JPH10287125A - 空調装置 - Google Patents
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- JPH10287125A JPH10287125A JP9100499A JP10049997A JPH10287125A JP H10287125 A JPH10287125 A JP H10287125A JP 9100499 A JP9100499 A JP 9100499A JP 10049997 A JP10049997 A JP 10049997A JP H10287125 A JPH10287125 A JP H10287125A
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Abstract
出温度(コンデンサ出口温度)を変更する指示があった
ときに、空調風の吹出温度がオーバーシュートもしくは
アンダーシュートすることを防止するとともに、吹出温
度の応答性を向上させる。 【解決手段】冷房用膨張弁23の弁開度b、暖房用膨張
弁24の弁開度C、目標エバポレータ出口温度TEOが
5℃、目標コンデンサ出口温度TCOが33℃、冷媒圧
縮機21の回転数eとなる制御状態Xであったとする。
この状態から温度設定レバー56にて空調風の吹出温度
を低くするように設定温度が変更されて、目標コンデン
サ出口温度TCOが高くなるようにTCO1(38℃)
に変更されたとする。すると、本実施形態では暖房用膨
張弁24の弁開度はCのままで、冷媒圧縮機21の回転
数を大きくして、コンデンサ出口温度が上記TCO1と
なるように制御する(制御状態Y)。
Description
凍サイクルの2つの室内熱交換器を配置することで除湿
モードが設定可能な空調装置において、特に除湿モード
における吹出温度の制御性を向上させるものに関する。
として、特開平8−40056号公報に記載されている
自動車用空調装置がある。この従来装置では、空調ケー
ス内に配置された室内コンデンサおよび室内エバポレー
タ、上記空調ケースの外部に配置された室外熱交換器等
を有する冷凍サイクル装置を用いることで、除湿モード
が設定可能となっている。
室外熱交換器、室内エバポレータの順に流れ、先ず室内
エバポレータにて空気を冷却除湿し、この冷却空気を室
内コンデンサにて加熱する。そして、この除湿モードで
は、室内エバポレータにて十分冷却除湿された空調風
は、室内コンデンサの加熱能力を制御することで、空調
風の吹出温度である室内コンデンサを通過した空気温度
(以下コンデンサ出口温度)が制御される。
エバポレータを通過した直後の空気温度(以下、エバポ
レータ出口温度)が、室内エバポレータを通過する前の
吸込温度より所定値以上低くすることで、空気の冷却除
湿量が必要除湿冷却量となるようにコンプレッサの回転
数を制御する。また、コンデンサ出口温度は、室外熱交
換器と室内コンデンサとの間に設けられた可変絞り手段
(電気式膨張弁)の絞り開度を制御することで、各種空
調環境因子(例えば内気温、外気温等)に基づいて算出
された必要吹出温度TAOとなるように制御される。
者の検討によると、上記従来装置では以下の問題がある
ことが分かった。以下、これについて説明する。先ず、
上記従来装置において、コンデンサ出口温度を変更する
ために例えば乗員の操作によって吹出温度変更レバーが
変更操作されたとする。すると、これに応じて上記必要
吹出温度TAOが再演算されて、上記絞り開度をコンデ
ンサ出口温度がこの目標吹出温度TAOとなるように徐
々に変更制御する。このように上記従来装置では、絞り
開度を徐々に変更しているのでコンデンサ出口温度の応
答性が悪いという問題がある。
することで、素早くコンデンサ出口温度を変更させるこ
とが考えられるが、このように絞り開度を大幅に変更す
ると冷凍サイクルの冷媒循環量が大きく変動することで
コンデンサ出口温度が上記目標吹出温度TAOに対して
オーバーシュートもしくはアンダーシュートしてしまう
という問題が発生する。
作者によって空調風の吹出温度(コンデンサ出口温度)
を変更する指示があったときに、空調風の吹出温度がオ
ーバーシュートもしくはアンダーシュートすることを防
止するとともに、吹出温度の応答性を向上させることを
目的とする。
に、本発明者は上記従来装置について以下のような検討
