JPH0228016A - 自動車用空気調和装置 - 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〕 本発明は、外部制御型容量可変コンプレッサを使った自
動車用空気調和装置に係り、コンプレッサ動力に応じた
アイドリング回転数制御に好適な容量制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭５７−１７５４２３号に記載のよ
うにコンプレッサ負荷の増大に伴いエンジン回転数が初
定値より小さくなった場合エンストを防止するためにコ
ンプレッサを小容量に制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、特に必要冷房能力が大きい場合、コン
プレッサ負荷が増大することでエンジン回転数の低下を
招き、コンプレッサが小容量となるため、アイドリング
時に冷房能力が不足し１乗員の快適性を損なうとの問題
があった。

本発明の目的は、コンプレッサ負荷が大きい時のエンス
トを防止し、かつ乗員の快適性を保つことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、コンプレッサの制御容量に基づきアイドリ
ング回転数を上下限を設けて容量大の時には回転を上げ
容量小の時には回転を下げるよう制御することで達成さ
れる。

〔作用〕

コンプレッサの制御容量が大きくなるとアイドリング回
転数が増加し、制御容量が小さくなるとアイドリング回
転数が減少するよう制御する。それにより、コンプレッ
サ動力の大きくなる大容量時にアイドル回転数が増し、
エンスト及び冷房能力の低下を防止することになりまた
、コンプレッサの動力が小さくなる小容量時にはアイド
リング回転数の異常上昇を防止しかつ、省動力化が計れ
る。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明す
る。

第１図は１本発明の一実施例である自動車用空気調和装
置の構成図である。該装置は、温調装置部上と制御回路
部−？−からなる。

温調装置部１の機能を説明する。空気は、吸込手段であ
るインテークドア３により選択され、内気目土あるいは
外気目立から吸込まれる。該ドア３は、電動アクチエー
タ６により駆動される。

空気は、送風手段であるブロワＩで送られ、その送風量
は、モータ旦に印加する電圧ＶＭで制御される。電力（
十Ｂ）は１図示していないバラチリから供給され、ブロ
ワ制御回路９で、前記モータ８の両端電圧と目標電圧を
比較し、トランジスタ旦により、前記両端電圧を目標電
圧に制御する。

冷却手段であるエバポレータ１１にて、前記空気を冷却
する。なお、冷力の調節は、コンプレッサ１叢に内蔵す
る容量アクチエータ１立で冷媒流量を制御することで行
われる。該容量アクチエータ１３は、電磁ソレノイドで
あり、印加電圧により、冷媒流量制御弁の開度が変えら
れる。また、前記コンプレッサ１２の動力源は、図示し
ていないエンジンであり、該エンジンと■ベルトで接続
されるプーリ１４とコンプレッサ１２の間にあるマグネ
ットクラッチ１５で、コンプレッサ１２への動力を断続
する。該マグネットクラッチ１旦への電力（＋Ａｃｃ）
の供給は、コンプレッサ制御回路１旦の指示で作動する
リレー１７で断続できる。

前記エバポレータ１１を通過した空気は、電動アクチエ
ータ１８で駆動されるエアミックスドア１９により、ヒ
ータ旦を通過する空気とバイパスする空気に分けられる
。該ヒータ並は、前記エンジンの冷却水（約８０℃）を
熱源とする加熱手段である。

空気の吹出手段であるデフドア２１とベントドア２２は
、リンク２３で連動し、電動アクチエータ２４で駆動さ
れる。前記デフドア２１及びベントドア２２の位置によ
り、デフ吹出口２５．ベント吹出口２６及びブロワ吹出
口２７の各吹出口から車内へ吹出す、風量配分を制御す
る。吹出の組合せは３通りあり、すべてベント吹出口２
６から吹出すアッパーモード（ＵＰＲ）、ベント吹出口
２６とブロワ吹出口２７から吹出すパイレベルモード（
ｒ３／Ｌ）、そして、デフ吹出口２５とブロワ吹出口２
７から吹出すロワーモード（ＬＷＲ）である。

次に、制御回路部２について説明する。制御回路部２は
、制御を司る機能を有し、制御手段、判断手段、そして
、演算手段であるマイクロコンピュータ２８を内蔵する
。本実施例のマイクロコンピュータ２８は、中央制御装
置（ＣＰＵ）、処理手順（プログラム、定数）を記憶す
るリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データを記憶するラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力端子（Ｉｌｏ
）、アナログ・ディジタル変換機能（Ａ／Ｄ）、任意幅
パルス出力端子、任意周波数パルス出力端子、パルス周
期計数端子、及び、一定時間割込機能を内蔵する。

