JPH0325023A - 車両用空調装置のコンプレッサ制御装置 - Google Patents

車両用空調装置のコンプレッサ制御装置

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JPH0325023A
JPH0325023A JP1159919A JP15991989A JPH0325023A JP H0325023 A JPH0325023 A JP H0325023A JP 1159919 A JP1159919 A JP 1159919A JP 15991989 A JP15991989 A JP 15991989A JP H0325023 A JPH0325023 A JP H0325023A
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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) この発明は、車両用空調装置に用いられるコンプレッサ
を制御するコンプレッサ制御装置に関する。
(従来の技術) エンジンの駆動力を用いて稼動される可変容量コンプレ
ッサを有する車両用空調装置において、冷却器の目標冷
却度を設定する手段と冷却器の実際の冷却度を測定する
手段とを備え、車室内に影響を及ぼす熱負荷や乗員の温
度設定等の状態に応じて目標冷却度を決定し、この目標
冷却度が実際の冷却度と一致するようコンプレッサに供
給する容量調節信号を調節して容量制御を行なうように
した技術は、例えば特開昭60−22515号公報等に
示されている。
(発明が解決しようとする課題) 上述の技術によれば、車室内に影響を及ぼす熱負荷の変
化や乗員の温度設定の変更等により目標冷却度が変化し
、それに応じてコンプレッサの容量も変動するのである
が、温調変更の目的から車室内の温度設定が乗員の要求
に応じて手動で変更され結果として目標冷却度が急変す
れば急激な容量変化が生じ、これによりエンジン負荷が
大きくなってドライバビリテイに違和感を与えたり、吹
出温度が急変して乗員に不快感を与える欠点があった。
また、上述の技術を用いた応用例として、車室内の急速
冷房の要請時に目標冷却度をいきおい低温度(例えば−
10゜C)に設定して最大冷力を供給する制御(クール
ダウン制御)を行なったり、低外気時のデ旦スト性能を
向上させるために目標冷却度を同じく低温度に設定する
制御(低温デミスト制御)を行ない、エバポレータの冷
却度が凍結開始温度(0’C近辺)を下回ってもコンプ
レッサを稼動させておくことが本出願人により既に提案
されているが、これらの制御を導入した場合には次の点
を考慮する必要がある。即ち、クールダウン制御または
デミスト制御が終了して通常の制御に移行する場合には
、エバポレータの性能を維持するためにコンプレツサの
容量変化を速めてエバポレータの冷却度を凍結開始温度
以上に速やかに移行させ、エバポレータの凍結防止を優
先させることが望ましい。
そこで、この発明においては、温度変更の要請に伴うエ
バポレータの冷却度の急変を防止して違和感のないドラ
イバビリテイと車室内の温調変更を実現することを目的
とし、さらには、エノマボレー夕の凍結防止の観点等か
らも適切にコンブレ・冫サの容量,を制御できるように
して信頼性を確保するようにした車両用空調装置のコン
プレ・冫サ制御装置を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段) しかして、この発明の要旨とするところは、第l図に示
すように、外部からの制御信号に応じて吐出容量を可変
する可変容量コンプレツサ18と、エバポレータ8の冷
却度を検出するモードセンサ45と、前記エバポレータ
8の目標冷却度を自動的にまたは手動で変更する目標冷
却度変更手段200と、この目標冷却度変更手段200
により変更される目標冷却度の変化速度を所定の速度に
規制する目標冷却度の変化速度規制手段300と、前記
目標冷却度に対する前記エバポレータ8の実測された冷
却温度の偏差が小さくなるように前記可変容量コンプレ
ッサl8の容量を決定する容量決定手段400と、この
容量決定千段400の出力に応じて前記可変容量コンプ
レッサ18を駆動制御する駆動制御手段500とを具備
したことにあり、また、第2図に示すように、目標冷却
度の変化速度を異ならせるために変化速度選択手段60
0を付け加えたことにある。
