KR100805478B1

KR100805478B1 - 차량용 공조 장치

Info

Publication number: KR100805478B1
Application number: KR1020057019049A
Authority: KR
Inventors: 히로야스 나다모또; 가즈오 마스꼬; 류우이찌 히로세; 다다시 스즈끼; 히로유끼 마끼시마
Original assignee: 칼소닉 칸세이 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2008-02-20
Also published as: EP1614565A1; WO2004089668A1; KR20050109622A; JP2004306901A; US20060185375A1; US7454917B2; CN1771142A; JP4355511B2; EP1614565A4

Abstract

차량용 공조 장치는 차량에 구비된 차량 구동용 동력원에 의해 냉매를 압축하고, 또한 토출 냉매 용량을 제어하는 가변 용량 압축기와 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태에 돌입하였을 때에, 미리 설정된 제1 목표 온도보다도 소정 온도 높은 제2 목표 온도를 설정하고, 제2 목표 온도를 기초로 하여 토출 냉매 용량을 제어하는 제어 장치를 구비한다.

공조 장치, 증발기, 엔진 컴퓨터, CPU, EVC

Description

차량용 공조 장치 {AIR CONDITIONER FOR MOTOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쾌적성과 연비 향상의 양립을 도모한 차량용 공조 장치에 관한 것이다.

주지와 같이, 차량용 공조 장치는 엔진 등의 차량 구동용 동력원에 의해 구동되는 압축기로 가스 냉매를 압축하여 고온 고압으로 된 가스 냉매를 콘덴서로 응축시키고, 팽창 수단으로 감압하여 저온 저압의 액냉매로 한 후 증발기로 증발시켜 차 실내로 취출하는 공기 조절풍을 냉각시키고 있다. 증발기에서 증발된 냉매는 압축기로 복귀되어 상기 사이클이 반복된다.

최근, 연비 향상의 요구에 따라서 외부로부터 부여되는 전기 신호에 의해 제어되는 전자 조작식 제어 밸브(이하, ECV라 기재함)를 구비한 가변 용량 압축기가 이용되고 있다. 이러한 종류의 압축기를 구비한 차량용 공조 장치에서는, 승무원이 설정한 설정 온도를 기초로 하여 증발기의 취출 공기의 목표 온도를 산출하고, 취출 공기의 실제 온도를 센서로 검출하여 목표 온도 및 실제 온도를 기초로 하여 ECV의 듀티비를 산출하고, 이를 기초로 하여 압축기의 토출 냉매 용량을 제어하도록 하고 있고, 압축기의 토출 냉매 용량을 정밀하게 제어할 수 있으므로 연비 향상을 도모할 수 있는 것이다.

또한, 최근에는 연비 향상의 요구가 더욱 높아지고 있는 것에 따라서, 차량용 공조 장치를 제어하는 에어컨 컴퓨터와 엔진 컴퓨터가 통신을 행하여 주행 상태나 엔진 부하 등에 따라서 쾌적성을 확보하면서 압축기의 동력을 저감시킬 수 있는 듀티 신호를 산출하고, 이를 ECV에 인터럽트적으로 부여하는 제어 방식이 채용되어 있는 경우도 있다.

그러나, 상기 종래 기술에서는 적절한 듀티 신호의 산출이 곤란하여, 쾌적성과 연비 향상을 충분히 양립시킬 수 없는 경우가 있었다.

본 발명의 특징은 차량에 구비된 차량 구동용 동력원에 의해 냉매를 압축하고, 또한 토출 냉매 용량을 제어하는 가변 용량 압축기와, 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태에 돌입하였을 때에 미리 설정된 제1 목표 온도보다도 소정 온도 높은 제2 목표 온도를 설정하고, 제2 목표 온도를 기초로 하여 토출 냉매 용량을 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 요지로 한다.

도1은 본 발명의 실시 형태인 차량용 공조 장치의 일예를 나타낸 개략 구성도이다.

도2는 에어컨 컴퓨터의 개략 구성의 일예를 나타낸 블록도이다.