前記マイクロコンピュータ２８の発振用端子には、水晶
発振子２９を接続し、Ｉ　Ｍ　Ｈｚの発振器を構成し、
プログラムは、１サイクル＝１マイクロ秒で進行する。

制御回路部２には１図示していないバラチリから常時供
給される十Ｂ電源と、図示していないキースイッチ位置
がｒＡｃｃＪとｒｏＮＪで供給される＋ＡＣＣ電源が与
えられる。それらの電源が’ｉ１！ａ回路３ｏに与えら
れると、内蔵する定電圧素子により、５ｖ定電圧に変換
され、＋５ＶｆＩｉｉ源になる。

さらに、制御回路部２には、システムのオンオフを指示
するスイッチ３１．及び、該スイッチ３１のインジケー
タランプ３２がある。該スイッチλ上のオフ信号が、前
記ブロワ制御回路部及びコンプレッサ制御回路１６に与
えられると、各回路は、モータ旦を停止させ、マグネッ
トクラッチ１５を遮断する。

電動アクチエータ６．１８．２４は、ドライブＩＣ（た
とえば、（株）東芝製のＴＡ８０５０Ｐ）を内蔵するド
ア駆動回路主３，３４．主旦を介して制御される。

本実施例では、６つの温度センサ、日射センサ３６、及
び、温度設定ボリューム３７を設けており、それらの電
圧信号は、独立に、前記マイクロコンピュータ２８のＡ
／Ｄの端子に接続され、ディジタル２進データに変換後
、演算に使われる。

また、車速センサ３８は、スピードメータ３９のピニオ
ン回転数に比例した周波数で交流信号を出力する電磁発
電式センサである。該車速センサ３８の信号は、前記マ
イクロコンピュータ２８のパルス周期計数機能を使い、
周期として入力され、その後、逆数をとり、車速を検知
する。

Ｆ　Ｉ　ＣＤ　（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｄｌｉｎｇ　Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ　Ｐｅｖｉｃｅ）　５０は、アイドリング信号回
路５１を介して入力される信号を基に図示していないエ
ンジンのアイドリング回転数を制御するものである。

以下、温調装置部１の制御内容について、前記マイクロ
コンピュータ２８のＲＯＭに記憶させである処理手順、
すなわち、第２図から第６図のフローを使って説明する
。

プログラムは、約１００ミリ秒周期で繰返し実行される
。第２図のごとき背景処理（ＢＧＪ）と、前記マイクロ
コンピュータ２８の時間割込み機能を使い、所定時間間
隔（本実施例では、５ミリ秒）で、前記ＢＧＪを休止さ
せ、実行される。第３図のごときタイマ処理（ＴＩＭＥ
Ｒ）に分けられる。

なお、該ＴＩＭＥＲが終了すると、前記ＢＧＪは、休止
した次から処理を再開する。また、各フローの図中の番
号は、ステップ番号を示す。

第２図のステップ１００では、前記マイクロコンピュー
タ２８のＩｌｏの出力端子を外部機器が停止するように
セットし、ＲＡＭに設けた、０゜１を記憶するフラグ（
Ｆｓ、Ｆｃ、Ｆｈ、Ｆ−）−及び、数字を記憶するカウ
ンタ（Ｃｓ　、　Ｃｃ　、Ｃｈ　。

Ｃ１）をすべてＯにする。つまり、制御を開始する前に
、マイクロコンピュータ２８を初期状態にする。

ステップ１５０では、外気温度検出手段である外気温度
センサ旦、内気温度検出手段である内気温度センサ４１
、デフダクト温度センサ±１、ベントダクト温度センサ
４３、ブロワダクト温度センサ４４、冷気温度検出手段
であるエバポレータ出口温度センサ４５、日射センサ３
６、及び、温度設定ボリューム３７の各信号電圧をディ
ジタル量に変換して、入力する。さらに、前記マイクロ
コンピュータ２８にあらかじめ記憶させである。

信号電圧と温度、日射量の変換特性を使い、制御に用い
る。外気温度Ｔａ、内気温度Ｔｒ、デフダクト温度Ｔ。

、ベントダクト温度Ｔ−ｕ、ブロワダクト温度Ｔ　ｄｔ
、エバポレータ出口空気温度Ｔｃ、日射量Ｚ、、及び、
設定温度Ｔｓを得る。

ステップ２００では、以下の計算を行う。

車室目標温度Ｔｓｏは、 Ｔｓｏ＝　　Ｋａｓ・Ｔａ＋　Ｋｓｓ−Ｔｓ　　Ｋｏｓ
　　　−（１）で算出し、Ｋａｓ、　Ｋｓｓ、　Ｋｏｓ
は定数である。

内気温度Ｔｒの目標値からのずれ量ΔＴ、は、ΔＴｒ＝
Ｋｓｒ’Ｔｓｏ　　Ｋｒｒ−Ｔｒ＋Ｋｏｒ　　−（２）
で算出し、Ｋ　ｓ　ｒ　ＨＫ　ｒ　ｒ　、　Ｋ　ｏ　ｒ
は定数である。

