JPH03295713A - 自動車用空調装置のインテークドア制御装置 - 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） この発明は、自動車用空調装置に設けられるインテーク
ドアの開度を自動制御するための装置に関する。

（従来の技術） 従来のインテークドア制御装置として、特公昭６２−５
３３６６号公報に示されるように、必要吹出温度を演算
し、その演算結果に基づいてインテークドアを外気のみ
を導入するＦＲＥＳＨモード位置、内気のみを導入する
ＲＥＣモード位置および内気と外気とを同時に導入する
内外気併用モード位置に切換制御するものは公知である
。

また、特開昭６３−２２２９１８号公報には、エバポレ
ータの吹出温度と必要サイクルの稼動状態とを検出し、
これらの検出値に基づいて予め決定された条件判別テー
ブルから外気導入と内気導入との比率、即ちインテーク
ドアの開度を決定して冷却能力に見合った量の外気を導
入する手段が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者においては、実際のエバポレータの
冷却能力に関係なく必要吹出温度からインテークドアの
開度が一義的に定められるので、たとえ冷却能力に過不
足があっても外気導入量を調節できない欠点があった。

つまり、エバポレータには空気を冷却する作用の他に除
湿する作用があるため、湿度の如何によっては実質的な
冷却能力が変動するわけであるが、前記必要吹出湯度は
車室内外の空気温度や車室内の設定温度など湿度に関す
る情報を含まない温度パラメータに基づいて決定される
ので、同じ温度条件でも湿度が高い場合には、外気導入
量を減らすことができないためにエバポレータの冷却能
力が不足し、目標とする必要吹出温度が得られない不都
合があった。また、逆に湿度が低い場合には、エバポレ
ータの冷却能力に余力を生じる場合があり、このような
場合であっても外気導入量を多くしてエバポレータの冷
却能力に見合った制御を行なえない不都合があった。

この点、後者においては、エバポレータの吹出温度や冷
房サイクルの稼動状態を知り、余力に応じて外気導入量
を調節できるが、稼動状態を知るためにコンプレッサの
回転数や高圧側管路の冷媒圧力を検出する特別の手段が
必要となり、構成が複雑になるデメリットがあった。

そこで、この発明においては、簡易な構成をもってイン
テークドアをエバポレータの冷却能力に見合った開度に
調節することができる自動車用空調装置のインテークド
ア制御装置を提供することを課題としている。

（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１図に示
されるように、吐出容量を可変できる容量可変型のコン
プレッサ１８を備えた冷房サイクルを有し、インテーク
ドア５の開度に応じて空調ダクト１内に導入される空気
を前記冷房サイクルの一部を構成するエバポレータ８を
介して車室に供給する自動車用空調装置にあって、車室
内外の環境状態を検出する環境状態検出手段１００と、
車室内の目標温度を設定する車室内温度設定手段２００
と、前記環境状態検出手段１００および車室内温度設定
手段２００の出力に基づいてシステム制御のために用い
る基本信号を演算するシステム制御信号演算手段３００
と、このシステム制御信号演算手段３００により演算さ
れた制御信号に基づいて前記エバポレータ８の目標吹出
温度を演算するエバポレータ目標吹出温度演算手段４０
０と、前記エバポレータ８から吹き出す空気の温度を検
出するエバポレータ吹出温度検出手段５００と、前記エ
バポレータ目標吹出温度とエバポレータ吹出温度の検出
値との差に基づいて前記エバポレータ吹出温度が目標吹
出温度に近づくよう前記コンプレッサ１８の吐出容量を
設定するための制御信号を演算するコンプレッサ容量制
御信号演算手段６００と、このコンプレッサ容量制御信
号演算手段６００の出力に応じて前記コンプレッサ１８
の容量を制御するコンプレッサ容量制御手段７００と、
前記コンプレッサ容量制御信号演算手段６００の出力に
基づいてインテークドア５の開度を演算するインテーク
ドア開度演算手段８００と、前記インテークドア開度演
算手段８００で演算された開度になるようインテークド
ア５を駆動制御するインテークドア駆動制御手段９００
とを具備することにある。