도3은 제1 실시 형태의 제어 순서를 나타낸 흐름도이다.

도4는 제2 실시 형태의 제어 순서를 나타낸 흐름도이다.

도5는 제3 실시 형태의 제어 순서를 나타낸 흐름도이다.

도6은 제3 실시 형태의 효과를 나타낸 그래프이다.

도7은 제4 실시 형태의 제어 순서를 나타낸 흐름도이다.

도8은 제4 실시 형태의 효과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 일실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명의 일실시 형태인 차량용 공조 장치의 개략 구성도, 도2는 에어컨 컴퓨터의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.

도1에 있어서, 가변 용량 압축기(1)는 외부로부터 부여되는 전기 신호에 의해 제어되는 전자 조작식 제어 밸브(이하, ECV라 기재함)(2)를 구비하고 있다. 가변 용량 압축기(1)는 차량 구동용 동력원으로서의 엔진(3)에 의해 구동된다. 차량 구동용 동력원은 모터라도 좋다. 콘덴서(4)는 가변 용량 압축기(1)로 압축된 고온 고압의 가스 냉매를 응축시킨다. 콘덴서(4)로 응축된 냉매는 팽창 밸브(5)로 감압되어 저온 저압의 액냉매가 되고, 증발기(6)에서 증발하여 차 실내로 취출하는 공조풍을 냉각한다. 증발기(6)에서 증발된 냉매는 가변 용량 압축기(1)로 복귀되어 상기 사이클을 반복한다.

가변 용량 압축기(1)는 경사판식인 것으로, ECV(2)를 온(ON)/오프(OFF)하여 크랭크 케이스 내의 압력을 제어함으로써 피스톤에 가해지는 압력의 밸런스가 변화하고, 이에 의해 경사판의 경사가 변화되므로 토출 냉매 용량을 제어할 수 있다.

제어 장치로서의 에어컨 컴퓨터(7)는 증발기(6)의 취출 공기의 온도를 검출하는 취출 공기 온도 센서(8) 외에, 실내 온도 센서, 외기 온도 센서, 일사량 센서 등의 각종 센서가 접속되고, 이들의 검출치를 기초로 하여 ECV(2)를 제어한다. 엔진 컴퓨터(9)는 차속 센서, 액셀 개방도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 흡입 공기압 센서, 수온 센서 등의 각종 센서가 접속되고, 이들 검출치를 기초로 하여 엔진(3)을 제어한다.

에어컨 컴퓨터(7)는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되고, 도2에 나타낸 바와 같이 CPU(10), ROM(11), RAM(12), 타이머(13), SCI(시리얼 인터페이스)(14), A/D 변환기(15), I/O 포트(16) 등을 갖고 있다. CPU(10)는 I/O 포트(16)를 거쳐서 부여되는 각 센서의 검출치나 엔진 컴퓨터(9)로부터의 제어 정보를 기초로 하여 ECV(2)의 구동 회로(17)에 제어 신호를 출력한다.

다음에, 제1 실시 형태의 동작을 도3을 기초로 하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 차량의 가속시 또는 언덕을 오를 때 및 엔진의 가속시 중 어느 하나일 때, 엔진 부하가 커지게 되어 가변 용량 압축기(1)의 소비 동력을 저감시키기 위해, 산출된 제1 목표 온도보다 제2 목표 온도를 높게 한다. 한편, 차량의 감속시 및 엔진의 감속시 중 어느 하나일 때에 엔진의 부하가 작아져 산출된 제1 목표 온도보다 제2 목표 온도를 낮게 한다.

엔진의 이그니션 스위치(도시하지 않음)가 온되고, 또한 도1에 나타낸 에어컨 스위치(S)가 온되면 배터리(B)로부터 에어컨 컴퓨터(7)에 전압이 공급되어 도3에 나타낸 ECV 제어 루틴이 개시된다.

우선, 마이크로 컴퓨터의 기동 처리가 행해지고(스텝 S10), 에어컨 컴퓨터(7)에 접속된 각 센서의 검출치가 에어컨 컴퓨터(7)에 취입된다(스텝 S20).

