JPH0450026A

JPH0450026A - 自動車用空調制御装置

Info

Publication number: JPH0450026A
Application number: JP2161836A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujii; 一夫藤井
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1990-06-20
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1992-02-19
Also published as: US5172563A

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。

（従来の技術）自動車用空調制御装置において、車室内温度が高く急速
な冷房が必要とされている場合、各制御機能を開放して
一定時間急速な冷房（クールダウン）を実施することに
よって、温調効果を高める工夫がなされていた。特公平
１−５６９２２号に開示された方法として、コンプレッ
サをエバ温度検出値とエバ温度目標値とから制御し、特
に車室内温度の急速低下が要求された場合には、通常の
エバ目標設定値（第１のエバ温度目標設定値）より、更
に冷却状態が高くなる第２のエバ温度目標設定値にする
と共に、所定条件移築２のエバ温度目標設定値から第１
のエバ温度目標設定値に向かって順次変化する第３のエ
バ温度目標設定値を設定する容量制御装置が示されてい
る。

これによると、車室内温度の急速な低下が要求された場
合、例えば日当たりの良い場所に長時間停車していた場
合などエバ温度目標設定値を第１のエバ温度目標設定値
よりも低い第２の工／Ｘ温度目標設定値にすることによ
って、冷房効果を促進し、所定の条件（適宜設定された
時間等）後、第３のエバ温度目標設定値を設定し、これ
を第１のエバ温度目標設定値に徐々に近づけることによ
って速やかに所定の目標温度に車室内を温調することが
できるようになっている。

また、近年外部制御型の可変容量コンプレ・ノサが開発
され、外部からの容量制御信号で吐出容量が変えられる
ようになっている（例えば、特開平２−３１９１８号公
報）。この可変容量コンプレッサは例えばワブルプレー
ト式のものであり、このワブルプレートが駆動軸に対し
てクランク室内にヒンジボールを支点として揺動自在に
指示されており、該ワブルプレートに連結されたピスト
ンを揺動角に応してシリンダボア内で往復動される。

そして、圧力制御弁がクランク室に臨むように設けられ
、この圧力制御弁に供給される電流量（■、。Ｌ）に応
じてクランク室内から吸入側へ戻し量を少なくしている
。この電流量（Ｉｓ。、）が上昇するとクランク室内の
圧力が増大して揺動角を小さくして能力を小さくし、逆
に下降するとクランク室内の圧力が低下して揺動角を太
き（して能力を増大させる。このコンプレッサ容量制御
信号（Ｉｓ。Ｌ）は、目標エバ後温度Ｔ゛、とエバ後温
度ＴＥとによりＩＴＥ　−’ｒ’　Ｅ　　ｌ＜１になる
ように決定されるものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、可変容量コンプレッサを利用する自動車
用冷房装置においても、急速冷房が必要と判断されると
、目標エバ後温度を例えば−１０℃程に低下させ且つそ
の状態を所定時間継続させるものであった。その際クー
ルダウン初期の車室内温度が比較的高い時には、エバ後
温度も高く、Ｉ　ＳＱＬも小さくコンプレッサは最大容
量になるが、クールダウンの中程から後期にかけて車室
内温度が比較的低くなると、ｒ　ｓｏｔが徐々に大きく
なり、コンプレッサの容量が減少する方向に動き、且つ
風量も少なくなり、車室内へ供給される冷力が小さくな
り、急速冷房の点から好ましくない欠点を有していた。

このために、この発明はクールダウン制御実施において
、コンプレッサの容量を最大値に維持する自動車用空調
制御装置を提供することにある。

（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、第１図に示
すように、外部からのコンプレ・ノサ容量信号により、
冷媒の吐出量を制御できる可変容量コンプレッサ１８を
用いて冷房サイクルを構成した自動車用空調制御装置に
おいて、少なくとも車室内温度、車外温度、日射量から
の熱負荷信号と温度設定器からの設定信号によって総合
信号を演算する熱負荷演算手段１００と、この熱負荷演
算手段１００で演算された総合信号から急速冷房を行う
必要があるか否かを判定するクールダウン判定手段１１
０と、クールダウン判定手段１１０の判定の結果、クー
ルダウン制御を行うクールダウン制御手段１２０と、こ
のクールダウン制御手段１２０により急速冷房作動時に
、コンプレッサの容量を最大に固定する容量固定手段１
３０とを具備することにある。