（作用） したがって、コンプレッサ容量制御信号演算手段で得ら
れた制御信号は、車室内外の環境状態を知る信号にエバ
ポレータの吹出実測温度を加味して得られるので、この
制御信号には、エバポレータの実質的な冷却能力が除湿
能力以外にどの程度残っているかについての情報が含ま
れている。このため、インテークドア開度演算手段にお
いてはエバポレータの実質的な冷却能力に見合った外気
導入量が得られるようにインテークドアの開度が演算さ
れることになり、冷房サイクルの稼動状態を特別に検出
する必要もない。そのため、上記課題を達成することが
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２図において、自動車用空調装置は空調ダクト１の最
上流側にインテーク装置２が設けられ、このインテーク
装置２は、内気人口３と外気人口４とが分かれた部分に
インテークドア５が配置され、このインテークドア５の
開度θをアクチュエータ６により操作して空調ダクト１
内に導入すべき内気と外気との比率を可変できるように
なっている。なお、ここでインテークドア５の開度θは
該インテークドア５が内気人口３を閉鎖する位置（実線
で示す。）にあるときを１００％とし、外気人口４を閉
鎖する位置（二点鎖線で示す。）にあるときを０％とす
る。

送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸い込んで下流側
へ送風するもので、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の前方にはエアミックスドア１０が
設けられており、このエアミックスドア１０の開度をア
クチュエータ１１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
の量が調節されるようになっている。

さらに、ヒータコア９の下流側はデフロスト吹出口１２
、ベント吹出口１３およびヒート吹出口１４に分かれて
車室１５に開口し、その分がれた部分にモードドアＩＥ
ｉａ、１６ｂ、１６ｃが設けられ、このモードドア１６
ａ、１６ｂ、１６ｃをアクチュエータ１１で操作するこ
とにより吹出モードが切り換えられるようになっている
。

前記エバポレータ８は、下記するコンプレッサ１８、コ
ンデンサ１９、リキッドタンク２０およびエクスパンシ
ョンバルブ２１と共に冷房サイクルを構成している。

コンプレッサ１８は、自動車のエンジン２２に電磁クラ
ッチ２３を介して連結されて該エンジン２２を駆動源に
すると共に、このコンプレッサ１８には容量可変手段２
４が設けられている。この容量可変手段２４は、コンプ
レッサ１８が例えばワブルプレート式のものであれば吐
出ガスが吸入側へ戻る量を変えてコンプレッサの吐出容
量を変える公知のもので、その実際の構成例が第３図に
示されている。

第３図において、コンプレッサ１８は、クランク室２５
内に駆動軸２６に外嵌されたヒンジポール２７を支点と
して揺動のみが許されたワブルプレート２８を配し、こ
のワブルプレート２８にシリンダボア２９に挿入された
複数のピストン３０を連結し、このピストン３０の往復
動で低圧室３１から吸入された冷媒を圧縮し、高圧室３
２へ吐出するようになっている。

また、コンプレッサ１８には容量可変手段２４を構成す
る圧力制御弁３３がクランク室２５に臨むように設けら
れている。この圧力制御弁３３は前記低圧室３１に連通
ずる吸入室３４と前記クランク室２５との連通状態を調
節する弁体３５と、吸入室３４内の圧力に応じて前記弁
体３５を動かす圧力応動部材３６と、前記弁体３５を電
磁コイル３７への通電Ｉ■、。Ｌにより強制的に動かす
ソレノイド３８とを備えている。

しかして、例えば電磁コイル３７に流れる電流が上昇し
てソレノイド３８の磁力が増大すると、弁体３５にクラ
ンク室２５と吸入室３４との連通を絞る方向の力が働き
、クランク室２５から吸入室３４へ漏れる冷媒ガス量が
少なくなる。このため、ピストン３０とシリンダボア２
９との間からクランク室２５へ漏れる冷媒ガス、即ちブ
ローバイガスによりクランク室２５の圧力が増大し、ク
ランク室２５の圧力の上昇に応じてピストン３０の背面
に作用する力が大きくなるので、ワブルプレート２８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３０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。