계속해서, 엔진의 제어 정보(가속 또는 감속 상태인 것을 나타낸 그래프 등), 또는 엔진 제어 센서치(액셀 개방도, 차속, 수온, 엔진 회전수 등)가 엔진 컴퓨터(9)에 취입된다. 엔진 제어 센서치가 취입된 경우에는, 취입된 센서치를 기초로 하여 엔진(3)이 가속 또는 감속 상태인지를 판정하는 연산 처리를 엔진 컴퓨터(9)가 행한다(스텝 S30).

계속해서, 실내 온도 센서, 외기 온도 센서, 일사량 센서 등의 각종 센서의 값이나 승무원이 조작 패널(도시하지 않음)을 거쳐서 설정한 설정 온도를 기초로 하여 증발기(6)의 취출 공기의 제1 목표 온도(T1)를 에어컨 컴퓨터(7)가 산출한다(스텝 S40).

계속해서, 제1 목표 온도(T1)의 변경 제어가 요구되는 상태인지를 에어컨 컴퓨터(7)가 판정한다(스텝 S50). "예"인 경우에는 가속 제어인지를 엔진 컴퓨터(9)가 판정한다(스텝 S60). 그리고, 가속 제어인 경우에는 에어컨 컴퓨터(7)가 T1 + α(α > 0)를 제2 목표 온도로 한다(스텝 S70).

계속해서, 에어컨 컴퓨터(7)가 이 제2 목표 온도를 기초로 하여 ECV(2)의 듀티비를 산출하고(스텝 S80), ECV(2)에 출력되는 듀티비를 이 듀티비로 치환하는 보정 처리를 행하고(스텝 S90), 이를 ECV(2)에 출력하여(스텝 S100) 스텝 S20으로 복귀한다.

또한, 스텝 S50에서 제1 목표 온도의 변경 제어가 행해져야 하는 상태가 아니라고 판정된 경우에는 스텝 S80으로 진행하고, 제1 목표 온도(T1)를 기초로 하여 듀티비를 산출한다. 또한, 스텝 S60에서 "아니오"인 경우(즉, 감속 제어)에는 T1 - α를 제2 목표 온도로 하고(스텝 S110), 스텝 S80에서 이 제2 목표 온도를 기초로 하여 듀티비를 산출한다.

이와 같이, 가속시에 있어서 설정 온도를 기초로 하여 산출된 제1 목표 온도(T1)보다도 제2 목표 온도를 소정 온도 높게 함으로써 가변 용량 압축기(1)의 소비 동력이 저감되므로 연료 소비량이 저감되는 동시에, 엔진 부하가 저감되므로 가속성이 향상된다.

또한, 제1 목표 온도를 높게 하지 않고 직접 듀티비로 제어하는 경우에는 적절한 듀티비의 산출이 곤란하므로, 증발기(6)의 취출 공기의 실제 온도가 오버슈트되어 실온이 높아지고 쾌적성이 나빠지는 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명에서는 증발기(6)의 취출 공기의 온도가 T1 + α보다도 높아지는 일이 없으므로 쾌적성이 나빠지는 일이 없다.

또한, 증발기(6)의 취출 공기의 목표 온도를 직접 제어함으로써 듀티비에 의한 제어에 비해 제어가 용이해져 맵(특성도)의 작성 등이 불필요해진다고 하는 이점이나, 가변 용량 압축기(1)의 용량을 신속하게 변화시키는 경우에 있어서 증발기(6)의 취출 공기의 실제 온도의 변동을 억제할 수 있어 적절한 냉력을 얻을 수 있다고 하는 이점이 얻어진다.

