JPS6214409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の空調制御におけるコンプレツサ
の駆動を節減する省動力形空調制御方法に関する
ものである。

従来、自動車の空調制御装置（エアコン）で
は、車載エンジンにコンプレツサを連結し、この
コンプレツサにて冷媒を圧縮して冷房を可能に
し、空調を制御している。そして、前記コンプレ
ツサにはエンジンへの連結を断続するための電磁
クラツチが内蔵されており、アイドリング時など
に前記電磁クラツチをオフさせてエンジンからコ
ンプレツサを切離し、エンジンの負荷を軽減する
ものがあるが、通常走行時にはコンプレツサの駆
動を維持しており、その間エンジンの動力の一部
を継続的に消費してしまう。

本発明は上記問題に鑑みたもので、車両の室内
空調用コンプレツサの駆動を周期的に断続させる
とともに、その断続時に車室内空調の補正制御を
行ない、その断続比を車室内空調の能力状態に応
じて定めることによつて、通常の運転時であつて
も周期的に前記コンプレツサを適切に断続させて
無駄な消費を防止しつつ適切な空調制御を行なう
ことができる省動力形空調制御方法を提供するこ
とを目的とするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図は本発明を実施する装置の一実施例を
示す全体構成図である。

この第１図において、１は自動車のエアコンの
冷暖房用空気を導くエアダクトで、外気取入口１
ａから外気を導入し、また内気取入口１ｂから車
室内気を循環させるものである。２は内外気切替
ダンパで、外気導入と内気循環を手動操作にて切
替えるものであり、外気導入状態を実線にて示
し、内気循環状態を破線にて示している。３はブ
ロワモータで、外気取入口１ａ或は内気取入口１
ｂから空気を吸込んで送風するものである。４は
前記ブロワモータ３による送風空気を冷却通過さ
せるエバポレータで、エアダクト１内に横断配設
している。５は冷媒を圧縮して循環させるコンプ
レツサで、自動車の車載駆動源をなすエンジンに
ベルトにて連結してその回転駆動力により作動
し、冷媒を圧縮して凝縮器（図示せず）に送り高
圧冷媒を液化し、エキスパンシヨンバルブ（図示
せず）を通してその液化冷媒を低圧、低温液体に
変えて前記エバポレータ４に送り、送風空気より
その熱を吸収して低圧低温気体になり循環させて
いる。このコンプレツサ５はエンジンに対する連
結を断続するための電磁クラツチを内蔵してお
り、この電磁クラツチの通電にて連結状態とな
り、通電遮断にて切離状態となるものである。６
は冷気センサで、エバポレータ４を通過した空温
の温度を検出して冷気温信号を発生するものであ
る。７はエアダクト１内に配設したヒータコア
で、エンジン冷却水を導入してその熱により送風
空気を加熱通過させるものである。８はエアミツ
クスダンパで、エバポレータ４を通過した除湿、
冷却空気に対し、ヒータコア７側に導入して加熱
する空気量の割合を調整し、冷却空気の冷風と加
熱空気の暖風の混合にて温度調整して車室９内に
吹出している。このエアミツクスダンパ８の開度
は、内気、外気温度、設定温度およびダンパ開度
のフイードバツクなどの各種情報に基いて室内温
度を制御目標の設定温度に保つよう自動制御され
ている。

１０は車室９内の温度を検出して室温信号を発
生する室温センサ、１１はエアミツクスダンパ８
の開度を検出して開度信号を発生する開度センサ
で、エアミツクスダンパ８の動きに連動するポテ
ンシヨメータを用いてその開度を温度制御のため
にフイードバツクしている。１２は外気の温度を
検出して外気温信号を発生する外気温センサ、１
３は制御目標の設定温度を定める温度設定器で、
乗員がマニユアルにて希望の室温を定めている。
１４はアナログ信号をデイジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器で、冷気センサ６よりの冷気信号室
温センサ１０よりの室温信号、開度センサ１１よ
りの開度信号、外気温センサ１２よりの外気温信
号、および温度設定器１３よりの設定信号を順次
デイジタル信号に変換するものである。