を行った。上記従来装置において、除湿モードにおいて
コンデンサ出口温度の応答性向上およびオーバーシュー
トもしくはアンダーシュートの防止を両立させるため
に、制御初期時には上記弁開度を大きく変化させ、素早
くコンデンサ出口温度を目標吹出温度TAOに近づけた
後、上記絞り開度の変化量を小さくしてコンデンサ出口
温度が上記目標吹出温度TAOに収束するようにするこ
とを検討した。
可変絞り弁の最大開度ストロークであっても非常に微小
なため、上述したように弁開度を精度良く細かく制御す
ることは、実質的に非常に困難であることが分かった。
そこで、本発明者は、除湿モードにおいて操作者により
空調風の吹出温度を変更設定する信号が発生されたとき
には、この信号が発生される前の絞り開度を保持し、冷
媒圧縮機の回転数を制御することで、空調風の吹出温度
を制御することを発想した。
絞り手段に比べて容易にきめ細かな制御が可能であるの
で、冷媒圧縮機の回転数にて空調風の吹出温度を制御す
ることで、吹出温度の応答性向上およびオーバーシュー
トもしくはアンダーシュートの防止を両立できると考え
た。このような考えにより本発明では、上記目的を達成
するために以下の技術的手段を採用する。
の操作にて前記吹出温度の設定温度(TCO)を変更す
る信号を発生する信号発生手段(56)を有し、除湿モ
ードが設定されているときに、信号発生手段(56)に
より設定温度(TCO)を変更設定する信号が発生され
ると、可変絞り手段(24)の絞り開度を保持し、冷媒
圧縮機(21)の回転数を制御することで吹出温度を制
御する吹出温度優先空調制御手段(S180)を有する
ことを特徴としている。
転数は、上記可変絞り手段に比べて容易にきめ細かな制
御が可能であるので、信号発生手段にて空調風の吹出温
度を変更設定する信号が発生されたときには、吹出温度
優先制御手段にて絞り開度を保持して冷媒圧縮機の回転
数にて空調風の吹出温度を制御する。この結果、空調風
の吹出温度の応答性向上および吹出温度のオーバーシュ
ートもしくはアンダーシュートの防止を両立できる。ま
た、請求項5および6記載の発明では、吹出温度が一旦
目標凝縮器吹出空気温度(TCO)に到達すると、除湿
優先空調制御手段(ステップS160)の制御状態を復
帰して、蒸発器吹出空気温度(Tc)が目標蒸発器吹出
空気温度(TEO)となるよう冷媒圧縮機(21)の回
転数を制御するとともに、吹出温度が目標凝縮器吹出空
気温度(TCO)となるように絞り開度を制御すること
を特徴としている。
して、冷媒圧縮機の回転数を強制制御すると、冷凍サイ
クル装置の冷媒循環量(高圧、低圧)が変化して冷却用
蒸発器器に霜が発生してフロストしたり、冷却用蒸発器
での冷却除湿能力が低下するといった問題がある。つま
り、絞り開度を保持して、空調風の吹出温度を上げるた
めに、冷媒圧縮機の回転数を大きくすると冷却用熱交換
器に霜が発生してフロストしやすくなり、空調風の吹出
温度を下げるために、冷媒圧縮機の回転数を下げると冷
却用熱交換器での冷却除湿能力が低下する。
に、請求項5および6記載の発明によれば、信号発生手
段にて空調風の吹出温度が上げられて、一旦凝縮器吹出
空気温度が目標凝縮器吹出空気温度に到達すると、冷媒
圧縮機の回転数下げるとともに絞り開度を小さくするこ
とで、吹出温度が目標凝縮器吹出空気温度となるように
制御する。これにより、冷却用熱交換器のフロストを防
止できるとともに吹出温度を目標凝縮器温度とすること
ができる。
が下げられて、一旦凝縮器吹出空気温度が目標凝縮器吹
出空気温度に到達すると、冷媒圧縮機の回転数上げると
ともに絞り開度を大きくすることで、吹出温度が目標凝
縮器吹出空気温度となるように制御する。これにより、
冷却用熱交換器での冷却除湿能力を向上できるとともに
吹出温度を目標凝縮器温度とすることができる。
ついて説明する。なお、本実施形態は、本発明を電気自
動車用空調装置に適用したものである。図1の空調ユニ
ット1における空調ケース2は、車室内に空気を導く空
気通路を構成するもので、一端側に内外気切換手段3お
よび送風手段4が設けられ、他端側に車室内へ通ずる複
数の吹出口14〜16が形成されている。
(内気)を吸入する内気吸入口5と、車室外の空気(外
気)を吸入する外気吸入口6とが形成された内外気切換
箱内に、各吸入口5、6を選択的に開閉する内外気切換