또한, 엔진 컴퓨터(9)로부터 엔진 부하 저감의 요구가 있었던 경우라도 듀티비는 일정하지 않고, 항상 연산한 듀티비로 용량을 제어하고 있으므로 에어컨 부하에 관계없이 적절한 냉력을 얻을 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는 감속시에 제2 목표 온도를 낮추어 가속시에 잃은 냉력을 회복하도록 하고 있어, 쾌적성을 보다 확실하게 확보할 수 있다. 감속시에 있어서의 아이들 복귀까지의 시기에 엔진 연료의 분사가 행해지지 않는 차량에서는, 이러한 제어 방식을 도입함으로써 연비의 향상을 더욱 도모할 수 있다. 또한, 감속시 대신에 차량의 정속시 또는 차량 구동용 동력원의 정속시에 제2 목표 온도를 낮게 하도록 해도 엔진 부하에 대해 에어컨 소비 동력의 비율이 작기 때문에 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 제2 실시 형태의 동작을 도4를 기초로 하여 설명한다. 차량의 정지시를 포함하는 저속시 및 차량 구동용 동력원의 아이들 상태를 포함하는 저속시 중 어느 하나일 때에는 압축기 가동에 의해 연비는 현저히 저하된다. 또한, 어떤 일정속 이상에서는 압축기 가동에 의한 연비 저하율은 저속시에 비해 작아진다.

그래서, 제2 실시 형태에서는 차량 또는 차량 구동용 동력원이 저속 상태에 돌입하였을 때 소정 시간만큼 제2 목표 온도를 T1 + α로 하여 가변 용량 압축기(1)의 소비 동력을 저감시키고, 반대로 차량 또는 차량 구동용 동력원이 고속 상태에 돌입하였을 때 소정 시간만큼 제2 목표 온도를 T1 - α로 하여 냉력을 회복시킨다.

그 ECV 제어 루틴을 차례로 설명하면, 우선 마이크로 컴퓨터의 기동 처리가 행해지고(스텝 S210), 에어컨 컴퓨터(7)에 접속된 각 센서의 검출치가 에어컨 컴퓨터(7)에 취입된다(스텝 S220).

계속해서, 엔진의 제어 정보(저속 또는 고속 상태인지를 나타낸 그래프 등) 또는 엔진 제어 센서치(액셀 개방도, 차속, 엔진 회전수 등)가 엔진 컴퓨터(9)에 취입된다. 엔진 제어 센서치가 취입된 경우에는, 취입된 센서치를 기초로 하여 저속 또는 고속 상태인지를 판정하는 연산 처리를 엔진 컴퓨터(9)가 행한다(스텝 S230).

계속해서, 실내 온도 센서, 외기 온도 센서, 일사량 센서 등의 각종 센서의 값이나 승무원이 조작 패널(도시하지 않음)을 거처서 설정한 설정 온도를 기초로 하여 증발기(6)의 취출 공기의 제1 목표 온도(T1)를 에어컨 컴퓨터(7)가 산출한다(스텝 S240).

계속해서, 제1 목표 온도의 변경 제어가 요구되는 상태인지 여부를 에어컨 컴퓨터(7)가 판정한다(스텝 S250). "예"인 경우에는 CPU(10)가 타이머(13)의 경시(經時) 시간이 MAX에 도달하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S260). "아니오"인 경우에는, CPU(10)가 타이머(13)를 리셋할지 여부를 판정하고(스텝 S270), "예"인 경우에는 타이머(13)를 리셋하여 기동시킨다(스텝 S280).

계속해서, 차속이 소정 속도 이하인 저속 상태인지 여부를 엔진 컴퓨터(9)가 판정한다(스텝 S290). 저속인 경우에는, 에어컨 컴퓨터(7)가 T1 + α(α > 0)를 제2 목표 온도로 한다(스텝 S300).

계속해서, 에어컨 컴퓨터(7)가 이 제2 목표 온도를 기초로 하여 ECV(2)의 듀티비를 산출하고(스텝 S310), ECV(2)에 출력하는 듀티비를 이 듀티비로 치환하는 보정 처리를 행하고(스텝 S320), ECV(2)에 출력하여(스텝 S330) 스텝 S220으로 복귀한다.

타이머(13)의 경시 시간이 MAX에 도달할 때까지 스텝 S260 내지 스텝 S330을 반복하여, 제1 목표 온도의 변경 제어를 계속한다. 그리고, 타이머(13)의 경시 시간이 MAX에 도달한 경우에는 스텝 S260에서 "예"라 판정되어 제1 목표 온도의 변경 제어가 종료된다.