（作用）従って、この発明においては、クールダウン制御手段１
２０により急速冷房作動時に、コンプレッサの容量は、
容量固定手段１３０からの出力にて最大容量に固定され
るのでクールダウン中程から後期にかけて冷力の減少を
防いで急速冷房効果の低下が防がれる。

（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。

第２図及び第３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Ｗ２が設け
られ、このインテークドア切換装置２は、内気導入口３
と外気導入口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によってヒータコ
ア９を通過する空気と、ヒータコア９をバイパススル空
気との割合が調節されるようになっている。更に、ヒー
タコア９の下流側はデフロスルト吹出口１２、ベント吹
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
１６．１７で操作することで吹出モードが切り換えられ
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。

このコンプレッサＩ８は、例えばワブルプレート式のも
のであり、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２
８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３
０内で往復動させるようにしである。

また、コンプレッサ１８には圧力制御弁３１がクランク
室２８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３
３を電磁コイル３５への通電量Ｉ　ＳＱＬ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
Ｉ、。。

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ＩＥＩｓｏｔ、が上昇してソレ
ノイド３６の磁力が上昇すると、弁体３３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
て揺動角度が小さくなる方向に回動し、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、上述した吸入側ヘブローハイ
ガスの量を圧力制御弁により調節するものばかりではな
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、ベーン型コンプレッ
サにあって有効ベー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
のモータ７ａ、コンプレッサ１８の電磁弁２３及び容量
可変装置３７は、それぞれ駆動回路４０ａ〜４．　Ｏｆ
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、図示シナイ中央処理
装置（ＣＰＵ）、続出専用メモリ　（ＲＯＭ）、ランダ
ムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）　、入出力ボート（Ｉｌ
ｏ）等を持つそれ自体公知のもので、該マイクロコンピ
ュータ４】には、車室内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ＴＡ、日射量を検出す
る日射量検出センサ４４からの日射量Ｔ５、前記エバポ
レータ８の下流側近傍に設けられてエバポレータ８の冷
却度を該エバポレータ８を通過した空気の温度として検
出するダクトセンサ４５からの冷却度Ｔ、がマルチプレ
クサ（ＭＰＸ）４６を介して選択され、Ａ／Ｄ変換器４
７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スインチ
５０、コンプレッサ１８を手動で稼動させるＡ／Ｃスイ
ッチ５１、吸入空気を内気または外気に切り換えるＲＦ
Ｃスイッチ５２、吹出モードをデフロストモードに’ｔ
ｔ定するＤＥＦスイッチ５３、車室内の温度を設定する
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ＴＤ
をデジタル表示する温度表示部５４Ｃとから成り、アン
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の回転レベルを切り換える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．）
、ＭＥＤ（レベル２）、Ｈｌ（レベル３）、ＭＡＸ　　
ＨＩ（レベル４）の順で順次切換られると共に、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り換
えるＭＯＤＥ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スイソ
ヂ５６ａの操作で絵表示部５６ｂの空気流の矢印５７ａ
、５７ｂ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ｆｌｉｆＪａｌ
ｌ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
よる空調制御装置の制御作動例がフローチャートとして
示され、以下このフローチャートに沿って説明する。

マイクロコンピュータ４１は、ステップ２００からコン
プレッサ１８を制御するルーチンの実行を開始し、ステ
ップ２１０において各センサ４２゜４３．４４．４５か
らの信号を入力し、ステップ２２０において操作パネル
４８からの信号を入力する。

ステップ２３０において、前記ステップ２１０及び２２
０において入力された車室内温度ＴＲ１外気温度ＴＡ、
日射量Ｔｓ、設定温度Ｔ８、エバポレータ冷却度ＴＥを
下記の（１）式により演算し、熱負荷信号Ｔを得る。