ドア7が設けられている。この内外気切換ドア7は、図
示しない手動操作機構を介して、後述する内外気切換レ
バー54(図3参照)によって駆動される。
は外気吸入口6から上記各吹出口14〜16に向かっ
て、空調ケース2内に空気流を発生させるもので、具体
的には、スクロールケーシング8内に遠心式多翼ファン
9が設けられ、このファン9が、駆動手段であるモータ
10によって駆動される構成である。また、ファン9よ
りも空気下流側における空調ケース2内には冷却用蒸発
器11(冷却用熱交換器)が設けられている。この冷却
用蒸発器11は、後述する冷凍サイクル20の一部を構
成する熱交換器であり、後述する冷房運転モード時に、
内部を流れる冷媒の蒸発作用によって、空調ケース2内
の空気を除湿、冷却する蒸発器として機能する。なお、
後述する暖房運転モード時にはこの冷却用蒸発器11内
には冷媒は流れない。
る空調ケース2内には加熱用凝縮器12が設けられてい
る。この加熱用凝縮器12は、冷凍サイクル20の一部
を構成する熱交換器であり、後述する暖房運転モード時
に、内部を流れる冷媒の凝縮作用によって、空調ケース
2内の空気を加熱する凝縮器として機能する。なお、後
述する冷房運転モード時にはこの加熱用凝縮器12内に
は冷媒は流れるが、後述のエアミックスドア13にて空
気が再加熱されることは無い。
と隣接した位置には、ファン9から圧送されてくる空気
のうち、加熱用凝縮器12を流れる量とこれをバイパス
する量とを調節するエアミックスドア13が設けられて
いる。なお、このエアミックスドア13は、制御装置
(エアコンECU)40によって、後述する冷房運転モ
ード時には、ファン9からの圧送空気の全てが加熱用凝
縮器12をバイパスする位置に制御され、後述する暖房
運転モード時には、ファン9からの圧送空気の全てが加
熱用凝縮器12を通過する位置に制御される。
車両フロントガラスの内面に空調空気を吹き出すデフロ
スタ吹出口14と、車室内乗員の上半身に向かって空調
空気を吹き出すフェイス吹出口15と、車室内乗員の下
半身に向かって空調空気を吹き出すフット吹出口16で
ある。また、これらの吹出口の空気上流側部位には、こ
れらの吹出口を開閉するドア17〜19が設けられてい
る。
器11と加熱用凝縮器12とで車室内の冷房、暖房、お
よび除湿運転を行うヒートポンプ式冷凍サイクルで、こ
れらの熱交換器11、12の他に、冷媒圧縮機21、空
調ケース2外に配置された室外熱交換器22、冷房用膨
張弁23、暖房用膨張弁24(可変絞り手段)、アキュ
ムレータ25、冷媒の流れを切り換える冷房用電磁弁2
6および暖房用電磁弁28を備え、これらが冷媒配管2
7で接続された構成となっている。また、図中29は室
外送風ファンで、29aは、この室外送風ファン29を
駆動する電動モータである。なお、暖房用膨張弁24
は、加熱用凝縮器12と室外熱交換器22との間の冷媒
流路に設置されている。
ータによって駆動されたときに冷媒の吸入、圧縮、吐出
を行う。この電動モータは、冷媒圧縮機21と一体的に
密封ケース内に配置されており、インバータ31により
制御されることによって回転速度が連続的に可変する。
また、このインバータ31は、制御装置40によって通
電制御される。
弁23および暖房用膨張弁24は、電気式膨張弁を使用
しており、冷媒流路の流路断面積の絞り開度が調整でき
るようになっている。また、この冷房用膨張弁23およ
び暖房用膨張弁24は、制御装置40にて制御される。
また、上記冷房用膨張弁23は、後述する冷房運転時に
室外熱交換器22から冷却用蒸発器11に流入する冷媒
を減圧膨張するものである。暖房用膨張弁24は、加熱
用凝縮器12と室外熱交換器22との間に設けられてお
り、後述する暖房運転時に加熱用凝縮器12から室外熱
交換器22に流入する冷媒を減圧膨張するものである。
図2に基づき説明する。制御装置40には、図1、2に
示すように、冷媒圧縮機21が吐出した高圧冷媒圧力を
検出する吐出圧センサ41、ファン9により空調ケース
2内に吸い込まれた空気温度(冷却用蒸発器11の吸込
空気温度Tin)を検出する吸込温度センサ42、冷却
用蒸発器11の通過した直後の空気温度(冷却用蒸発器
11の表面温度、以下エバポレータ出口温度)を検出す
る蒸発器吹出空気温度センサ43、外気温を検出する外
気温センサ44、および加熱用凝縮器11を通過した後