또한, 차속이 소정 속도보다도 큰 경우(고속 상태)에는 스텝 S290에서 "아니오"라 판정되어 에어컨 컴퓨터(7)가 T1 - α를 제2 목표 온도로 하고(스텝 S340), 스텝 S310에서 이 제2 목표 온도를 기초로 하여 듀티비를 산출한다.

또한, 스텝 S250에서 제1 목표 온도의 변경 제어가 행해져야 하는 상태가 아니라고 에어컨 컴퓨터(7)가 판정한 경우에는 타이머(13)가 리셋되고(스텝 S350), 제1 목표 온도의 변경 제어는 행해지지 않는다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는 연비 저하율이 높아지는 저속시에 있어서 설정 온도를 기초로 하여 산출된 제1 목표 온도(T1)보다도 제2 목표 온도를 소정 온도 높게 함으로써 가변 용량 압축기(1)의 소비 동력이 저감되어 연비가 향상된다. 또한, 증발기(6)의 취출 공기의 제2 목표 온도가 T1 + α보다도 높아지는 일이 없으므로 쾌적성이 나빠지는 일이 없다.

또한, 제2 실시 형태에서는 연비 저하율이 낮아지는 고속시에 제2 목표 온도를 낮게 하여 저속시에 잃은 냉력을 회복하도록 하고 있어, 연비를 저하시키는 일 없이 쾌적성을 보다 확실하게 확보할 수 있다.

다음에, 제3 실시 형태의 동작을 도5를 기초로 하여 설명한다. 에어컨을 기동하면 증발기(6)의 취출 공기의 실제 온도(T2)가 내려가 제1 목표 온도(T1)에 근접해간다. 그리고, 실제 온도(T2)는 제1 목표 온도(T1)를 넘어 과냉각측으로 오버슈트한 후 T1에 수렴되어 간다. 이 오버슈트에 의해 가변 용량 압축기(1)가 여분의 동력을 소비한다.

그래서, 제3 실시 형태에서는 실제 온도(T2)가 제1 목표 온도(T1)와 동등해질 때에 제2 목표 온도를 T1 + α로 하여 오버슈트량을 줄이고 가변 용량 압축기(1)의 여분의 소비 동력을 저감하도록 한다.

그 ECV 제어 루틴를 차례로 설명하면, 우선 마이크로 컴퓨터의 기동 처리가 행해지고(스텝 S410), 에어컨 컴퓨터(7)에 접속된 각 센서의 검출치가 에어컨 컴퓨터(7)에 취입된다(스텝 S420).

계속해서, 실내 온도 센서, 외기 온도 센서, 일사량 센서 등의 각종 센서의 값이나 승무원이 조작 패널(도시하지 않음)을 거쳐서 설정한 설정 온도를 기초로 하여 증발기(6)의 취출 공기의 제1 목표 온도(T1)를 에어컨 컴퓨터(7)가 산출한다(스텝 S430).

계속해서, 증발기(6)의 취출 공기의 실제 온도(T2)와 제1 목표 온도(T1)의 차가 2 ℃보다 큰지 여부를 판정하고(스텝 S440), "아니오"인 경우에는 CPU(10)가 제1 목표 온도를 상승시키는 제어에 돌입하는 플러그를 셋트하고(스텝 S450), 제1 목표 온도를 상승시키는 제어를 해제하는 플러그를 클리어한다(스텝 S460). 또한, 스텝 S440에서 "예"인 경우에는 스텝 S450 및 스텝 S460의 처리가 행해지지 않는다. 여기서 실제 온도(T2)와 제1 목표 온도(T1)의 차는 2 ℃이지만 과냉각 오버슈트를 가능한 한 억제하고, 또한 승무원에게 위화감을 부여하는 온도 상승이 없는 온도가 임의로 설정된다.