１５は予め定めた空調制御プログラムに従つて
ソフトウエアのデイジタル演算処理を実行するシ
ングルチツプのマイクロコンピユータで、数メガ
ヘルツ（ＭHz）の水晶振動子１６を接続するとと
もに、車載バツテリよりの電源供給に基いて安定
化電圧を発生する安定化電源回路（図示せず）よ
りの安定化電圧の供給を受けて作動状態になるも
のである。そして、このマイクロコンピユータ１
５の演算処理によつてコンプレツサ５の作動（オ
ン）条件および作動停止（オフ）条件を求め、こ
のコンプレツサ５を効率的にオン、オフさせるた
めの指令信号、およびエアミツクスダンパ８の開
度を調整するための指令信号を発生している。

このマイクロコンピユータ１５は、上記の指令
信号を発生するための演算手順を定めた空調制御
プログラムを記憶している読出専用メモリ
（ROM）と、このROMの空調制御プログラムを
順次読出してそれに対応する演算処理を実行する
中央処理部（CPU）と、このCPUの演算処理に
関連する各種データを一時記憶するとともにその
データのCPUによる読出しが可能なメモリ
（RAM）と、水晶振動子１６を伴つて上記各種演
算のための基準クロツクパルスを発生するクロツ
ク発生部と、各種信号の入出力を調整する入出力
（Ｉ／Ｏ）回路部とを主要部に構成した１チツプ
の大規模集積回路（LSI）製のものである。

１７はエアミツクスダンパ８の開度を調整する
開度調整アクチエータで、マイクロコンピユータ
１６よりの温度制御の演算処理に基いて出力され
る開度指令信号を受けて、その開度指令信号の対
応する作動を行なうものである。１８はコンプレ
ツサ５のオン、オフ制御を行なうコンプレツサ駆
動回路で、マイクロコンピユータ１６よりの省動
力のためのオンオフ指令信号によりコンプレツサ
５に備えられた電磁クラツチの通電、および通電
遮断を制御し、エンジンへの連結を断続制御して
いる。

次に、上記構成においてその作動を第２図およ
び第３図に示す演算流れ図とともに説明する。

この第２図は空調制御プログラムによるマイク
ロコンピユータ１５の演算処理を示す演算流れ
図、第３図は第２図中の温度制御演算ルーチンの
詳細な演算処理を示す演算流れ図である。

まず、この自動車の運転時にエアコンスイツチ
を投入すると、イグニツシヨンスイツチを介して
図示しない安定化電源回路より安定化電圧が供給
されるマイクロコンピユータ１５が作動状態にな
る。この作動開始によりマイクロコンピユータ１
５は第２図のスタートステツプ１００よりその演
算処理を開始し、初期設定ルーチン２００に進ん
でそのレジスタ、カウンタ、ラツチなどを演算開
始に必要な初期状態にセツトするとともにカウン
トデータＣをＣ＝１、判定レベルαを10℃、判定
レベルβを２℃に設定し、温度制御演算ルーチン
３００に進む。