の凝縮器吹出空気温度(以下、コンデンサ出口温度)を
検出する凝縮器吹出空気温度センサ45の各信号が入力
されるとともに、車室内全面に設けられたコントロール
パネル51の各レバー、スイッチからの信号も入力され
る。
すように、操作者の操作により各吹出モードの設定を行
う吹出モード設定レバー52、車室内へ吹き出される風
量を設定する風量設定レバー53、内外気切換モードを
設定する上記内外気切換レバー54、冷凍サイクル20
の運転モードを、冷房運転モードに設定する冷房スイッ
チ55a、暖房運転モードに設定する暖房スイッチ55
b、および除湿運転モードに設定する除湿スイッチ55
cとからなる冷暖房モード設定スイッチ55、および車
室内への空調風の吹出温度の設定温度を設定変更する温
度設定レバー56を備える。
示しないCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイ
クロコンピュータが設けられ、上記各センサ41〜47
からの信号およびコントロールパネル51からの各信号
は、ECU内の図示しない入力回路を経て、上記マイク
ロコンピュータへ入力される。そして、このマイクロコ
ンピュータが後述する所定の処理を実行し、その処理結
果に基づいてインバータ31等の上記各駆動手段を制御
する。なお、制御装置40は、自動車の図示しないキー
スイッチがオンされたときに、図示しないバッテリーか
ら電源が供給される。
ドにおける、冷媒の流れ方を簡単に説明する。 冷房運転モード 乗員によって上記冷房スイッチ55aがオンされたとき
は、上記マイクロコンピュータが電磁弁26を開弁状態
とするとともに電磁弁28を閉弁状態とする。これによ
り、冷媒の流れは、図1中矢印Cで示すように冷媒圧縮
機21→室外熱交換器22→冷房用減圧装置23→冷却
用蒸発器11→アキュムレータ25→冷媒圧縮機21の
順である。この結果、冷却用蒸発器11にて、冷媒の蒸
発作用により空調風が冷却される。なお、この冷房運転
モードでは、空気が加熱用凝縮器12を全てバイパスす
るように上記マイクロコンピュータにて上記エアミック
スドア13を制御する。
は、上記マイクロコンピュータが電磁弁26を閉弁状態
とするととともに、電磁弁28を開弁状態とする。これ
により、冷媒の流れは、図1中Hで示すように冷媒圧縮
機21→加熱用凝縮器12→暖房用膨張弁24→室外熱
交換器22→電磁弁28→アキュムレータ25→冷媒圧
縮機21の順である。この結果、加熱用凝縮器12に
て、冷媒の凝縮作用により空調風が加熱される。なお、
この暖房運転モードでは、空気が加熱用凝縮器12を全
て通過するように上記マイクロコンピュータにて上記エ
アミックスドア13を制御する。また、上記暖房用膨張
弁24は、電動モータ21での消費電力がなるべく少な
くなるように最適に制御される。
は、上記マイクロコンピュータが電磁弁26および電磁
弁28を共に閉弁状態とする。これにより、冷媒の流れ
は、図1中H−Cで示すように冷媒圧縮機21→加熱用
凝縮器12→暖房用膨張弁24→室外熱交換器22→冷
房用膨張弁23→冷却用蒸発器11→アキュムレータ2
5→冷媒圧縮機21の順である。
た冷媒は、室外熱交換器22および暖房用熱交換器12
で凝縮されたのち、冷房用熱交換器11にて蒸発され
る。この結果、空調ケース2内に導入された空気は、冷
却用蒸発器11にて冷却したのち、加熱用凝縮器12に
て冷却空気を加熱する。なお、この除湿運転モードで
は、空気が加熱用凝縮器12を全て通過するように上記
マイクロコンピュータにて上記エアミックスドア13を
制御する。
御処理について、図4を用いて説明する。まず、キース
イッチがオンされて制御装置40に電源が供給され、さ
らに風量設定レバー53がオフ以外の所定風量の位置に
設定されると、図4のルーチンが起動され、ステップ1
05にて各イニシャライズおよび初期設定を行う。そし
て次のステップ110にて、上記各センサ41〜44、
およびコントロールパネル51の各レバー、スイッチか
らの信号を読み込む。
ッチ55aがオンされているか否かを判定する。そし
て、冷房スイッチ55aがオンされていると、ステップ
S120に進み、冷房運転モード制御を行う。ここで、
簡単に冷房運転モード制御の内容を説明する。先ず、冷
房運転モード制御では、上記各センサ41〜44、およ
