JPH0492715A - 自動車用空調装置の制御装置 - 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、特に共振の状態で発生する振動の抑制と共
に、不要な騒音の発生を抑制するようにした自動車用空
調装置の制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より車両に搭載される空調装置にあっては、冷媒を
圧縮する冷媒圧縮機は、この車両に搭載されるエンジン
によってベルトを介して直接的に駆動されるようになっ
ている。したがって、この冷媒圧縮機の回転数は、エン
ジンの回転数に応じて決定されもので、エンジンの回転
数変動に伴って、冷媒圧縮機の回転数も変動する。

冷媒圧縮機にあっては、冷媒を圧縮するそれぞれのピス
トンを有する複数のシリンダを備え、各シリンダにおい
て冷媒を圧縮して吐出するようになっているもので、こ
のシリンダ数を乗した周波数で吐出脈動が生している。

そし７て、この吐出脈動と、冷媒の供給されるホース、
コンデンサ等の固有振動数とが一致する状態となると、
振動共振が発生する。さらに圧縮機の回転数と圧縮機軸
の捩じり共振周波数とか一致するようになると、過大な
トルク変動が生して、圧縮機の振動の原因となる。

すなわち、冷媒圧縮機の回転数と振動および騒音の発生
とは非常に密接な関係にある。振動並びに騒音の主な原
因は、圧縮機の吐出脈動にあるが、この吐出圧力脈動振
幅と、この圧縮機の回転数には、例えば第４図で示すよ
うな関係かある。すなわち、特定される回転数の状態の
ときに吐出脈動振幅が増大し、その結果第５図で示され
るように車室内騒音か増大する。

この様な車室内騒音を増大させる共振は、固有の振動数
に圧ｗＪ機回転数か一致しなければ発生しないものであ
るが、冷媒圧縮機は車両用エンジン回転数によって決定
されるものであるため、任意の回転数を選択することが
できない。

一方、エンジンは自動車の走行状態等によって、その回
転数は大きく変化する。例えばアイドリングの状態では
数百回転であるのに対して、高速走行状態等では数千回
転にも達する。したかって、この様なエンジン回転数の
変動か直接的に冷媒圧縮機に影響したのでは、車両用空
調装置が円滑に制御できない。

このため、車両用空調装置に使用される冷媒圧縮機にあ
って、エンジンによって直接的に駆動される駆動軸と、
圧縮動作を行なわせる圧縮機軸との間に、変速機構を介
在させる構造、例えば特開昭６２−１７０７８７号公報
に示されているものが知られている。そして、エンジン
回転数が低速の状態においても、圧縮機が充分に機能で
きるような速度で回転駆動されるようにすると共に、エ
ンジンが高速回転している状態では、駆動軸の回転が充
分に減速されて圧縮機軸に伝えられるようにしている。

しかし、この様な変速機構の制御は、基本的にエンジン
の回転数の状態、さらに車両の冷房負荷との関係におい
て行われている。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、冷媒
圧縮機の回転数に対応した共振振動、さらに騒音の発生
が確実に抑制され、特に車室内の騒音環境か改善される
ようにする自動車用空調装置の制御装置を提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る自動車用空調装置の制御装置にあっては
、変速機構付きの冷媒圧縮機を使用すると共に、振動並
びに騒音が増大する共振状態を検出する振動検出手段を
備え、この検出手段で共振が発生されると判断されたと
きに、前記圧縮機の変速機構の変速比を制御し、冷媒圧
縮機の回転数を予め設定された共振か発生されない特定
回転数に制御設定されるようにする。

［作　用］ この様に構成される空調装置にあっては、冷媒圧縮機の
目標回転数は、吹出し口温度と目標設定温度との関係で
制御され、また圧縮機の変速機構は、エンジンの回転数
に対応して制御されている。

この様に制御されている冷媒圧縮機において、その回転
数が、例えば固体別に設定された共振を発生する回転数
範囲に入ったことを検出する振動検出手段において共振
振動の発生状況が検出されたならば、圧縮機の回転数が
、上記共振を発生する回転数範囲外の特定する回転数に
制御され、したがって不要な共振振動の発生が抑制され
、これに伴う車室内騒音の発生も抑制される。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は自動車に搭載される空調装置の構成を示してい
るもので、冷媒圧縮機１１を備える。

この冷媒圧縮機１１の駆動軸には、プーリ１２１および
１２２に設定されるベルト１２３を介して、この自動車
に搭載されるエンジン１３の回転軸に結合されているも
ので、エンジン１３によって圧縮機１１が直接的に駆動
されるようになっている。

ここで、この冷媒圧縮機１１は、冷媒圧縮する圧縮部１
１１と、この圧縮部１１１に回転駆動力を伝える変速機
構部１１２とによって構成されるもので、変速機構部１
１２に設定される駆動軸に、エンジン１３の回転が伝達
される。そして、変速機構部１１２の変速比は、制御回
路１４によって可変制御されるようにする。

