防止でき
るため、エバポレータの温度分布を均等にすることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示した機能ブロック図である
。

【図２】この発明の実施例に係る空調装置の説明図であ
る。

【図３】この発明の実施例に係るエバポレータの略構成
図である。

【図４】この発明の実施例に係る容量可変コンプレッサ
の一例を示したワブルプレート型のコンプレッサの断面
図である。

【図５】この発明に実施例に係るマイクロコンピュータ
によって実行される制御を示したフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

６　　エバポレータ １６　　可変容量コンプレッサ ２０　　電磁弁（バイパス弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流路の長さを異にする２系統を有し、
   この２系統を選択できる電磁弁を有するエバポレータと
   、入力する制御電流に比して吐出容量を可変させる容量
   可変コンプレッサと、この容量可変コンプレッサの容量
   制御状態を検出する容量検出手段と、この容量検出手段
   により検出した容量が所定の低容量域にあるか否かを判
   定する容量判定手段と、この容量判定手段の判定により
   低容量と判定された時に、前記電磁弁を駆動して流路の
   短い方を選択する電磁弁駆動手段とを具備することを特
   徴とする自動車用空調制御装置。