び温度設定レバー56の設定位置に基づいて図示しない
所定の数式にて上記エバポレータ出口温度の目標値であ
る冷房用目標蒸発器吹出温度TAO(C)を算出する。
そして、蒸発器吹出空気温度センサ43が検出する実際
の空調風の温度が、上記冷房用目標吹出温度TAOとな
るように、インバータ31にて冷媒圧縮機21の回転数
を制御する。
風量設定スイッチ53の設定位置に応じて目標ブロア電
圧を決定し、この目標ブロア電圧となるようにブロアモ
ータ10を制御する。続いて、ステップS130にて室
外ファン29の回転数(送風量)を制御し、その後ステ
ップS110に戻る。
れた場合は、ステップS135に進み、ステップS13
5にて暖房スイッチ55bがオンされているか否かを判
定する。この判定結果がYESと判定されたときには、
ステップS140進んで、暖房運転モード制御を行う。
ここで、簡単に暖房運転モード制御の内容を説明する。
先ず、暖房運転モード制御では、上記コンデンサ出口温
度の目標値となる暖房用目標吹出温度TAO(H)を算
出し、さらにこの暖房用目標吹出温度TAO(H)に基
づいて加熱用凝縮器12における加熱能力(具体的には
冷媒圧縮機21の吐出圧力Pd)の目標値を決定し、吐
出圧センサ41の検出値が上記目標値となるようにイン
バータ31を制御して冷媒圧縮機21の回転数を制御す
る。
れたときは、ステップS150にて除湿スイッチ55c
がオンされているか否かを判定する。ここで、NOと判
定される、つまり運転モード設定スイッチ55にて冷房
運転モード制御、暖房運転モード制御、および除湿運転
モード制御が設定されていないときには、ステップS1
45にて冷媒圧縮機21を停止させた後に、上記ステッ
プ125、130の処理を行う。すなわち、送風モード
とする。
て、ステップS150にてYESと判定された場合は、
ステップS152に進んで、除湿運転モード制御(除湿
モード)を行う。以下、この除湿運転モード制御におけ
る制御内容をステップS155〜ステップS180にて
説明する。
ローチャートが実行されたときに除湿運転モード制御で
あった否かを判定する。つまり、このフローチャーート
が始めて実行されたときにステップS155に進んだと
きは、必ずステップS155ではNOと判定されて、ス
テップS160に進む。そして、ステップS160で
は、除湿運転モード制御Aとして除湿優先空調制御が行
われる。以下、除湿優先空調制御の内容について図8の
フローチャートを用いて説明する。
特性図から、上記吸込温度センサ42の検出する吸込空
気温度Tin−5℃、かつ3℃より高くなるように目標
蒸発器出口温度TEO(以下、目標エバポレータ出口温
度と呼ぶ)を算出する。なお、上記3℃という値は、冷
却用蒸発器11に霜が発生することを防止するための所
定制御温度である。
空気温度センサ43の検出値が、上記目標エバポレータ
出口温度TEOとなるように冷媒圧縮機21の回転数を
制御する。具体的には通過後空気温度センサ43の検出
値と目標エバポレータ出口温度TEOとの差が大きくな
るほど、冷媒圧縮機21の回転数の変化量が大きくなる
ようにPI制御もしくはファジー制御にてフィードバッ
ク制御する。
れた空気の温度が、冷却用蒸発器11にて十分低下する
ことで、良好に空気中の水分が除去されるとともに、冷
却用蒸発器11の蒸発器吹出空気温度が3℃以上となる
ので、冷却用蒸発器11に霜が発生してフロストするこ
とが防止できる。さらに除湿優先空調制御では、ステッ
プS163にて図6に示す特性図から外気温度に応じて
加熱用凝縮器12を通過した上記コンデンサ出口温度
(最終的な空調風の吹出温度)の目標凝縮器吹出温度T
CO(以下目標コンデンサ出口温度)を決定する。ここ
で、図6に示すように目標コンデンサ出口温度TCO
は、上記温度設定レバー56の設定位置が高く(HO
T)なるほど、高く算出される。
図6に示すように吐出圧センサ41が検出する吐出圧力
Pdと相関があるので、目標コンデンサ出口温度TCO
を吐出圧力Pdに換算する。そして、図7に示す特性図
から冷媒圧縮機21の回転数に応じて、上記吐出圧力P
dとなるように暖房用膨張弁24の弁開度(絞り開度)
を制御する。
風量一定、温度設定レバー56の設定位置が中間位置
で、冷媒圧縮機21の回転数、冷房用膨張弁23の弁開
度、暖房用膨張弁24の弁開度、蒸発器吹出空気温度、