계속해서 에어컨 컴퓨터(7)가, 실제 온도(T2)가 제1 목표 온도(T1)보다도 큰지 여부를 판정하고(스텝 S470), "아니오"인 경우에는 제1 목표 온도를 상승시키는 제어에 돌입해도 되는 상태인지 여부를 판정한다(스텝 S480). 즉, 에어컨 컴퓨터(7)가 제어 돌입 플러그가 셋트되어 제어 해제 플러그가 클리어되어 있는지 및 그 밖의 조건의 가부를 판정한다. "예"인 경우에는 에어컨 컴퓨터(7)가 T1 + α(α > 0)를 제2 목표 온도로 하고(스텝 S490), 제1 목표 온도를 상승시키는 제어를 해제하는 플러그를 셋트한다(스텝 S500).

계속해서, 에어컨 컴퓨터(7)가 이 제2 목표 온도를 기초로 하여 ECV(2)의 듀티비를 산출하고(스텝 S510), ECV(2)에 출력하는 듀티비를 이 듀티비로 치환하는 보정 처리를 행하고(스텝 S520), ECV(2)에 출력하여(스텝 S530) 스텝 S420으로 복귀한다.

또한, 스텝 S480에서 제1 목표 온도를 상승시키는 제어에 돌입해도 되는 상태가 아니라고 판정된 경우에는 스텝 S510으로 진행하고, 에어컨 컴퓨터(7)가 제1 목표 온도(T1)를 기초로 하여 듀티비를 산출한다.

또한, 스텝 S470에서 "예"인 경우에는 에어컨 컴퓨터(7)가 제1 목표 온도를 상승시키는 제어에 돌입하는 상태를 해제하는 플러그가 셋트되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S540), "예"인 경우에는 제1 목표 온도를 상승시키는 제어에 돌입하는 플러그를 클리어하여(스텝 S550) 스텝 S510으로 진행한다. 스텝 S540에서 "아니오"인 경우에는 스텝 S550을 경유하지 않고 스텝 S510으로 진행한다.

도6은 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비의 변화를 나타낸 그래프이다. 횡축은 시간이고, 종축은 온도 및 듀티비이다. 제3 실시 형태에 있어서의 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비를 실선으로 나타내고, 종래 기술에 있어서의 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비를 파선으로 나타내고 있다. 종래 기술에서는 제1 목표 온도가 일정한 데 반해, 제3 실시 형태에서는 실제 온도(T2)가 제1 목표 온도(T1)와 동등해지기 직전에 제2 목표 온도가 T1 + α가 되어, 오버슈트가 생기는 시간(t1)이 종래의 오버슈트 시간(t2)보다도 짧아져 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해, t2의 사이에서 제3 실시 형태의 듀티비가 종래와는 다르며, 가변 용량 압축기(1)의 여분의 소비 동력이 저감하고 있다.

또한, 증발기(6)의 취출 공기의 제2 목표 온도는 T1 + α보다도 높아지는 일이 없으므로, 쾌적성이 나빠지는 일이 없다.

다음에, 제4 실시 형태의 동작을 도7을 기초로 하여 설명한다. 차량이 주행 상태로부터 아이들 상태[시간(t3)으로부터 시간(t4)까지]가 되고, 또한 가변 용량 압축기(1)가 제어역으로부터 최대 성능을 발휘하는 영역으로 이행하는 상태[시간(t3)으로부터 시간(t4)까지]에 있어서 종래 기술에서는 차량이 다시 주행 상태[시간(t4) 이후]에 들어가도 시간(t4)으로부터 시간(t5) 사이에 나타낸 바와 같이 듀티비는 일정하게 유지되고, 그 후 듀티비가 저하하기 시작한다. 그리고, 시간(t7)에 있어서 듀티비가 제1 목표 온도(T1)에 대응한 값에 도달한다. 이 결과, 듀티비는 신속하게 제1 목표 온도(T1)에 대응한 값에 도달하지 않으므로 실제 온도가 오버슈트하여 가변 용량 압축기(1)가 여분의 동력을 소비하게 된다. 여기서,「최대 성능을 발휘한다」라 함은,「토출 냉매 용량이 최대가 된다」는 것을 말한다. 즉, 듀티비가 최대가 된다.