そして、この温度制御演算ルーチン３００に到
来することによつて第３図の信号入力ステツプ３
０１に進み、室温センサ１０、外気温センサ１
２、温度設定器１３、および冷気センサ６よりの
各検出信号を入力して室温Tr、外気温Tam、設
定温Ts、および冷気温Tcを求め、偏差計算ステ
ツプ３０２に進む。そして、この偏差計算ステツ
プ３０２にて室温Trと設定温Tsより温度偏差△
Ｔを△Ｔ＝Tr−Tsの計算式により求める。この
とき、真夏であつて車室内温度が異常に高い時に
は温度偏差△Ｔが10℃以上の値になる。そして、
第１の偏差判定ステツプ３０３に進んで温度偏差
△Ｔがα、すなわち初期設定にて設定した10℃以
上であるか否かを判定するが、このときには温度
偏差△Ｔが10℃以上の値であるため、その判定が
イエス（YES）になり、αレベル変換解除ステ
ツプ３０４に進む。このαレベル変換解除ステツ
プ３０４では、判定レベルαがヒステリシスのた
めに変換されている時にはその変換を解除して10
℃にもどすが、このときには判定レベルαが変換
されていないためにそのままの値にしてコンプレ
ツサオン指令ステツプ３０５に進む。そして、こ
のコンプレツサオン指令ステツプ３０５では、コ
ンプレツサ５をオンさせるため指令信号をコンプ
レツサ駆動回路１８に発生し、開度設定ステツプ
３０６に進む。そして、この開度設定ステツプ３
０６にてエアミツクスダンパ８の開度を100％、
すなわち最大冷房位置に設定し、温度制御演算ル
ーチン３００の１回の演算処理を終了して第２図
のダンパ調整ルーチン４００に進む。このダンパ
調整演算ルーチン４００では、開度センサ１１よ
りの開度信号によりダンパ開度Ａを求め、温度制
御演算ルーチン３００にて求めた設定開度θ、す
なわち100％にダンパ開度Ａを近づけるように開
度増加の指令信号を開度調整アクチエータ１７に
発生し、各種制御演算ルーチン５００に進む。そ
して、この各種制御演算ルーチン５００では、空
調制御における他の制御、例えばブロワ速度制
御、吹出口制御などの演算処理を実行し、温度制
御演算ルーチン３００にもどる。以後、この温度
制御演算ルーチン３００から各種制御演算ルーチ
ン５００への演算処理を数百ミリ秒（msec）の
周期にて繰返すことにより、コンプレツサ５の駆
動を継続しつつエアミツクスダンパ８を最大冷房
位置にして車室９内の温度を除々に低下させる。

その後、車室９内の温度が低下して車室内温度
と設定温との偏差が10℃より低くなると、第３図
の偏差計算ステツプ３０２にて求める温度偏差△
Ｔが10℃より低い値になるため、第１の偏差判定
ステツプ３０３に到来した時その判定がYESか
らノー（NO）に反転し、αレベル変換ステツプ
３０７に進む。そして、このαレベル変換ステツ
プ３０７では、第１の偏差判定ステツプ３０３の
判定にヒステリシスを設けるために判定レベルα
を非常に大きな値、例えば20℃に変換し、第２の
偏差判定レベル３０８に進む。この第２の偏差判
定ステツプ３０８では、温度偏差△Ｔがβ、すな
わち初期設定にて設定した２℃以下であるか否か
を判定するが、このときには温度偏差△Ｔが２℃
より大きな値であるため、その判定がNOになつ
てβレベル変換ステツプ３０９に進む。このβレ
ベル変換ステツプ３０９では、第２の偏差判定ス
テツプ３０８の判定にヒステリシスを設けるため
に判定レベルβを非常に小さな値、例えば−10℃
に変換し、カウント減算ステツプ３１０に進む。
このカウント減算ステツプ３１０では、それまで
のカウントデータＣから定数「１」を減算する
が、このときには初期設定にてＣ＝１に設定して
あるのでその減算したカウントデータＣは０にな
り、カウント判定ステツプ３１１に進む。このカ
ウント判定ステツプ３１１では、カウントデータ
Ｃが０であるか否かを判定するが、このときには
カウントデータＣが０であるため、その判定が
YESになり、コンプレツサオフ指令ステツプ３
１２に進む。そして、このコンプレツサオフ指令
ステツプ３１２にてコンプレツサ５をオフさせる
ための指令信号をコンプレツサ駆動回路１８に発
生し、タイマ設定ステツプ３１３に進む。このタ
イマ設定ステツプ３１３では、温度偏差△Ｔに応
じて図に示すような一次関数にてタイマデータＴ
を設定し、カウントセツトステツプ３１４に進
む。そして、このカウントセツトステツプ３１４
にてカウントデータＣを約30秒の繰返演算回数値
にセツトし、温度制御演算ルーチン３００の１回
の演算処理を終了する。従つて、コンプレツサ５
の作動は停止する。