目標エバポレータ出口温度TEO、凝縮器吹出空気温
度、目標コンデンンサ出口温度TCOとの相関関係図で
ある。また、図7には図示していないが、ファン9の風
量、温度設定レバー56の設定位置等によって特性図は
異なる。
ローチャートが実行されたときに運転モードが除湿運転
モード制御であったと判定されると、ステップS170
に進む。ステップS170では、温度設定レバー56の
設定位置が変更されたか否かを判定する。つまり、除湿
運転モード制御が設定されているときに、乗員の操作に
より温度設定レバー56の設定位置が変更されたかが判
定され、この判定結果がYESの場合は、上記除湿優先
空調制御を停止して、ステップS180に進んで除湿運
転モード制御Bとして吹出温度優先制御を行う。
9のフローチャートを用いて説明する。 吹出温度優先制御 この吹出温度優先制御では、先ず、図6に示す特性図か
ら温度設定レバー56の設定位置に応じて目標コンデン
サ出口温度TCO算出する。そして、ステップS183
では、暖房用膨張弁24の弁開度を保持する。そして、
ステップS183では冷媒圧縮機21の回転数制御とし
て、冷媒圧縮機21の回転数を図7の特性図に基づい
て、上記コンデンサ出口温度が上記目標コンデンサ出口
温度TCOとなるように制御する。
の検出値と上記目標コンデンサ出口温度TCOとの差が
大きくなるほど、冷媒圧縮機21の回転数の変化量が大
きくなるように、PI制御もしくはファジー制御にてフ
ィードバック制御する。ここまでの吹出温度優先制御の
作動を図7に基づき説明する。先ず、前提として上記除
湿優先空調制御にて、図7に示すように冷房用膨張弁2
3の弁開度b、暖房用膨張弁24の弁開度C、目標エバ
ポレータ出口温度TEOが5℃、目標コンデンサ出口温
度TCOが33℃、冷媒圧縮機21の回転数eとなる制
御状態Xであったとする。
にて空調風の吹出温度を高くするように設定温度が変更
されて、目標コンデンサ出口温度TCOが高くなるよう
にTCO1(38℃)に変更されたとする。すると、本
実施形態では暖房用膨張弁24の弁開度はCのままで、
冷媒圧縮機21の回転数をeからfへ大きくして、コン
デンサ出口温度が上記TCO1となるように制御する
(制御状態Y)。
56にて空調風の吹出温度を低くするように設定温度が
変更されて、目標コンデンサ出口温度TCOが低くなる
ようにTCO2(30℃)へ変更されたとする。する
と、本実施形態では暖房用膨張弁24の弁開度はCのま
まで、冷媒圧縮機21の回転数をeからgまで低下し
て、空調風の吹出温度が上記TCO2となるように制御
する(制御状態W)。
しようとする課題」にて述べたように冷媒圧縮機21の
回転数は、上記暖房用膨張弁24に比べて容易にきめ細
かな制御が可能であるので、冷媒圧縮機21の回転数に
て空調風の吹出温度を制御するすることで、空調風の吹
出温度の応答性向上および吹出温度のオーバーシュート
もしくはアンダーシュートの防止を両立できる。
御状態Yに変更すると、図7に示すように冷却用蒸発器
11の蒸発器吹出空気温度が3℃より低くなってしまう
ことで、冷却用熱交換器11に霜が発生してフロストす
る可能性がある。また、制御状態Xから制御状態Wに変
更すると、図7に示すように蒸発器吹出温度が非常に高
くなるので、冷却用蒸発器11での冷却除湿能力が低下
する。従って、上記吹出温度優先空調制御は、除湿運転
モード制御であってもその名の通り吹出温度の制御性を
優先して、冷却用熱交換器11での冷却除湿能力確保お
よびフロスト防止を無視していることになる。
能力確保およびフロスト防止を達成するために、除湿運
転モードにおいて温度設定レバーが変更されて、コンデ
ンサ出口温度が一旦上記目標コンデンサ出口温度TCO
に到達すると、図8中ステップS185の制御を行う。
以下、このステップS185の制御内容について説明す
る。
温度設定レバー56が変更されると、暖房用膨張弁24
の弁開度を保持し、冷媒圧縮機21の回転数にてコンデ
ンサ出口温度を制御した。しかしながら、ステップS1
85では、暖房用膨張弁24の弁開度および冷媒圧縮機
21の回転数の双方を可変制御する。具体的には、上記
制御状態Xから制御状態Yとなったときには、冷却用蒸
発器11がフロストする可能性があるので、冷媒圧縮機
21の回転数をfからeに戻すように下げるとともに、
暖房用膨張弁24の弁開度をCからDとして小さくす