各吹出口毎の目標吹出温度Ｔ−Ｏｄ（デフ吹出口２５）
　、　Ｔａｏｕ（ベント吹出口２６）　、　Ｔａｏｕ　
（フロワ吹出目立）、総称してＴ　＋１０　Ｘは、Ｔａ
ｏｘ＝　Ｋｂｘ’Ｔｔｂｘ　　　Ｋｚｘ’　Ｚ。

＋　Ｋｓｘ・Ｔｓ　　Ｋｐｘ”ｒｒ＋　Ｋｏｘ　　　　
　−（３）で算出し、ＫｂＸＩＫｚ。、　Ｋｓｘ＋　Ｋ
ｐｘｙ　Ｋｏｘは定数。

基準吹出温度Ｔａｂａ（デフ吹出口２５）　、Ｔａｂｕ
（ベント吹出口２６）、　Ｔａｂｓ（フロワ吹出口又ユ
）。

総称してＴａｂｘは、第７図に示す、安定状態における
快適吹出温度特性である。

各吹出口毎の目標吹出温度Ｔ　ａ　ｏ　ｘと検出吹出温
度Ｔｄｘの温度差ΔＴａｘは、 ΔＴｄｘ＝　Ｋｂｕ−Ｔａｏｘ　　Ｋｕｕ−Ｔａｘ＋　
Ｋｄｕ　　−（４）で算出し、Ｋ　ｂ　ｕ　＊　Ｋ　ｕ
　ｕ　ＨＫ　ａ　ｕは定数である。また。

前記アッパーモード（ＵＰＲ）時は、 ΔＴ　ａ　ｔ　＝ΔＴａｕ　　　　　　　　　　　　　
・・・（５）とし、前記ロワーモード（ＬＷＲ）時は、
ΔＴｄｕ＝ΔＴｄｄ　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（６）との置き換えを行い、風が出ていない吹出
口の温度を使用しないようにする。

吹出口制御信号αは、 α＝Ｋａ＋ａ’Ｔａ＋Ｋｚｍ’Ｚｓ　　Ｋｓ−・Ｔｓ＋
Ｋｏ−・＝（７）で算出し＋　Ｋ　ａｍ　Ｉ　Ｋ　Ｚｍ
　ｔ　Ｋ　ｓｓ　＊　Ｋ　Ｏ−は定数である。

ステップ２５０では、ステップ２００の（７）式で求め
るαにより吹出口を決定し、ドア駆動回路３５に信号を
出力する。

ステップ３００では、ステップ２００の（２）式で求め
るΔＴ、によりモータ８への印加電圧ＶＭを決定し、ブ
ロワ制御回路且に信号を出力する。

ステップ３５０では、ステップ２００の（４）。

（６）式で求めるΔＴｄｕにより吸込口を決定し、ドア
駆動回路３３に信号を出力する。

ステップ４００では、温度調節の実行許可を示すフラグ
Ｆ１がセットされているか判定し、真の時は、該Ｆ、を
クリア後、ステップ４５０へ進み、偽の時はステップ１
５０へ戻る・ ステップ４５０のコンプレッサ制御の詳細フローを第４
図に示す。ステップ４５１では、冷力の不必要度を示す
Ｋｔ・ΔＴ４ｕ（Ｋｔは、定数。）が所定値Ｃｓ　ｍよ
り大か判定する。真の時は、ステップ４５２で、コンプ
レッサ小容量時間Ｃ３Ｏを上限のＣｓ　ｍとし、偽の時
は、ステップ４５３で、Ｃｓ。

をＫｔ・ΔＴ、＋ｕ（但し、０は下限とする。）とする
。

ステップ４５４では、コンプレッサ小容量解除フラグＦ
ｓがセットされていないか判断する。真の時は、ステッ
プ４５５で、小容量指示信号量ΔＶｃｏを容量変化量Δ
Ｖｃに与え、ステップ４７０へ進む。偽の場合は、ステ
ップ４５６で、エバポレータ１１の出口目標温度Ｔ’ｃ
ｏとＴｃの差Δ’ｒｃ（＝Ｔ　ｃｏ　−Ｔ　ｃ）の絶対
値が所定値α。より小さいか判断する。真の時は、ステ
ップ４５７で、容量変化の必要無として、エバポレータ
１１による容量変化量ＶｃｅをＯにし、偽の時は、ステ
ップ４５８で。