(作用) したがって、車室内に影響を及ぼす熱負荷の変化や乗員
の温度設定の変更等により目標冷却度を変更させる要請
があった場合には、最終的に要請される目標冷却度に至
るまで所定の規制された変化速度で目標冷却度が変化す
るので、コンプレンサの吐出容量の急激な変動を免れる
ことができ、エバポレータの冷却度の急変による吹出空
気温度の急変を防ぐことができる。また、目標冷却度の
変化速度を選択できるようにしておけば、エバポレータ
の凍結防止を優先させるためにコンプレッサの吐出容量
の変化速度をコントロールすることもでき、そのため、
上記課題を達或することができるものである。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面により説明する。
第3図において、車両用空調装置は、空調ダクトlの最
上流側にインテーク切換装置2が設けられ、このインテ
ーク切換装置2は内気人口3と外気人口4とが分かれた
部分に内外気切換ドア5が配置され、この内外気切換ド
ア5をアクチュエータ6により操作して空調ダクl−1
内に導入する空気を内気と外気とに選択できる所望の吸
入モードが得られるようになっている。
送風機7は、空調ダクトl内に空気を吸い込んで下流側
に送風するもので、この送風機7の後方にはエバポレー
タ8とヒータコア9とが設けられている。また、ヒータ
コア9の前方にはエアミツクスドア10が設けられてお
り、このエアミックスドアlOの開度をアクチュエータ
1lにより調節することでヒータコア9を通過する空気
とヒータコア9をバイパスする空気との量が変えられ、
その結果、吹出空気の温度が制御されるようになってい
る。
そして、前記空調ダク}1の下流側はデフロスト吹出口
12、ベント吹出口13及び足元吹出口l4に分かれて
車室15に開口し、その分かれた部分にモードドア16
a,16b,16cが設けられ、このモードドア16a
,16b,16cをアクチュエータl7で操作すること
により所望の吹出モードが得られるようになっている。
前記エバポレータ8は、下記する可変容量コンプレッサ
18、コンデンサ19、リキッドタンク20及びエクス
バンションバルブ21と共に冷房サイクルを構威してい
る。可変容量コンプレッサ18は例えばワブルプレート
式であり、第4図に示すように電磁クラッチ23を介し
てエンジン22に連結された駆動軸24がコンプレッサ
本体25に挿入され、この駆動軸24にワブルプレート
26がヒンジボール27を介して結合されている。この
ワブルプレート26は、コンプレッサ本体25内に形威
されたクランク室28にヒンジボール27を支点として
駆動軸24に対して揺動自在に支持されており、該ワブ
ルプレート26に連結されたピストン29を揺動角に応
じてシリンダボア30内で往復動させるようにしてある
。また、可変容量コンプレッサl8には圧力制御弁31
がクランク室28に臨むように設けられ、この圧力制御
弁31はクランク室28と吸入側へ通じる吸入室32と
の連通状態を調節する弁体33と、吸入室32内の圧力
に応じて前記弁体33を動かす圧力応動部材34と、前
記弁体33を電磁コイル35への通電量1 !OLに応
じて動かすソレノイド36とを有し、電磁コイル35へ
の通電量I,。,を外部からコントロールすることによ
りピストン29とシリンダボア30との間からクランク
室28内に漏れるブローバイガスが吸入側へ戻る量を調
節するようになっている。しかして、圧力制御弁31等
から可変容量コンプレッサl8の容量を変える容量可変
装置37が構威され、電磁コイル3・5に流れる電流M
lsoLが上昇しソレノイド36の磁力が上昇すると、
弁体33にクランク室28と吸入室32との連通を絞る
方向の力が働き、クランク室28から吸入室32へ漏れ
るブローバイガスの量が少なくなる。このため、クラン
ク室28内の圧力が増大してピストン29の背面に作用
するカが大きくなるので、ワブルプレート26がヒンジ
ボール27を支点として揺動角度が小さくなる方向に回
動し、ピストン29のストローク、即ちコンプレッサの
容量が小さくなるものである。
尚、容量可変装置37は上述した吸入側へ戻すブローバ
イガスの量を圧力制御弁により調節するものばかりでな
く、コンプレッサに使用する気箇数を変えるもの、コン
プレッサとエンジン22とを連結するベルト伝達装置の
ブーり比を変えるもの、あるいは、ベーン型コンプレッ
サにあって有効ベーンの枚数を変えるものなど実質的に
容量を変えるものであればよい。