そして、ダンパ調整ルーチン４００、各種制御
演算ルーチン５００を経た後に温度制御演算ルー
チン３００に到来すると、カウント減算ステツプ
３１０にて減算したカウントデータＣが０でない
ためにカウント判定ステツプ３１１の判定がNO
になり、タイマ減算ステツプ３１５に進む。この
タイマ減算ステツプ３１５では、タイマ設定ステ
ツプ３１３にて設定したタイマデータＴから定数
「１」を減算してタイマ判定ステツプ３１６に進
む。このタイマ判定ステツプ３１６では、タイマ
データＴが０以下であるか否かを判定するが、こ
のときにはタイマデータＴがまだ０以下になつて
いないため、その判定がNOになり、ダンパ開度
設定ステツプ３１８に進む。このダンパ開度設定
ステツプ３１８ではエアミツクスダンパ８の設定
開度θを次式により求める。

θ＝Kr・Tr＋Kam・Tam＋Kc・
Tc−Ks・Ts＋Ｋ 但し、Kr，Kam，Kc，Ksはそれぞれの検出温
度に対して重み付けを持つた係数であり、Ｋは定
数である。そして、温度制御演算ルーチン３００
の１回の演算処理を終了し、ダンパ調整ルーチン
４００に進んで、ダンパ開度Ａを設定開度θに近
づける指令信号を開度調整アクチエータ１７に発
生し、各種制御演算ルーチン５００を経た後に温
度制御演算ルーチン３００にもどる。そして、こ
の温度制御演算ルーチン３００から各種制御演算
ルーチン５００への演算処理を繰返しているうち
に第３図の温度制御演算ルーチン３００における
タイマ減算ステツプ３１５にて減算したタイマデ
ータＴの値が０になると、タイマ判定ステツプ３
１６の判定がNOからYESに反転し、コンプレツ
サオン指令ステツプ３１７に進んでコンプレツサ
５をオンさせるための指令信号をコンプレツサ駆
動回路１８に発生し、ダンパ開度設定ステツプ３
１８に進む演算に変更する。以後、この温度制御
演算ルーチン３００から各種制御演算ルーチン５
００への演算処理を繰返すことにより、コンプレ
ツサ５の駆動を継続しつつエアミツクスダンパ８
の開度を制御して車室内温度を設定温に近づけ
る。

その後、第３図の温度制御演算ルーチン３００
において、カウント減算ステツプ３１０にて減算
したカウントデータＣが０になるとカウント判定
ステツプ３１１からコンプレツサオフ指令ステツ
プ３１２、タイマ設定ステツプ３１３、カウント
セツトステツプ３１４に進む演算に変更してコン
プレツサ５をオフさせると共に温度偏差△Ｔによ
るタイマデータＴを定め、その時点からタイマデ
ータＴが０になるまでカウント判定ステツプ３１
１からタイマ減算ステツプ３１５、タイマ判定ス
テツプ３１６、ダンパ開度設定ステツプ３１８に
進む演算を行なつてコンプレツサ５のオフを継続
しつつエアミツクスダンパ８をコンプレツサ５の
オフに伴なう温度補正をすべく調整し、タイマ減
算ステツプ３１５にて減算したタイマデータＴが
０になるとタイマ判定ステツプ３１６からコンプ
レツサオン指令ステツプ３１７、ダンパ開度設定
ステツプ３１８に進む演算に変更してコンプレツ
サ５をオンさせ、その時点からカウントデータＣ
が０になるまでカウント判定ステツプ３１１から
タイマ減算ステツプ３１５、タイマ判定ステツプ
３１６、コンプレツサオン指令ステツプ３１７、
ダンパ開度設定ステツプ３１８に進む演算を行な
つてコンプレツサ５のオンを継続しつつエアミツ
クスダンパ８をコンプレツサ５のオンに伴なう温
度補正をすべく調整する。以後、上記の作動を適
宜繰返す。すなわち、カウントデータＣのセツト
値による繰返演算時間に対して温度偏差△Ｔによ
り定まるタイマデータＴの繰返演算時間だけコン
プレツサ５をオフさせ、残りの時間、すなわちカ
ウントデータＣのセツト値からタイマデータＴの
値を引いた値の繰返演算時間だけコンプレツサ５
をオンさせ、そのコンプレツサ５のオン、オフに
伴なう温度制御の補正をエアミツクスダンパ８の
開度調整にて行なう。