Ｖｃｃ＠：Ｋｃ・ΔＴｃ（Ｋｃは定数。）とする。ステ
ップ４５９では、前記ΔＴ　ａ　ｕの絶対値が所定値α
。

より小さいか判断する。偽の時は、ステップ４６０で、
吹出温度による容量変化量Ｖ　ｃ　ｕをＫｕ・ΔＴ　ａ
　ｕ（Ｋ、は、定数、）とする、真の時は、ステップ４
６１で、前記ΔＴｄ、の絶対値が所定値α處より小であ
るか判断する。真の時は、各吹出口とも、目標吹出温度
に制御されているとして、ステップ４６２でＶｃｕｔｒ
Ｏにする。偽の時は、冷風の吹出口は目標吹出温度に制
御されているが、温風の吹出口は目標値からずれており
、エアミックスドア９が動くため、ステップ４６３で、
Ｖ　ｃ　ｕを−に直・ΔＴ　ｄ＊　（Ｋ　ｔは、定数。

）にして、冷力を補正しておく。ステップ４６４では、
前記Ｖｃｃが前記Ｖ　ｃ　ｕより大きいか判定し、真の
時は、ステップ４６５で、凍結防止を優先させ、容量変
化量ΔＶｃをＶＣＣとし、偽の時は、ステップ４６６で
、吹出温度制御に必要な前記Ｖｃｕを前記ΔＶｃとする
。

ステップ４６７では、車速Ｖの変化量ｖ”’−ｖ。

（前回検出車速）が所定値α９を越えるか判断する。真
の場合は、加速性を向上させるべく、前記ΔＶｃに、ス
テップ４６８の補正を加える。ステップ４６９では、今
回検出した車速Ｖを前回検出分ＶＯ［き換える。ステッ
プ４７０では、現在出力中の容量アクチエータ１３への
印加電圧Ｖｃに。

前記ΔＶｃを加えて、新たなＶｃとして、出力する。

なお、ステップ４７１，４７２は、前記容量アクチエー
タ１３がステップモータ駆動の場合、ステップ４７０に
置き換わる処理である。ステップ４７１では、前記容量
アクチエータ１３への電圧印加時間Ｃｃ（Ｋ−は、定数
。）を求め、電圧を加える。ステップ４７２では、電圧
印加中を示すフラグＦＣをセットする。

ステップ５００のエアミックスドア制御の詳細を第５図
に示す。ステップ５０１では、前記ΔＴ　ｄｔの絶対値
が所定値α露より小か判定する。

偽の時は、温風が目標に達していないとして、ステップ
５０２で、ドア駆動回路３４への電圧印加時間Ｃｈ（Ａ
ｍは、定数。）を求め、電圧を加える。

真の時は、ステップ５０３で、前記ΔＴａｕの絶対値が
所定値α。より小か判定する。真の時は、各吹出口とも
、目゛標吹出温度に制御されているとして、ステップ５
０４でＣｈを０にする。偽の時は、温風の吹出口は目標
温度に制御されているが、コンプレッサ１２の容量が変
化するため、ステップ５０５で、Ｃ７をＡｕ・Δｖｃ（
Ａｕは、定数。）にして、加熱量を補正しておく、ステ
ップ５０６では、ドア駆動回路３４へ電圧を加え、電圧
印加中を示すフラグＦｎをセットする。

ステップ５００終了後、ステップ１５０へ戻ることを繰
り返す。

ステップ７００のアイドリング回転数制御の詳細フロー
を第６図に示す。ステップ７０１は、アイドリング回転
数制御の実行許可を示すフラグＦ。

が０か判定し、真ならば処理を抜け、偽ならば、ステッ
プ７０２へ進む。ステップ７０２では、前記Ｆ、がセッ
トされているか判定し、偽ならば、目標アイドリング回
転数ＲＩ　をコンプレッサオフ時の目標アイドリング回
転数Ｒｏｔｔにしてステップ７０９に進む、また真なら
ば、前記Ｖｃに定数ＫＩをかけて前記Ｒ１の値とし、ス
テップ７０５から７０８で前記Ｒｓ　の値を上限値Ｒｔ
ｍａｘ以下に。