そして、前記アクチュエータ6,11.17、送風機7
のモータ、可変容量コンプレッサ18の電磁クラッチ2
3及び容量可変装置37は、それぞれ駆動回路40a〜
40fを介してマイクロコンピュータ41からの出力信
号に基づいて制御される。このマイクロコンピュータ4
1は図示しない中央処理装置CPU,読出し専用メモI
JROM、ランダムアクセスメモリRAM,入出力ボー
トI/O、水晶振動子42を伴って基準パルスを発生す
るクロック発生部等を持つそれ自体周知のもので、該マ
イクロコンピュータ41には車室内の温度を検出する車
室内温度センサ42からの出力信号TR、外気温を検出
する外気温センサ43からの出力信号TA、日射量を検
出する日射センサ44からの出力信号QS、前記エバポ
レータ8またはエバポレータ8の下流側に設けられてエ
バポレータ8の温度またはエバポレータ8を通過した空
気の温度をエバポレータ8の冷却度T0iとして検出す
るモードセンサ45からの出力信号がマルチブレクサM
PX46を介して選択され、A/D変換器47を介して
デジタル信号に変換されて入力される。
マタ、マイクロコンピュータ41には操作パネル48か
らの出力信号が入力される。この操作パネル48は全て
の空調機器をオート状態に設定するコンプレッサ稼動の
A/Cスイッチ49、同じくオート状態であるが可変容
量コンプレッサl8を経済制御するECONスイッチ5
0、停止モードを指令するOFFスイッチ5l、吸入モ
ードを内気吸入モードと外気吸入モードに切り換えるR
ECスイッチ52、吹出モードをデフロストモードに設
定するDEFスイッチ53、車室内の温度を設定する温
度設定器54、送風能力を設定する送風能力設定器55
、デフロストモード以外の吹出モードを設定する吹出モ
ード設定器56を備えている。
温度設定器54はアップダウンスイッチ54a,54b
と設定温度TDをデジタル表示する温度表示部54cと
から或り、アップダウンスイッチ54a,54bの操作
で温度表示部54cに示される設定温度を所定の範囲で
変えることができるようになっている。また、送風能力
設定器55は送風機7の回転レベルを切り換えるFAN
スイッチ55aと現行の回転レベルを表示するレベル表
示部55bとから成り、FANスイッチ55aの操作で
送風能力のモードが停止(レベルO)、LOW(レベル
l)、MID (レベル2)、Hl(レベル3)の順で
順次切り換えられると共に、レベル表示部55bの上部
に“M A N U A L ”の文字が点灯するよう
になっている。さらに、モード設定器56は吹出モード
をベント、パイレベル、ヒートの順で順次切り換えるM
ODEスイッチ56aと、現行の吹出モードを絵表示で
示す絵表示部56bとから戒り、MODEスイッチ56
aの操作で絵表示部56bの空気流の矢印57a,57
bが選択された吹出モードを示すように点灯表示される
と共に、絵表示部56bの上部に“MANUAL″゜の
文字が点灯するようになっている。尚、これら点灯表示
や各表示部54c,55b,56bの表示は表示回路5
8を介してマイクロコンピュータ41で制御される。
第5図において、前述したマイクロコンピュータ41に
よる可変容量コンプレッサ18の制御動作例がフローチ
ャートとして示され、マイクロコンピュータ41はステ
ップl00からこのプログラムの実行を開始し、ステッ
プ102,104,106において、送風機7が停止し
ているとき、OFFスイッチやECONスイッチの操作
で可変容量コンプレッサ18を停止させる指令が出てい
るとき、または、冷媒温度T,.1が所定温度以下のと
きには、凍結防止のためにステップ108へ進んで可変
容量コンプレッサ18を停止させ、それ以外の時にはス
テップ110へ進んで予め決定された外気温度の状態(
A,B,CまたはD)をTAの大きさに基づいて決定す
る(例えばTA>10をA、5<TA<13をB,−5
<TA<7をC1・−2>TAをD).そして、次のス
テップ112において、DEFスイッチ53が押されて
吹出モードがデフロストモードに固定されているか否か
を判定し、デフロストモード以外の吹出モードであれば
ステップ114へ進み、このルーチンへ入る前に例えば
(1)弐によって予め演算された必要吹出温度X sが
−10゜C以下であるか否かを判定する。
Xll=A−TO十B−TR+C−TA+D.QS+E
・・・(1) 但し、A,B,C,DはそれぞれT.,T.,T^,Q
sのゲインであり、Eは補正項を示す。
このステップ114においてXM≦−10である場合に