る。これにより、冷却用蒸発器11の蒸発器吹出空気温
度は3℃以上となって、冷却用熱交換器11のフロスト
を防止できるとともに、コンデンサ出口温度が上記目標
コンデンサ出口温度TCOを維持することができる。
ったときには、冷却用熱交換器11では冷却除湿不足と
なるので、冷媒圧縮機21の回転数をgからeに戻すよ
うに大きくするとともに、暖房用膨張弁24の弁開度を
CからBとして大きくする。これにより、冷房用熱交換
器11の蒸発器吹出空気温度が低下するので、冷却用蒸
発器11にて十分空気を冷却除湿できる。
レバーが変更されて、コンデンサ出口温度が一旦上記目
標コンデンサ出口温度TCOに到達すると、上記除湿優
先空調制御に復帰する。 (他の実施形態)上記実施形態では、上記制御状態Xか
ら制御状態Yのように目標コンデンサ出口温度TCOが
TCO1に上昇した場合、エバポレータ出口温度を冷却
用蒸発器11がフロストするまで下げるようにしたが、
エバポレータ出口温度が必ず3℃より高くなるように制
限しても良い。
はBのままで冷媒圧縮機21の回転数をeからkまで増
加し、この後暖房用膨張弁24の弁開度BからDに徐々
に変更する。このようにすることで、エバポレータ出口
温度は3℃となって冷却用熱交換器11がフロストする
こと無く、コンデンサ出口温度を変更する際、初期時の
応答性を向上できる。
制御時において目標エバポレータ出口温度TEOが吸込
温度−5℃、かつ3℃以上としたが、外気温度や車室内
の湿度に応じて変化させるようにしても良い。また、上
記各実施形態では、除湿運転モードにて室外熱交換器2
2にて冷媒を凝縮させるようにしていたが、例えば外気
温がかなり低くて空調風の吹出温度を高めたいときに
は、室外熱交換器22を蒸発器として使用しても良い。
なお、この場合は、例えば図7に示すように冷房用膨張
弁23の弁開度(a〜c)を可変することで、必要な吹
出温度を得る。
の空調装置に適用したが、本発明は電気自動車に係わら
ずエンジン駆動の車両にでも適用できるし、さらには家
庭や業務用の空調装置にでも適用できる。
置の全体構成図である。
制御装置を示す図である。
である。
すフローチャートである。
ポレータ出口温度との関係を表す図である。
ンサ出口温度TCOと、吐出圧力Pdとの関係を示す図
である。
関係を示す図である。
すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
縮器、20…冷凍サイクル装置、21…冷媒圧縮機、2
2…室外熱交換器、24…暖房用膨張弁、40…制御装
置(ECU)。
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも冷媒圧縮機(21)、空調ケ
ース(2)内に配置された冷却用蒸発器(11)、前記
空調ケース(2)内で前記冷却用蒸発器(11)の下流
側に配置された加熱用凝縮器(12)、前記空調ケース
(2)外に配置された室外熱交換器(22)、および前
記室外熱交換器(22)と前記加熱用凝縮器(12)と
の間の冷媒流路に設けられた可変絞り手段(24)を有
する冷凍サイクル装置(20)を有し、 前記冷凍サイクル装置(20)は、前記冷媒圧縮機(2
1)から吐出された冷媒が前記加熱用凝縮器(12)を
通過した後に前記室外熱交換器(22)を通過すること
で、少なくとも前記加熱用凝縮器(12)にて冷媒を凝
縮させたのち、前記冷却用蒸発器(11)にて冷媒を蒸
発させることで、前記空調ケース(2)に導入された空
気を前記冷却用蒸発器(11)にて冷却したのち、前記
加熱用凝縮器(12)にて冷却空気を加熱する除湿モー
ドが設定可能となっており、 前記除湿モードが設定されているときに、空調環境因子
に基づいて前記冷媒圧縮機(21)の回転数を制御する
ことで前記冷却用蒸発器(11)での必要冷却除湿量を
制御し、前記空調環境因子に基づいて前記可変絞り手段
(24)の絞り開度を制御して前記加熱用凝縮器(1
2)での加熱能力を制御することで、加熱用凝縮器(1
2)を通過した空調風の吹出温度を制御する除湿優先空
調制御手段(S160)を有する空調装置であって、 操作者の操作にて前記吹出温度の設定温度(TCO)を
変更する信号を発生する信号発生手段(56)を有し、 前記除湿モードが設定されているときに、前記信号発生
手段(56)により前記設定温度(TCO)を変更設定