그래서, 제4 실시 형태에서는 아이들 상태가 되면 제1 목표 온도를 단계적으로 상승시켜 듀티비가 최대치에 근접해지는 시간을 지연시킴으로써 다시 주행 상태에 들어갔을 때에 가변 용량 압축기(1)를 신속하게 제어 영역에 돌입시켜 가변 용량 압축기(1)의 여분의 소비 동력을 저감시키도록 하고 있다.

그 ECV 제어 루틴을 차례로 설명한다. 또한 온도(A)는 1 루틴에서 제1 목표 온도(T1)에 가산되는 온도이고, 온도(Tup)는 T1에 가산된 온도의 토탈치이다. 즉, 2 루틴에서의 온도(Tup)는 2A이다.

제어 루틴이 개시되면, 우선 마이크로 컴퓨터의 기동 처리가 행해지고(스텝 S610), 에어컨 컴퓨터(7)에 접속된 각 센서의 검출치가 에어컨 컴퓨터(7)에 취입된다(스텝 S620).

계속해서, 실내 온도 센서, 외기 온도 센서, 일사량 센서 등의 각종 센서의 값이나 승무원이 조작 패널(도시하지 않음)을 거쳐서 설정한 설정 온도를 기초로 하여, 증발기(6)의 취출 공기의 제1 목표 온도(T1)를 에어컨 컴퓨터(7)가 산출한다(스텝 S630).

계속해서 에어컨 컴퓨터(7)가, 듀티비가 최대치인지 여부를 판정하고(스텝 S640), "아니오"인 경우에는 아이들 상태인지 여부를 판정하고(스텝 S650), "예"인 경우에는 T2 - (T1 + Tup)이 0.5 ℃보다도 큰지 여부를 판정한다(스텝 S660). 또한, 초기 상태에서는 Tup = 0이므로 T2 - T1이 0.5 ℃보다 큰지 여부가 판정되게 된다. 여기서는 0.5 ℃로 하였지만, 압축기 용량이 풀스트로크 상태이고 또한 실제 온도가 제1 목표 온도(T1)까지 미달인 경우를 판단할 수 있는 최소치이면 좋다.

스텝 S660에서 "예"인 경우에는 에어컨 컴퓨터(7)가 Tup에 온도(A)를 가산한 값을 온도(Tup)로 한다(스텝 S670). 또한, 초기 상태에서는 Tup = 0이므로 가산 후에는 Tup = A가 된다. 스텝 S660에서 "아니오"인 경우에는 에어컨 컴퓨터(7)가 T2 - (T1 + Tup)가 0 ℃보다도 작은지 여부를 판정하고(스텝 S680), "예"인 경우에는 Tup로부터 온도(A)를 감산한 값을 Tup로 한다(스텝 S690). 또한, 스텝 S640에서 "예"인 경우 및 스텝 S650에서 "아니오"인 경우에는 온도(Tup)를 0으로 하여 스텝 S710으로 진행한다.

계속해서 에어컨 컴퓨터(7)가, Tup가 0보다도 작은지 여부를 판정하고(스텝 S710), "예"인 경우에는 Tup를 0으로 하고(스텝 S720), "아니오"인 경우에는 온도(Tup)를 변경하지 않고 T1 + Tup을 제2 목표 온도로 한다(스텝 S730).

계속해서 에어컨 컴퓨터(7)가, 제2 목표 온도가 최저인 제습 레벨을 확보할 수 있는 최대 온도(T3) 이상인지 여부를 판정하고(스텝 S740), 예"인 경우에는 Tup을 0으로 하고(스텝 S750), "아니오"인 경우에는 Tup을 변경하지 않고 제2 목표 온도를 기초로 하여 ECV(2)의 듀티비를 산출한다(스텝 S760).

그리고, 에어컨 컴퓨터(7)가 ECV(2)에 출력하는 듀티비를 이 듀티비로 치환하는 보정 처리를 행하고(스텝 S770), ECV(2)에 출력하여(스텝 S780) 스텝 S620으로 복귀한다.

