JPH08334250A - 自動車空調設備のコンプレッサの投入/遮断制御方法および投入/遮断制御装置 - Google Patents
自動車空調設備のコンプレッサの投入/遮断制御方法および投入/遮断制御装置Info
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Abstract
況で空調設備の高冷却出力を達成できる、自動車空調設
備のコンプレッサの投入/遮断制御方法及び装置を提供
する。 【解決手段】 遮断温度を、蒸発器のファンの出力及び
/又は蒸発器のファンによって吸入された空気の温度に
依存して、蒸発器のファンの出力又は吸気温度の増大に
伴って下降するように設定する。その装置は、操作段
2、R1を有し、その出力信号Saはコンプレッサの投
入/遮断部材1に送られ、入力分岐点K1の電圧に依存
しており、この電圧は蒸発器のファンの供給電圧UGお
よび/または吸気温度センサの出力電圧に伴って変化す
る。
Description
サで測定した蒸発器の温度が設定可能な遮断温度を下回
るとコンプレッサを遮断する、自動車空調設備のコンプ
レッサの投入/遮断制御方法、およびこの方法を実施す
るのに適した電気回路構成等の投入/遮断制御装置に関
するものである。
るこのような空調設備で、実際の蒸発器の温度はコンプ
レッサを遮断する度に設定した遮断値以下に下がること
が知られている。これは、蒸発器用温度センサの慣性に
起因する。この慣性自体は、蒸発器のファンの調整され
た空気量と吸入温度に依存している。さらに、コンプレ
ッサが遮断した後も、蒸発器の前段で生じた冷却液圧力
が解消するまで冷却液はなおも蒸発する。この効果によ
って引き起こされる蒸発器の凍結の危険に対処するため
に、従来は蒸発器における熱輸送が最小となる最悪の場
合、すなわち低い吸気温度と最小の蒸発器のファン動作
のもとでも蒸発器凍結を防ぐために、遮断温度を0°C
よりも十分高い温度、たとえば約4°Cに固定して設定
する凍結防止措置を講じている。このやり方だと、比較
的高い吸気温度および/または蒸発器のファンの出力に
おいて空調設備の冷却出力が完全に活用されない点が短
所である。なぜならば、この状況ではコンプレッサは必
要以上に早く遮断されるからである。
器凍結を確実に防止するとともに、あらゆる運転状況に
おいて空調設備のできるだけ高い冷却出力を達成でき
る、冒頭に記載した種類の方法と装置を提供することで
ある。
り請求項1に記載された特徴を有する方法、および請求
項5または請求項8に記載された特徴を有する装置によ
って解決される。その際、遮断温度は蒸発器のファンの
出力および/または吸気温度に依存して、ファンの出力
もしくは吸気温度が増すに連れて下がるが、必ず0°C
を上回る値に設定される。このようにすることによっ
て、どんな運転状況でも確実な凍結防止を維持できると
ともに、比較的高い蒸発器のファンの出力および/また
は吸気温度で、固定した遮断温度を用いる上述した従来
のやり方よりも高い冷却出力を達成できる。なぜなら
ば、これらの場合にはコンプレッサは遅れて、すなわち
より小さい遮断値において遮断されるからである。
蒸発器のファンの出力および/または吸気温度に適合し
たコンプレッサの投入/遮断制御が回路技術上簡単な仕
方で可能となる。請求項8による装置の構成により、ソ
フトウェア技術上の変換によって、蒸発器のファンの出
力および/または吸気温度に依存した遮断温度の特性グ
ラフに基づいてコンプレッサの投入/遮断制御が可能と
なる。
て、請求項2に従い、遮断温度を最大値約3.5°Cな
いし4°Cから最小値約0.5°Cないし1°Cまで連
続的に下降して設定するようになっている。請求項3に
従う本発明の実施態様により、好適な投入/遮断ヒステ
リシスが提供される。その際、ヒステリシス間隔は凍結