そして、前記アクチュエータ６．１１．１７、送風機７
のモータ、コンプレッサ１８の電磁クラッチ２３及び容
量可変手段２４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４１は、図示しない中央処理
装置（ＣＰＵ）、読出し専用メモリ　（ＲＯＭ）、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　、入出カポ−１−（Ｉ
ｌｏ）など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、車室内外の環境状態を知るための
諸要因、即ち車室内の温度を検出する車室内温度センサ
４２からの車室内温度Ｔｌｌ、外気温を検出する外気温
度センサ４３からの外気温度ＴＡおよび日射量を検出す
る日射センサ４４からの日射量Ｑ　ｓｕｓの他、エバポ
レータ８から吹き出す空気の温度を検出するモードセン
サ４５からのエバポレータ吹出温度ＴＥ、車室内の目標
温度を設定する温度設定器４６からの設定温度Ｔ、がマ
ルチプレクサ４７を介して選択され、Ａ／Ｄ変換器４８
を介してデジタル信号に変換されて入力される。

第４図において、前述したマイクロコンピュータ４１に
よるコンプレッサ１８とインテークドア５の制御動作例
がフローチャートとして示され、以下、このフローチャ
ートに基づいて説明する。

マイクロコンピュータ４１は、ステップ５０からこのプ
ログラムの実行を開始し、ステップ５２において、各種
温度センサおよび温度設定器からの各信号を入力する。

そして、次のステップ５４において、車室内温度ＴＲ１
外気温度ＴＡ、日射量Ｑ　ＳＬＩＭおよび設定温度Ｔ、
に基づいて、各空調機器を制御するための基本信号とし
て利用される′総合信号Ｔを例えば（１）式に従って演
算する。

Ｔ＝に＊、ＴＲ＋ＫＡ−ＴＡ＋Ｋｓ、ＱＳＵＮＫｎ、Ｔ
ｏ十〇　　　　　　　　　　・・・（１）式ここで、Ｋ
、、に、、Ｋｓ、　Ｋｏ、Ｃは演算定数である。

ステップ５４で総合信号Ｔを求めた後は、ステップ５６
において、同ステップに示される予め定められた所定の
特性パターンが得られるように、エバポレータ８の目標
吹出温度ＴＥ　　を前記総合信号Ｔに基づいて求める。

そして、次のステップ５８において、エバポレータ８の
実測された吹出温度ＴＥと目標吹出温度ＴＥ′　との差
ＴＥ　　ＴＥ’　　が零に近づくようにコンプレッサ１
８の容量制御信号を演算する。具体的には、前記圧力制
御弁３３をコントロールするＩ、。、をいわゆるＰＩ制
御の手法をもって、（２）式に示されるように、比例項
Ｉ、と積分項１１との和として求める。

Ｉ、。、＝　ｒ　、＋　ｒ　、　　　　　　　　　　　
・・・（２）式ここで、■、は第５図（ａ）に示す特性
パターンが得られるよう前記温度差ＴＥ　　ＴＥ□　に
基づいて算出され、■１は時刻ｔにおける微小区間の電
流値ΔＩＩ（ｔ）を第５図（ｂ）に示す特性パターンが
得られるよう前記温度差ＴＥ　　ＴＥ　　に基づいて算
出され、その後、（３）式に示されるように、これを例
えば０．５秒（Δｔ＝０．５）毎に加算して求める。

■＋（ｔ）＝　Ｉ＋（ｔ−Δｔ）十へＩｔ（ｔ）・・・
（３）式但し、ｔは現在までの通電時間、Ｉ＋（ｔ−Δ
ｔ）は時刻ｔ−Δｔ、即ち０．５秒前までに得りれた積
分値を表わす。