冷媒圧縮機１１の圧縮部１１１からの出力冷媒は、コン
デンサ１５およびレシーバ１６を介してエバポレータＩ
７に供給され、このエバポレータ１７からの出口冷媒は
圧縮機１１に帰還されるようになるもので、エバポレー
タ１７部分には、このエバポレータ１７ヲ介して冷却さ
れた空気を車室内に送り込む送風機構１８が設定されて
いる。

制御回路１４は、例えばマイクロコンピュータによって
構成されるもので、エバポレータ１７からの空調空気の
吹出し口に位置して設定される温度センサ１９からの、
吹出し口温度Ｔａに対応した信号が供給されている。そ
の他、この制御回路１４には操作部２０で設定された目
標温度Ｔａｏの信号が供給され、さらに圧縮機１１の圧
縮部１１１における回転数を検出する回転センサ２１か
らの検出信号Ｎｃ、エンジン１３に設定した回転センサ
２２からの回転検出信号Ｎｅ等が供給されているもので
、この制御回路１４によって冷媒圧縮機１１の変速機構
部１１２の変速比か制御されるようにしている。

第２図は制御回路１４の動作の流れを説明するフローチ
ャートであり、まずステップ１０１で初期設定を行う。

ここで、Ｑｌは吹出し口温度を検出制御するサンプリン
グタイム、Ｑ２は圧縮機１１の圧縮部１１１の回転数を
検出制御するサンプリングタイムであり、Ｎｃｍｊｎお
よびＮ　ｃＩｌａｘは共振によって振動並びに騒音が大
きくなる冷媒圧縮機１１の圧縮部１１１の回転数範囲の
下限および上限を示し、この値は固体によって固有に存
在するものであるため、固体毎に測定することによって
設定記憶されている。また、Ｎ　ｃｓｅｔは圧縮機１１
の共振を回避するための設定回転数であり、上記共振を
発生する下限回転数Ｎｃｍｉｎおよび上限回転数Ｎ　ｃ
ｍａｘから外れた回転数が選択され、記憶設定されてい
る。

ステップ１０２では吹出し口温度制御のサンプリングタ
イムＱｉと、圧縮機１１の回転数制御のサンプリングタ
イムＱ２とに基づいて、設定制御回数比Ｌ　ｓｅｔを算
出し、次のステップ１０３では吹出し口温度Ｔａを温度
センサ１９からの測定信号に基づき検出する。そして、
次のステップ１０４で目標温度Ｔａｏと測定された吹出
し口温度Ｔａとの差に基づいて、例えばＰＩ制御等によ
って圧縮機１１の目標回転数Ｎｃｏを決定する。

ステップ１０５ではこの様に決定された目標回転数Ｎｃ
ｏが振動騒音を発生する範囲の下限値回転数Ｎｃｍｉｎ
と上限値回転数Ｎ　ｃｍａｘとに間に入っているか否か
を判定し、この設定された範囲内に入っていると判定さ
れたときにはステップ１０６に進んで、目標回転数Ｎｃ
ｏを、上記振動を発生する範囲外の予め設定した回転数
Ｎ　ｃｓｅｔに設定する。また、ステップ１０５で決定
された目標回転数Ｎｃｏが、上記上下限値の範囲外であ
ると判定されたとき、およびステップ１０６で回転数Ｎ
　ｃｓｅｔが設定された後は、ステップ１０７に進んで
エンジン１３の回転数Ｎｅおよび圧縮機１１の回転数Ｎ
ｃを検出する。

ステップ１０８では圧縮機１１の目標となる変速比ε０
を、圧縮機の目標回転数Ｎｃｏとエンジン１３の回転数
Ｎｅとの比から求め、ステップ１０９で圧縮機１１の回
転数Ｎｃとエンジン１３の回転数Ｎｅとから実際の変速
比εを求める。そして、次のステップ１１０で実際の変
速比εが目標変速比ε０に一致するように、変速比を調
整制御する。

この様にして圧縮機１１の変速比制御が実行されたなら
ば、ステップ１１１で設定された圧縮機回転数制御のサ
ンプリングタイムＱ２の時間経過を待機し、ステップ１
１２でカウンタＬの計数値を歩進した後ステップ１１３
に進み、その計数値りとステップ１０２で設定した制御
回数比Ｌ　ｓｅｔと比較し、計数値りが小さいと判定さ
れたときは、ステップ１０７に戻って次の制御動作を繰
り返す。またステップ１１３でＬがＬ　ｓｅｔを越えた
と判断されたときは、ステップ１１４で計数値りを“０
”に設定してステップ１０２に戻る。