防止規則の過度に頻繁なコンプレッサ切り替えを防止す
る。
温度は2つの値の各々に依存して連続的に一定の最小値
に下降するように、蒸発器のファンの出力および吸気温
度に依存した特性グラフの形で設定される。請求項6に
従う装置の実施態様により、コンプレッサ遮断は請求項
4の方法に対応し、蒸発器のファンの出力および吸気温
度に依存して行われる。
上のコストが少なく、他方では投入/遮断制御を蒸発器
のファンの電圧信号および/または吸気温度センサに適
合させる可能性を提供する。
基づいて詳細に説明する。図1に、自動車空調設備の蒸
発器の設定された特性グラフを示す。この特性グラフを
下回ることが蒸発器用温度センサによって検知される
と、空調設備に付属するコンプレッサはその都度遮断さ
れる。蒸発器用温度センサによって検知された蒸発器の
温度が、この特性グラフによって規定された遮断温度T
ausをそれぞれ約0.5°C上回る投入温度を越える
とすぐに、コンプレッサは再び投入される。約0.5°
C高い投入温度のヒステリシス間隔は、不都合に頻繁な
コンプレッサ切り替えを防ぐために、そのように周期的
に駆動されるコンプレッサの所望の投入ヒステリシスを
生み出す。
のファンの出力を規定するファン電圧UGおよび蒸発器
のファンによって吸入される空気の温度TAこれは吸気
運転では概ね外気に対応しているとの関係を指定する。
図1から分かるように、遮断温度Tausは最小ファン
電圧Uminおよび最小吸気温度TA≠0°Cにおいて
その最大値4°Cを取る。遮断温度Tausは、最大フ
ァン電圧Umaxにおいて吸気温度TAにかかわりな
く、また40°Cの吸気温度TAにおいてファン電圧U
Gにかかわりなく最小値1°Cを取る。これらの基本値
の間で、遮断温度Tausに対する特性グラフは、第1
の値が固定されて他方の値にそれぞれ直線的に依存して
延びている。蒸発器用温度センサの慣性だけでなく、コ
ンプレッサを遮断すると高圧側の冷却液圧が初めは徐々
に減衰するので空調設備の冷却出力が急激に停止しない
ことにも基づいて、実際の蒸発器の温度は設定された遮
断温度Taus以下に下降するが、最大値を4°Cとす
ると、蒸発器のファンの出力UGと吸気温度TAが最小
となる最悪の場合でも、実際の蒸発器の温度は0°Cま
で低下しないことが確保される。こうすることによっ
て、蒸発器の凍結は確実に防がれる。同時に、設定され
た特性グラフにより、より高い蒸発器のファンの出力U
Gのもとで、またより高い吸気温度TAのもとでも遮断
温度Tausを低くし、したがって空調設備の活発な冷
却運転を長くすることができる。なぜならば、これらの
場合に、蒸発器にはより多くの熱が供給されて蒸発器の
凍結を防止するからである。こうすることによって、こ
れらの運転状態において空調設備の冷却出力は、約4°
Cの不変の遮断温度を設定する場合よりも良好に活用で
きる。
きる蒸発器のファンでは、図1に示した各々のファン段
階の連続的特性グラフの代わりに、離散的遮断温度Ta
usを、場合によってはやはり吸気温度TAとの追加的
関係において割り当てることが可能である。コンプレッ
サの投入/遮断制御の簡単な方法において、図1の2次
元的な特性グラフの代わりに、遮断温度Tausを蒸発
器のファンの出力UGとの関係においてのみ、または吸
気温度TAとの関係においてのみ変化するように設定す
るようにできる。
述の投入/遮断制御法を回路技術上簡単な仕方で実施で
きる、離散的電気回路構成のブロック線図を示す。この
回路構成は、図式的に示した半導体パワースイッチ1を
包含している。このパワースイッチ1は矢印の方向でコ
ンプレッサクラッチに接続し、コンプレッサを投入およ
び遮断できる。パワースイッチ1は、演算増幅器2と抵
抗R1を包含する操作段によって操作される。
信号Saは非反転入力側に送り戻されている。演算増幅