도8은 차속, 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비의 변화를 나타낸 그래프이다. 횡축은 시간이고, 종축은 속도, 온도 및 듀티비이다. 제4 실시 형태에 있어서의 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비를 실선으로 나타내고, 종래 기술에 있어서의 실제 온도(T2), 제1 목표 온도(T1) 및 듀티비를 파선으로 나타내고 있다. 종래 기술에서는, 제1 목표 온도(T1)가 일정한 데 반해 제4 실시 형태에서는 시간(t3)에서 아이들 상태(차속 = 0)에 돌입하면 제1 목표 온도(T1)가 단계적으로 증가한다.

이에 의해, 종래보다도 듀티비가 최대치에 근접해지는 시간이 지연되어, 다시 주행 상태에 들어갔을 때에 가변 용량 압축기(1)가 신속하게 제어 영역에 돌입하고 있는지를 알 수 있다. 따라서, 가변 용량 압축기(1)의 여분의 소비 동력이 저감된다.

이와 같이, 가변 용량 압축기(1)의 풀스트로크 상태에서 지연 효과를 발생시키는 경우에는, 가변 용량 압축기(1)의 용량 제어로의 되돌아옴이 거의 발생되지 않는다.

또한, 증발기(6)의 취출 공기의 제2 목표 온도는 최대 온도(T3)보다도 높아지는 일이 없으므로 쾌적성이 나빠지는 일이 없다.

또한, 본 발명은 가변 용량 압축기(1)가 엔진(3) 이외의 차량 구동용 동력원에 의해 구동되는 차량용 공조 장치에 적용할 수도 있다.

본 발명에 관한 차량용 공조 장치는 차량에 구비된 차량 구동용 동력원에 의해 냉매를 압축하고, 또한 토출 냉매 용량을 제어하는 가변 용량 압축기와, 차량 구동용 동력원의 연비가 저하되는 상태에 돌입하였을 때에 미리 설정된 제1 목표 온도보다도 소정 온도 높은 제2 목표 온도를 설정하고, 제2 목표 온도를 기초로 하여 토출 냉매 용량을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 따라서, 본 발명에 관한 차량용 공조 장치는 차량에 탑재되는 공조 장치뿐만 아니라 구동용 동력원을 구비한 공조 장치에 이용된다.

Claims

차량에 구비된 차량 구동용 동력원에 의해 냉매를 압축하고, 또한 토출 냉매 용량을 제어하는 가변 용량 압축기와,

상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태에 돌입하였을 때에, 미리 설정된 제1 목표 온도보다도 소정 온도 높은 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량이 가속시 및 언덕을 오를 때 중 어느 한 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량 구동용 동력원이 가속 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량이 감속 상태에 돌입하였을 때에 상기 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 상기 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량 구동용 동력원이 감속 상태에 돌입하였을 때에 상기 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 상기 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량이 정속 상태에 돌입하였을 때에 상기 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 상기 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량 구동용 동력원이 정속 상태에 돌입하였을 때에 상기 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 상기 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량이 정지 상태를 포함하는 저속 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량 구동용 동력원이 아이들 상태를 포함하는 저속 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량이 고속 상태에 돌입하였을 때에 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 차량 구동용 동력원이 고속 상태에 돌입하였을 때에 제1 목표 온도보다도 소정 온도 낮은 제2 목표 온도를 설정하고, 상기 제2 목표 온도를 기초로 하여 상기 토출 냉매 용량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량이 정지 상태이고 또한 상기 가변 용량 압축기의 토출 냉매 용량이 최대가 되는 영역으로 이행하는 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 상기 차량 구동용 동력원이 아이들 상태이고 또한 상기 가변 용량 압축기의 토출 냉매 용량이 최대가 되는 영역으로 이행하는 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 실제 온도가 상기 제1 목표 온도와 동등해지는 때인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량 구동용 동력원의 연비가 저하하는 상태는 실제 온도가 상기 제1 목표 온도와 동등해지는 때인 것을 특징으로 하는 차량용 공조 장치.