Ｔ＝ＫＲ（Ｔｉ−２５）＋ＫＡ　　（ＴＡ　−２５）十
Ｋｓ　Ｔｓ　＋ＫＥ　ＴＥ　　Ｋｎ　　（Ｔｎ　　２５
）＋Ｃ・・（１）尚、Ｋ＋＋　、ＫＡ、Ｋｓ　、Ｋｔ　、にゎは利得定数
であり、Ｃは演算定数である。

ステップ２４０及び２，５ｏにおいて、ＦＡＮが停止及
びスイッチによるコンプレッサ１８のＯＦＦが判定され
た場合、コンプレッサ１８の作動を停止させて、且つス
テップ２７０でメインルーチンに戻るようにする。また
、ステップ２４０及び２５０において、ファン７ａ及び
コンプレッサ１８が作動の場合、ステップ２８０に進む
。

ステップ２８０において、前記熱負荷信号Ｔと第１の所
定値ＴＩ　（通常Ｔ、＝１１）とを比較し、Ｔ≧Ｔ、の
場合にはステップ２９０へ、それ以外の場合にはステッ
プ３００に進む。

ステップ２９０において、急速冷房（クールダウン）が
開始され、フラグを“１”とする。クールダウン制御は
目標エバ後温度Ｔ′えを−１０”ｃとし、エバ後温度Ｔ
、が３℃以下になってから１０分間その状態を維持させ
ることで行われる。

ステップ３００において、クールダウンフラグ“１′が
判定され、クールダウンが継続中はり−ルダウン制御へ
クールダウンフラグが“０”の場合には、ステップ３９
０，４２０，４４０に進んで、コンプレッサの通常制御
が行われる。

ステップ３１０において、総合信号Ｔが所定温度Ｔ２よ
りも大きいか否かを判定し、熱負荷状態からクールダウ
ンを解除するか否かを決定する。

例えば、Ｔ２は２ぐらいの値である。

ステップ３１０で総合信号ＴがＴ２よりも大きい時には
、ステップ３２０に進んで、エバ後温度ＴＥを３℃より
も等しいかまたは小さい値にて１０分経過したかが判定
され、経過していなければステップ３３０に進み、経過
すればステップ３５０に進む。

ステップ３３０において、可変容量コンプレッサの容量
制御信号（ＩＳＯＬ）をＯＣＡ）として、最大容量とす
るものである。即ち１０分間最大容量固定が行われるこ
とになる。

クールダウン制御時には目標エバ後温度Ｔ”。

に向かってエバ後温度ＴＥが近づくように制御されるた
め、可変容量コンプレッサの容量制御信号（ＩＳＯＬ）
による制御では、Ｔ４の変化に伴って容量が可変（小さ
い方へ）される恐れがあったが、本願のこのフローにて
は、所定時間固定されることにより、クールダウン時可
変容量コンプレ・ノサは最大容量で回転されることにな
る。

前記ステップ３１０において、総合信号ＴがＴ２よりも
等しいか又は小さい時には、ステ・ノブ３５０に進んで
クールダウン制御は解除され、クールダウンフラグは“
０”となり、ステップ３６０に進んで移行制御のための
フラグを“１”として、ステップ３７０に進む。

ステップ３７０においては、移行制御フラグが“０”か
ら“１”に変わったか否かが判定され、変わった場合、
つまりクールダウン制御から通常制御へ移行させるため
の移行制御の開始の場合は、ステップ３８０に進んで、
該ステップ３８０において目標エバ後温度を演算するた
めの値Ｔ’Ｅ。を−１３℃に設定する。これは、コンプ
レッサ１８の容量を確実に最大容量にするための処置で
ある。

また、ステップ３７０において、移行制御フラグが変化
しなかった移行制御中の場合にはステ・ノブ３８０を回
避してステップ４００に進む。

ステップ４００においてエバ後温度Ｔｔが３℃以上であ
るか否かが判定され、３℃以上である場合は、移行制御
をする必要がないので移行制御を終了させ、ステップ４
１０において移行制御フラグを“０”にして、ステップ
４２０の通常の冷房制御に移行する。