他方、冬期のように車室内温度が設定温に対し
て低い時には、第３図の温度制御演算ルーチン３
００における偏差計算ステツプ３０２にて求める
温度偏差△Ｔが２℃以下の値になるため、第２の
偏差判定ステツプ３０８に到来した時その判定が
YESになり、βレベル変換解除ステツプ３１９
に進んで判定レベルβを２℃のままにし、コンプ
レツサオフ指令ステツプ３２０に進んでコンプレ
ツサ５をオフさせる指令信号をコンプレツサ駆動
回路１８に発生し、ダンパ開度設定ステツプ３１
８に進んでエアミツクスダンパ８の設定開度θを
求め、温度制御演算ルーチン３００の１回の演算
処理を終了する。そして、ダンパ調整ルーチン４
００、各種制御演算ルーチン５００を経て再び温
度制御演算ルーチン３００にもどり、これら一連
の演算処理を繰返してコンプレツサ５のオフを継
続しつつエアミツクスダンパ８の開度を調整し、
車室９内の空調制御を行なう。

なお、上記実施例において車室内空調の能力状
態を室温Trと設定温Tsとの温度偏差△Ｔにより
定めていたが、外気温Tam、室温Tr、設定温Ts
の相対関係により定めてもよく、また前記温度偏
差△Ｔの変化勾配により定めるようにしてもよ
い。さらに、コンプレツサ５のオフを一定周期、
すなわち約30秒毎にオフさせるものを示したが、
一定周期に限定することなくコンプレツサ５のオ
フ周期を外気温Tamなどで調整するようにして
もよい。さらに、コンプレツサ５の断続による車
室内空調の補正を冷気センサ６からの冷気温信号
によるエアミツクスダンパ８の開度補正により行
なうものを示したが、温度制御演算ルーチン３０
０におけるコンプレツサオフ指令ステツプ３１
２、コンプレツサオン指令ステツプ３１７の次に
エアミツクスダンパ８を強制的に開度補正するス
テツプを設けるようにしてもよい。さらに、温度
制御をマイクロコンピユータ１５にて行なうもの
を示したが、電子回路によるハードロジツク構成
のものにて行なつてもよい。

以上述べたように本発明では、車両の室内空調
用コンプレツサの駆動を周期的に断続させるとと
もに、その断続時に車室内空調の補正制御を行な
い、その断続比を車室内空調の能力状態に応じて
定めているから、通常の運転時であつても周期的
に前記コンプレツサを適切に断続させて無駄な消
費を防止しつつ適切な空調制御を行なうことがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一実施例を示
す全体構成図、第２図は第１図中のマイクロコン
ピユータの全体の演算処理を示す演算流れ図、第
３図は第２図中の温度制御演算ルーチンの詳細な
演算処理を示す演算流れ図である。 ４…エバポレータ、５…コンプレツサ、６…冷
気センサ、８…エアミツクスダンパ、１０…室温
センサ、１１…開度センサ、１２…外気温セン
サ、１３…温度設定器、１５…マイクロコンピユ
ータ、１７…開度調整アクチエータ、１８…コン
プレツサ駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両の室内空調用コンプレツサを選択的に駆
   動し、冷媒を圧縮して冷房を可能にし、車室内の
   空調制御を行なう省動力形空調制御方法におい
   て、 前記コンプレツサの駆動を周期的に断続させる
   とともに、その断続時に車室内空調の補正制御を
   行ない、 その断続比を車室内空調の能力状態に応じて定
   める ことを特徴とする省動力形空調制御方法。