は、車室内に吹き出す空気をいきおい低くして急速に冷
房する要請があり、そのため、ステップ116へ進んで
クールダウン制御の実行用フラグをセットした後、ステ
ップ11Bでエバポレータ8の目標冷媒度T′IHTを
ーlO″Cに設定する。そして、必要吹出温度XMが8
゜C以上になるか(ステップ120)エバポレータ8の
実際の冷却度がlO分以上3゜Cを下回るまで(ステッ
プ122)可変容量コンブレツサ18の容量をT’IN
?に対するT01の偏差がl ’C未満になるように制
御し(ステップ124)、ステップ120またはステッ
プ122の条件が満たされた場合にはクールダウン制御
を終了し(ステップ126)通常制御に戻すための移行
制御を行なうためのフラグをセットして(ステップl2
8)ステップ130へ進む。また、ステップ114でX
I4が−10゜C以下でないと判定された場合にはステ
ップ132へ進んでクールダウン制御中であるか否かを
判定し、クールダウン制御中であればステップ118へ
進み、クールダウン制御が終了していればステップ13
0へ進む。
ステップ130においては、A/Cスイッチ49が押さ
れたか否かが判定され、A/Cスイッチ49が押されて
いない場合にはステップ134へ進んで外気温度が所定
温度以上であるか否かを判定し、所定温度以下であれば
ステップ10日へ進んで可変容量コンプレッサ18を停
止させ、所定温度以上であればステップ136へ進んで
、XHに基づいて所定の特性パターンから目標冷却度T
 ’ INTを決定する。一方、A/Cスイッチ49が
押された場合にはステップ138,140,142にお
いて外気温度TAがA−Dのいずれの状態にあるのかを
判別し、状態Dであればステップ144へ進んで可変容
量コンプレッサ18を停止し、状態Cもしくは状態Bで
内気吸入モード(REC)に固定された場合には窓ガラ
スの曇り防止に必要な他の制御へ移行し(ステップ14
6)、それ以外の状態であれば目標冷却度T’lNTを
3 ”Cに設定する(ステップ14日)。
尚、ステップ112において、吹出モードがデフロスト
モードに固定されている場合にはステップ160へ進ん
でクールダウン制御中であるか否かを判定し、クールダ
ウン制御中であればこの制御を終了し(ステップl62
)ステップ164において通常制御に戻すための移行制
御を行なうフラグをセットした後ステップ138へ進み
、クールダウン制御が終了していればステップ1 3 
8 =.直接進んでそれ以後の処理が同様に行なわれる
ステップ136またはステップ14日で目標冷却度T 
’ ,NTが決定された後はステップ166へ進んで低
温デミスト制御中であるか否かを判定し、低温デミスト
制御中であればこの低温デ泉スト制御を終了し(ステッ
プ168)ステップ170において通常制御に戻すため
の移行制御を行なうためのフラグをセットした後ステッ
プ172へ進み、低温デミスト制御中でなければ直接ス
テップ172へ移行する。そして、ステップ172にお
いてクールダウン制御から通常制御への移行中であるか
否かを、また、ステップ174においてデミスト制御か
ら通常制御への移行中であるか否かをそれぞれ判定し、
いずれの移行制御にも属さずに通常制御が行なわれてい
る場合にはステップ176以降の処理を行なう。即ち、
ステップ176においてエバポレータ8の実際の冷却度
T’+stが凍結を防止し得る所定温度以上であるか否
かを判定し、所定温度以下であればステップ178へ進
んで可変容量コンプレッサ18を停止させ、凍結防止温
度以上である場合にはステップ180へ進んで例えば時
定数86secの一次遅れフィルタを通して目標冷却度
T ’ IN7を前記ステップ136,148で決定さ
れた値までゆっくりと変化させ、次のステップ182に
おいてこのT”+syにTHrが近づくように可変容量
コンプレツサl8の吐出容量を制御する。
これに対して、クールダウンからの移行制御が行なわれ
ている場合にはステップ172からステップ184へ進
んでエバポレータ8の実際の冷却度TIN?が3゜C以
上であるか否かを判別し、低温デミストからの移行制御
が行なわれている場合にはステップ174からステップ
186へ進んでTINTが1 ”C以上であるか否かを
判別する。これらステップ184,186において指定
されている温度は、それ以上であれば通常制御を行なっ
ても支障がないエバポレータ8の冷却度を示しているも
ので、TIN?がこれらの温度以上であればステップ1