第３図は制御回路１４の制御の流れの他の例を示すもの
で、ステップ１０５で目標回転数Ｎｃｏが下限値Ｎｃｍ
ｉｎと上限値Ｎ　ｅｌｌｌａＸとの間に入っていると判
定されたときは、ステップ２０１に進む。このステップ
２０１ではｒ　Ｎ　ｃｍａｘ　−Ｎ　ｃｏＪと、上下限
値の差との比から比率ｔｍｌを求め、さらにステップ２
０２で「Ｎ　ｃｏ　−Ｎ　ｅｉｉｎＪに対応する比率ｔ
ｉ２を求める。

そして、ステップ２０３で時間ｔｍｌの間は目標回転数
Ｎｃを下限値Ｎ　ｅｗｉｎに設定し、時間ｔｇ＋２の間
は目標回転数Ｎｃｏを上限値Ｎ　ｃｍａｘとする切換え
制御を行う。すなわち、時間ｔｍｌとｔｍ２とが繰返さ
れ、上限値Ｎ　ｅｇａｘと下限値Ｎ　ｅｗｉｎとの時間
的平均か、ステップ１０４で求めた目標回転数Ｎｃｏに
一致するように、このＮｅｏをＮ　ｃｍａｘとＮ　ｃｍ
ｊｎとの間で切換え、振動並びに騒音が大きくなる圧縮
機１１の回転数範囲での使用を避けるように制御され、
且つ必要な目標回転数Ｎｃｏが平均的に得られるように
する制御か実行される。

その他、第２図の制御と同様のステップは、腫］−と符
号を付してその詳細な説明は省略する。

これまでの実施例の説明では、共振が発生する冷媒圧縮
機の回転数範囲を予め固体別に測定して設定するように
説明した。しかし、圧縮機さらに冷媒回路のコンデンサ
等に振動検出センサを設定し、機械的な共振状態を検出
したときに、圧縮機の目標回転数を予め設定した回転数
に制御するようにしても良い。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明に係る自動車用空調装置の制御装
置にあっては、振動並びに騒音が共振等に起因して大き
くなる範囲を避けるようにして、冷媒圧縮機が駆動制御
されるようになる。すなわち、冷媒圧縮機として変速機
構付きの圧縮機が使用され、基本的に目標回転数Ｎｃｏ
とされるように変速比が制御されるものであるが、その
目標回転数Ｎｃｏが振動共振を発生する範囲内に入るよ
うな場合には、その目標回転数を共振を発生する回転数
範囲外に設定するようになる。したがって、自動車用の
空調装置の静粛性がより効果的に向上されるようになる
。

を構成する制御回路の動作を説明するフローチャート、
第３図は制御回路の他の例を説明するフローチャート、
第４図は冷媒圧縮機の吐出脈動振幅を回転数との関係で
示す図、第５図は騒音レベルをエンジン回転数との関係
で示す図である。　１１・・・冷媒圧縮機、１１１・・
・圧縮部、１１２・・・変速機構部、１３・・・エンジ
ン、１４・・・制御回路、１７・・・エバポレータ、１
９・・・温度センサ（吹出し口）、２０・・・操作部、
２１・・・回転センサ（圧縮機）、２２・・・回転セン
サ（エンジン）。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る自動車用空調装置を
説明する構成図、第２図はこの空調装置第 図 第 図 第 図 第 エルン回転数（１９ｍ）◆ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車に搭載されたエンジンによって駆動される
   、変速機構を備えた冷媒圧縮機と、車両の冷房負荷に応
   じて変速比を制御し、前記圧縮機の回転数を設定制御す
   る回転数制御手段と、 振動並びに騒音が大きくなる共振状態を検出する振動検
   出手段と、 この振動検出手段により前記冷媒圧縮機の動作状態で共
   振が発生する状態と判断されたときに、前記冷媒圧縮機
   の回転数を、共振が発生しない特定される回転数に設定
   する前記変速機構の変速比制御手段と、 を具備したことを特徴とする自動車用空調装置の制御装
   置。
2. （２）前記振動検出手段は、自動車に搭載された前記冷
   媒圧縮機固有の共振を発生する回転数範囲を設定した記
   憶手段を含み、前記圧縮機の回転数がこの設定された回
   転数範囲に制御されたことを検出する手段によって構成
   した請求項１の自動車用空調装置の制御装置。
3. （３）前記振動検出手段では、共振が発生する圧縮機の
   回転数の上限値以上の第１の回転数および下限値以下の
   第２の回転数をそれぞれ設定し、前記変速比制御手段で
   は、共振が発生すると判断されたときに、前記圧縮機の
   実際の回転数が前記第１および第２の回転数に時間的に
   切換えられるようにした請求項１の自動車用空調装置の
   制御装置。