器2の入力側には、アース電位Uoと自動車ボードネッ
トワークの正のボード電圧電位UBとの間に2つの分圧
器が平行に存在している。第1の分圧器は固定した抵抗
R2と、蒸発器のファンによって吸入された空気に依存
した電気抵抗を有する吸気温度センサ3とを包含してい
る。この分圧器のセンタータップK1は入力分岐点をな
し、これに演算増幅器の非反転入力側が接続している。
第2の分圧器は固定した抵抗R3と蒸発器用温度センサ
5からなり、この分圧器のセンタータップK2には演算
増幅器の反転入力側が接続している。蒸発器のファンの
電圧UGは、フィルター/保護回路4および評価抵抗R
4を通して第1の分圧器のセンタータップに送り戻され
る。
気温度TAに依存したコンプレッサに対する必要な投入
/遮断制御を行うことは明らかである。蒸発器のファン
電圧、したがってまた蒸発器のファンの出力が低下した
らすぐに、第1の分圧器のセンタータップK1、したが
って演算増幅器の非反転入力側の電位が低下する。その
結果として、図1に従う所望のより高い遮断温度Tau
sが調整される。同じように、吸気温度TAが低くな
り、したがって吸気温度センサ3の電気抵抗が減少する
と第1の分圧器のセンタータップK1の電位は低下す
る。そうすることによって、再び所望のより高い遮断温
度Tausが提供される。
ンサ3の代わりに固定抵抗を配置できる。そうすること
によって、コンプレッサに対する遮断温度Tausが蒸
発器のファンの電圧UG、すなわち蒸発器のファンの出
力のみに依存して、しかも図1の特性グラフで最小吸気
温度TA≒0°Cにおける垂線と交わる線に対応して調
整される回路が実現される。もちろん、図2の回路は必
要に応じ、ファンの電圧UGを第1の分圧器のセンター
タップK1に通す回路分岐を削除することによって、遮
断温度Tausが吸気温度TAのみに依存して可変に設
定されるように修正できる。言うまでもなく、当業者は
必要に応じて、所望の特性グラフに対応して遮断温度T
ausを供給するように回路の寸法を決定できる。その
際、図1の特性グラフは単に例と見なすべきであり、位
置および形態は応用例に応じて修正できる。
回路の変形を示す。この回路により、上述の空調設備コ
ンプレッサに対する投入/遮断制御法は、追加の離散的
回路のコストなしに実施できる。必要なすべての投入/
遮断信号は従来の制御においても提供されている。入力
側ではマイクロプロセッサ6に蒸発器用温度センサおよ
び吸気温度センサの測定信号MV、MA、蒸発器のファ
ン電圧UG、および場合によって別の入力信号Eが送ら
れる。マイクロプロセッサ6はここから記憶された特性
グラフに対応して、図1に類似の仕方で半導体パワース
イッチ1に対する操作信号SMを生み出す。マイクロプ
ロセッサ6は、別の出力信号Aを通して、ここでは対象
としないその他の機能も果たすことができる。図1に従
う種類の特性グラフは、純粋にソフトウェア技術によっ
てマイクロプロセッサ6に記憶され、特殊な構成におい
てすべての自由度を提供する。そのうち、平面として実
現された図1の特性グラフは、記憶可能な任意の特性グ
ラフ形態の可能で単純な例を示すにすぎない。さらに、
高いファン電圧UGおよび/または高い吸気温度TAに
おける投入ヒステリシスを、低いファン電圧UGおよび
/または低い吸気温度TAにおけるよりも小さく選択す
ることによって、再投入温度も遮断温度Tausに対す
る特性グラフに対応して可変に形成できる。
めの蒸発器遮断温度に対する設定された特性グラフであ
る。
気回路構成のブロック線図である。
応してマイクロプロセッサにより実現されている変形装
置のブロック線図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 蒸発器用温度センサ(5)で測定した蒸
発器の温度が0°C以上の設定可能な遮断温度(Tau