88またはステップ190に進んで移行制御を終了し、
ステップ176以降と同様の処理を行なう。また、Tr
wrがこれらの温度以下であれば前記ステップ180の
時定数よりは短い時定数(例えば40sec)の一次遅
れフィルタを通してT’,N,を変化させ、このT′1
1にTIN?が近づくように可変容量コンブレツサl8
の吐出容量を制御する(ステップ182,192)。
したがって・通常制御中においては、車室内への熱負荷
や乗員の温度設定等により目標冷却度T’lN?が変更
される場合であっても、ゆっくりとT′lNTが変化す
るので、エバポレータ8の冷却度T,H,の急変に伴う
吹出空気温度の急変を防止できる。また、クールダウン
制御や低温デミスト制御から通常制御に移行する過程に
おいては、吹出空気温度の急変を防止する制御に優先し
できるだけ速くエバポレータ8の冷却度を通常制御が行
なえる温度まで高め、エバポレータ8が凍結して通常制
御が行なえなくなる虞れを少なくすることができる。
(発明の効果) 以上述べたように、この発明によれば、目標冷却度の変
化速度を所定の速度に規制して可変容量コンプレッサの
吐出容量の急激な変動を抑えたので、エンジン負荷の急
変によるドライバビリティの悪化を防ぐことができると
共に、エバポレータの冷却度の急変を防いで違和感のな
い車室内の温調変更を可能にする。また、目標冷却度の
変化速度を選択できるようにしておけば、例えばクール
ダウン制御やデξスト制御等のエバポレータの冷却度が
凍結温度以下にある状態から通常制御に移行する過程に
おいて、エバポレータの凍結防止を優先するために変化
速度を速くすることも可能になり空調装置の信頼性の確
保も可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の発明を示す機能ブロック図、第2図は第
2の発明を示す機能ブロック図、第3図は第l及び第2
の発明で用いられる車両用空調装置の実施例を示す構或
図、第4図は同上に用いられる可変容量コンプレッサを
示す断面図、第5図はマイクロコンピュータによる可変
容量コンプレッサの制御動作例の前段の部分を示すフロ
ーチャート、第6図は同上の後段の部分を示すフローチ
ャートである。 8・・・エバポレータ、l8・・・可変容量コンプレッ
サ、45.・・MODEセンサ、200・・・目標冷却
度変更手段、300・・・目標冷却度の変化速度規制手
段、400・・・容量決定手段、500・・・駆動制御
手段、600・・・変化速度選択手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外部からの制御信号に応じて吐出容量を可変する可
    変容量コンプレッサと、 エバポレータの冷却度を検出するモードセンサと、 前記エバポレータの目標冷却度を自動的にまたは手動で
    変更する目標冷却度変更手段と、 この目標冷却度変更手段により変更される目標冷却度の
    変化速度を所定の速度に規制する目標冷却度の変化速度
    規制手段と、 前記目標冷却度に対する前記エバポレータの実測された
    冷却温度の偏差が小さくなるように前記可変容量コンプ
    レッサの容量を決定する容量決定手段と、 この容量決定手段の出力に応じて前記可変容量コンプレ
    ッサを駆動制御する駆動制御手段とを具備することを特
    徴とする車両用空調装置のコンプレッサ制御装置。 2、外部からの制御信号に応じて吐出容量を可変する可
    変容量コンプレッサと、 エバポレータの冷却度を検出するモードセンサと、 前記エバポレータの目標冷却度を自動的にまたは手動で
    変更する目標冷却度変更手段と、 この目標冷却度変更手段により変更される目標冷却度の
    変化速度を所定の速度に規制する目標冷却度の変化速度
    規制手段と、 前記目標冷却度の変化速度規制手段で規制される目標冷
    却度の変化速度を該目標冷却度を変化させる制御状態の
    種類に応じて選択する変化速度選択手段と、 前記目標冷却度に対する前記エバポレータの実測された
    冷却温度の偏差が小さくなるように前記可変容量コンプ
    レッサの容量を決定する容量決定手段と、 この容量決定手段の出力に応じて前記可変容量コンプレ
    ッサを駆動制御する駆動制御手段とを具備することを特
    徴とする車両用空調装置のコンプレッサ制御装置。
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