する信号が発生されると、前記可変絞り手段(24)の
絞り開度を保持し、前記冷媒圧縮機(21)の回転数を
制御することで前記吹出温度を制御する吹出温度優先空
調制御手段(S180)を有することを特徴とする空調
装置。 - 【請求項2】 前記吹出温度優先空調制御手段(S18
0)は、 前記信号発生手段(56)により前記吹出温度が高くな
る信号が発生されたときには、前記冷媒圧縮機(21)
の回転数を大きくし、前記信号発生手段(56)により
前記吹出温度が低くなる信号が発生されたときには、前
記冷媒圧縮機(21)の回転数を低くすることを特徴と
する請求項1記載の空調装置。 - 【請求項3】 前記冷却用蒸発器(11)の吸込空気温
度(Tin)を検出する吸込空気温度検出手段(42)
と、 前記冷却用蒸発器(11)を通過した蒸発器吹出空気温
度(Tc)を検出する蒸発器吹出空気温度検出手段(4
3)と、 前記加熱用凝縮器(12)を通過した凝縮器吹出空気温
度で前記吹出温度を検出する凝縮器吹出空気温度検出手
段(45)とを有し、 少なくとも前記空調環境因子に基づいて前記凝縮器吹出
空気温度の目標凝縮器吹出空気温度(TCO)を算出す
る凝縮器吹出空気温度算出手段(S181)とを有し、 前記除湿優先空調制御手段(S180)は、 前記除湿モードにおいて前記信号発生手段(56)によ
り前記設定温度が保持されているときに、前記吸込空気
温度(Tin)と前記蒸発器吹出空気温度(Tc)とに
基づいて前記冷却用蒸発器(11)が前記必要除湿量を
満足するように、かつ前記蒸発器吹出空気温度(Tc)
を前記冷却用蒸発器(11)に霜が発生することを防止
するための所定制御温度より高くなるように前記冷媒圧
縮機(21)の回転数を制御するとともに、前記吹出温
度が前記目標凝縮器吹出空気温度(TCO)となるよう
に前記絞り開度を制御し、 前記吹出温度優先空調制御手段(S160)は、 前記信号発生手段(56)により前記設定温度の変更設
定する信号が発生されると、前記除湿優先空調制御手段
(ステップS180)の制御状態を停止して、前記絞り
開度を保持し、前記冷媒圧縮機(21)の回転数を前記
吹出温度が前記目標凝縮器吹出空気温度(TCO)とな
るように強制制御することを特徴とする請求項1または
2記載の空調装置。 - 【請求項4】 前記吸込空気温度(Tin)と前記蒸発
器吹出空気温度(Tc)とに基づいて前記必要除湿量を
満足させるとともに、前記蒸発器吹出空気温度(Tc)
が前記所定制御温度より高くなるように前記蒸発器吹出
空気温度(Tc)の目標蒸発器吹出空気温度(TEO)
を算出する目標蒸発器吹出空気温度算出手段(S16
1)とを有し、 前記除湿優先空調制御手段(S180)は、 前記蒸発器吹出空気温度(Tc)が前記目標蒸発器吹出
空気温度(TEO)となるように前記冷媒圧縮機(2
1)の回転数を制御し、 前記吹出温度優先空調制御手段(S160)は、 前記除湿優先空調制御手段(ステップS180)の制御
状態を停止して、前記冷媒圧縮機(21)の回転数を強
制制御することを特徴とする請求項3記載の空調装置。 - 【請求項5】 前記吹出温度が一旦前記目標凝縮器吹出
空気温度(TCO)に到達すると、前記除湿優先空調制
御手段(ステップS160)の制御状態を復帰させて、
前記蒸発器吹出空気温度(Tc)が前記目標蒸発器吹出
空気温度(TEO)となるよう前記冷媒圧縮機(21)
の回転数を制御するとともに、前記吹出温度が前記目標
凝縮器吹出空気温度(TCO)となるように前記絞り開
度を制御することを特徴とする請求項3または4記載の
空調装置。 - 【請求項6】 前記信号発生手段(56)により前記吹
出温度が高くなる信号が発生されたときには、前記冷媒
圧縮機(21)の回転数を低下させるとともに前記絞り
開度を小さくし、 前記信号発生手段(56)により前記吹出温度が低くな
る信号が発生されたときには、前記冷媒圧縮機(21)
の回転数を増加させるとともに前記絞り開度を大きくす
ることを特徴とする請求項5記載の空調装置。
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JPH10287125A true JPH10287125A (ja) | 1998-10-27 |
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