また下限値Ｒ１ｍ　ｉ　ｎ以上にしてステップ７０９に
進む。ステップ７０９では、前記Ｒ＋　と、前回の目標
アイドリング回転数Ｒ１ｏの差をΔＲｔに入れる。

ステップ７１０では前記ΔＲＩの絶対値が所定値Ｋ　Ｉ
ｍａｘより大きいか判定する。真ならばステップ７１１
に示すような演算を行う。ステップ７１２では今回演算
された前記Ｒ１を前記Ｒ１０に格納する。ステップ７１
３では前記Ｆｉをクリアする。

以上の処理を繰り返し実行する間に、所定時間毎に実行
する、前記ＴＩＭＥＲの処理内容を第３図により説明す
る。

ステップ６００では、スイッチ３１がオンし、システム
作動が指示されているか判断する。偽の時は、ステップ
６０１で、前記フラグＦｓをクリアし、小容量時間カウ
ンタＣｓを０にし、システム作動指示時に、小容量から
起動するための準備をする。真の時は、ステップ６０２
で、前記Ｆ５がセットされていないか判断し、真め時は
、ステップ６０３で、前記Ｃ８をカウントアツプする。

ステップ６０４では、前記Ｃｓが前記小容量時間Ｃｓｏ
以上であるか判定し、真の時は、ステップ６０５で、前
記Ｆｓをセットし、小容量制御を解除する。

ステップ６０６では、前記Ｆｃがセットされ、前２　容
量アクチエータ旦が駆動中であるが’Ｉ’ｌＪ　Ｈし、
真の時は、ステップ６０７で、前記Ｃｃ　をカウントダ
ウンする。ステップ６０８では、前記Ｃｃが０以下にな
り、前記容量アクチエータ１３を停止させるべき時にな
ったが判断する。真の時は、ステップ６０９で、前記Ｆ
ｃ　をクリアし、前記容量アクチエータ旦の停止信号を
、コンプレッサ制御回路１旦へ出力する。

ステップ６゛１０では、前記Ｆｈがセットされ、前記電
動アクチエータ１８が駆動中であるが判断し、真の時は
、ステップ６１１で、前記Ｃｈをカランｌ−ダウンする
。ステップ立上２では、前記ＣｈがＯ以下になり、前記
電動アクチエータ１８を停止させるべき時になったが判
断する。真の時は、ステップ６１３で、前記Ｆｈ　をク
リアし、前記電動アクチエータ↓主の停止信号を、ドア
駆動回路旦へ出力する。

ステップ６１４では、温度調節の実行周期を作るカウン
タＣ１をカウントダウンし、ステップ６１５では、該Ｃ
１が０以下になり、実行許可すべき時になったか、判定
する。真の時は、ステップ６１６で前記Ｆ、をセットし
、前記Ｃ，に実行周期Ｃｍｏを与える。

ステップ６１７では、前記Ｆ＋　がセットされているか
判断し、偽のときは、ステップ６１８でアイドリング回
転数演算実行周期カウンタＣ８をカウントダウンする。

６１９では、前記ＣＩが０以下か判断し真ならば前記Ｆ
１をセットし前記Ｃムをアイドリング回転数演算実行周
期ＣＩＯにセットする。

本実施例によれば、アイドリング回転数制御７００によ
って、コンプレッサの制御容量に応じたアイドリング回
転数が得られ、エンストを防止し、かつ乗員の快適性を
保てるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンプレッサ負荷が大きい時のエンス
トを防止し、かつ乗員の快適性を保つことができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動車用空気調和装置
の構成図、第２図から第６図は第１図のマイクロコンピ
ュータに記憶している処理フロー図、第７図は第１図の
マイクロコンピュータに記憶している基準吹出温度特性
図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．自動車用エンジンにより駆動されるコンプレッサの
   目標吐出容量を演算する容量演算手段、該容量演算手段
   の第１の制御信号に基づき前記コンプレッサの容量を制
   御する容量制御手段を有する自動車用空気調和装置にお
   いて、前記第１の制御信号が入力されエンジンの目標ア
   イドリング回転数を演算するアイドリング回転数演算手
   段、該アイドリング回転数演算手段の第２の制御信号に
   基づきエンジンのアイドリング回転数を制御するアイド
   リング制御手段を設けたことを特徴とする自動車用空気
   調和装置。
2. ２．アイドリング目転数演算手段は所定時間ごとに実行
   されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の自動車用空気調和装置。
3. ３．アイドリング回転数演算手段において、演算された
   目標アイドリング回転数と前回の目標アイドリング回転
   数の差の絶対値が所定値より大きい場合、目標アイドリ
   ング回転数を前記差の符号に応じて前回の目標アイドリ
   ング回転数に加減算した値とすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の自動車用空気調和装置。
4. ４．アイドリング回転数演算手段において、演算された
   目標アイドリング回転数に上下限値を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用空気調和装
   置。