ステップ４３０において、目標エバ後温度Ｔ゛、が（２
）弐により演算される。

Ｔ’　　Ｅ　　−３Ｔ’　　＊ｏｅ−”丁、　、　（２
１尚、Ｔは時定数である。

そして、このステップ４３０では目標エバ後温度Ｔ′え
は、時間とともに３℃に近づいていくように制御され、
ステップ４６０へ進む。

ステップ４６０では、ステップ４２０又はステップ４３
０において設定された目標エバ後温度Ｔ′、とエバ後温
度Ｔ、とによってコンプレッサ１８の容量を＋ＴＥ　　
Ｔ’Ｅ＋＜１が達成できるように変化させ、ステ・ノブ
４７０においてメインルーチンに戻る。

また、前記ステップ３００において、コンプレッサ１８
の通常制御することが選択された場合には、ステップ３
９０に進んで、該ステップ３９０で移行制御フラグが“
Ｉ”か否かが判定される。これは、移行制御フラグが“
１”の場合はすでに移行制御が実施中であるのでステッ
プ４００に進み、前述のような制御が行われ、移行制御
フラグが“０″の場合は、ステップ４２０において目標
エバ後温度を３℃に固定する。

ステップ４４０においてエバポレータの凍結を防止する
ためのエバ後温度ＴＥの判定が行われ、エバポレータ温
度が０．５℃以下の場合は凍結の恐れがあるためステッ
プ４５０においてコンプレッサ１８の作動を停止する。

また、ステップ４４０においてエバポレータ温度が３℃
以上の場合はステップ４４０に進む。

ステップ４６０では、ステップ４２０またはステップ４
３０において設定された目標エバ後温度Ｔ’Ｅ　とエバ
後温度Ｔ　Ｅとによってコンプレソサ１８の容量をＩＴ
Ｅ　−Ｔ’　　　ｌ＜１が達成できるように変化させ、
ステップ４７０においてメインルーチンに戻る。

尚、このフローチャートにおいて、ステップ３８０の目
標エバ後温度Ｔ’　Ｅを演算するための値の設定におい
て、下記に示す（３）式によって求められる値を設定し
てもよい。

Ｔ　　ｔｏ−ＴＥ　　　２３　・・（３）（発明の効果
）以上説明したように、この発明によれば、クールダウン
制御実施時において、エバ後の温度に影響されずにコン
プレッサ容量を最大に維持することができ、これにより
冷力が維持できて、クールダウン状態の低下が防がれる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のブロック図、第２図はこの発明の実
施例の構成図、第３図はこの発明の実施例に使用した可
変容量コンプレッサの断面図、第４図はマイクロコンピ
ュータの作動を示すフローチャート図である。１・・空調ダクト、８・・エバポレータ、１８・・コン
プレッサ、２３・・電磁クラッチ、３７・・可変容量制
御装置、５４・・温度設定器、１００・・熱負荷検出手
段、１１０・・熱負荷演算手段、１２０・・処理選択手
段、１３０・・エバ温度判定手段、１４０・・急速冷房
設定手段、１５０・・容量固定手段、１６０・・普通冷
房設定手段、１７０・・容量設定手段、１８０・・容量
制御手段。平成３年４月９日

Claims

【特許請求の範囲】　外部からのコンプレッサ容量信号により、冷媒の吐出
量を制御できる可変容量コンプレッサを用いて冷房サイ
クルを構成した自動車用空調制御装置において、少なくとも車室内温度、車外温度、日射量からの熱負荷
信号と温度設定器からの設定信号によって総合信号を演
算する熱負荷演算手段と、この熱負荷演算手段で演算された総合信号から急速冷房
を行う必要があるか否かを判定するクールダウン判定手
段と、クールダウン判定手段の判定の結果、クールダウン制御
を行うクールダウン制御手段と、このクールダウン制御手段により急速冷房作動時に、コ
ンプレッサの容量を最大に固定する容量固定手段とを具
備することを特徴とする自動車用空調制御装置。