s)を下回るとコンプレッサを遮断する、自動車空調設
備のコンプレッサの投入/遮断制御方法において、遮断
温度(Taus)を、蒸発器のファンの出力(UG)お
よび/または蒸発器のファンによって吸入された空気の
温度(TA)に依存して、蒸発器のファンの出力または
吸気温度の増大に伴って低下するように設定することを
特徴とする、自動車空調設備のコンプレッサの投入/遮
断制御方法。 - 【請求項2】 遮断温度(Taus)を、蒸発器のファ
ンの最小出力もしくは40机1 度における最大値約3.5
°Cないし4°Cから、蒸発器のファンの最大出力のも
しくは吸気温度における最小値約0.5°Cないし1°
Cまで下降するように設定する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 蒸発器用温度センサで測定した蒸発器の
温度が、一定の投入ヒステリシスあるいはファンの出力
(UG)および/または吸気温度(TA)の増大に伴っ
て小さくなる投入ヒステリシスの分だけ遮断温度(Ta
us)を上回って設定された投入温度を越える度に、コ
ンプレッサが再投入される、請求項1または2に記載の
方法。 - 【請求項4】 蒸発器のファンの出力(UG)および吸
気温度(TA)に依存した特性グラフとして遮断温度
(Taus)を設定し、この遮断温度が他の値は一定で
それぞれ1つの値に依存して単調に下降して、ファンの
最大出力と限界値を上回る吸気温度で一定の最小値を取
る、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 自動車空調設備のコンプレッサの投入/
遮断制御装置において、 コンプレッサの投入/遮断部材(1)を操作する出力信
号(Sa)を生み出す操作段(2、R1)を有し、この
出力信号(Sa)は入力分岐点(K1)の電圧に依存し
ており、この電圧は蒸発器のファンの出力電圧(UG)
の低下に伴って、および/または蒸発器のファンによっ
て吸入された空気に対する吸気温度センサ(3)の電圧
降下に伴って変化することを特徴とする、自動車空調設
備のコンプレッサの投入/遮断制御装置。 - 【請求項6】 評価抵抗(R4)を介して供給されるフ
ァンの出力電圧(UG)と吸気温度センサ(3)の電圧
が、入力分岐点(K1)に並列に印加されている、請求
項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記操作段が演算増幅器(2)を包含
し、この演算増幅器(2)の非反転入力側は供給電圧電
位(UB、Uo)の間の分圧器のセンタータップ(K
1)と結合していて、このセンタータップ(K1)の一
部には評価抵抗(R4)を通した蒸発器のファンの供給
電圧(UG)および/または吸気温度センサ(3)の出
力電圧が印加されており、前記演算増幅器(2)の反転
入力側は、抵抗(R3)と蒸発器用温度センサ(5)と
からなる、供給電圧電位(UB、Uo)の間の分圧器の
センタータップ(K2)と結合している、請求項5また
は6に記載の装置。 - 【請求項8】 自動車空調設備のコンプレッサの投入/
遮断制御装置において、請求項1から4のいずれか1項
に記載の方法を実施するために構成されたマイクロプロ
セッサ(6)を有し、このマイクロプロセッサ(6)が
入力側で蒸発器用温度センサの測定信号(MV)、吸入
温度センサの測定信号(MA)および蒸発器のファンの
供給電圧信号(UG)を受け取り、次に遮断温度と蒸発
器のファン電圧および/または吸気温度に依存する遮断
温度に対する記憶された特性グラフに基づいて、コンプ
レッサの投入/遮断部材(1)を操作する操作信号(S
M)を生み出すことを特徴とする、自動車空調設備のコ
ンプレッサの投入/遮断制御装置。
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