そして、次のステップ６０において、上述の手法をもっ
て求められたＩ３゜、を駆動回路４０ｆを介して電磁コ
イル３７へ供給し、コンプレッサの吐出容量の制御を行
なうようになっている。

ステップ６２においては、前記Ｉ　ＳＱＬをもとに第６
図の所定の特性が得られるようにインテークドアの開度
、即ち内外気導入比が演算される。例えば、コンプレッ
サ１８の吐出容量が大きくなる！、。、が小さい場合に
は外気導入量を少なくするインテークドアの開度が算出
され、逆に、コンプレッサの吐出容量が小さくなるＩ　
ＳＱＬが大きい場合には外気導入量を多くする開度が算
出され、全体として冷房サイクルのエバポレータによる
冷却能力の余力に応じたインテークドアの開度が得られ
るようになっている。特にこの実施例においては、Ｉ　
ＳＱＬが小さい場合（例えばＩ　３０Ｌ＝０．１［Ａ］
）から大きい場合（１，。、＝０．５　［Ａ］　）にか
けてインテークドアの開度が０％から１００％までリニ
アに可変できるようになっている。

そして、次のステップ６４において、前記ステップ６２
で得られた開度が得られるよう駆動回路４０ａに制御信
号を出力し、イテークドアのポジションを制御するよう
になっている。

したがって、車室内温度ＴＲ１外気温度ＴＡおよび日射
量ＱＳＬＩＨの車室内外の環境情報のみに基づいてイン
テークドアの開度を決定するものとすれば、空気の湿度
に関係なく外気導入量が設定されることになる。しかし
、エバポレータの吹出空気温度ＴＥを加味して演算され
たコンプレッサの容量制御信号Ｉ、。、をもとにインテ
ークドアの開度を設定する本実施例にあっては、前記環
境情報が同じであっても湿度によってＴ、が変化するの
で、湿度の低下によりエバポレータの実質的な冷却能力
が増大して冷却能力に余力が生じた場合には外気導入量
を多くでき、湿度の上昇によりエバポレータの実質的な
冷却能力が減少して冷却能力が不足した場合には外気導
入量を少なくすることができるものである。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、エバポレータの
実質的な冷却能力を知り得るエバポレータの吹出温度を
加味してコンプレッサの容量制御信号を演算し、これを
用いて外気導入量を調節するようにしたので、エバポレ
ータの実質的な冷却能力に見合う外気導入量を過不足な
く得ることができる。しかも、インテークドアの開度を
演算するにあたり、冷房サイクルの稼動状態を知る特別
な手段は不要であるため、構成の簡易化が図れるメリッ
トもある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を示す機能ブロック図、第２図はこの
発明の実施例を示す自動車用空調装置の概略構成図、第
３図は同上に用いられる容量可変型のコンプレッサを示
す断面図、第４図はマイクロコンピュータによるコンプ
レッサとインテークドアの制御作動例を示すフローチャ
ート、第５図はコンプレッサの容量制御信号Ｉ、。、の
比例項と積分項の演算を説明するために用いる特性線図
、第６図はインテークドアの開度と１．。Ｌとの関係を
示す特性線図である。 １・・・空８周ダクト、５・・・インテークドア、８０
０．エバポレータ、１８・・・コンプレッサ、ｌＯＯ・
・・環境状態検出手段、２００・０．車室内温度設定手
段、３００・・・システム制御信号演算手段、４００・
・・エバポレータ目標吹出温度演算手段、５００・・・
エバポレータ吹出温度検出手段、６００・・・コンプレ
ッサ容量制御信号演算手段、７００・・・コンプレッサ
容量制御手段、８００・・・インテークドア開度演算手
段、９００・・、インテークドア駆動手段。 竹尺 ｌ５ＯＬ 滲）・１〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吐出容量を可変できる容量可変型のコンプレッサを備え
   た冷房サイクルを有し、インテークドアの開度に応じて
   空調ダクト内に導入される空気を前記冷房サイクルの一
   部を構成するエバポレータを介して車室に供給する自動
   車用空調装置にあって、 車室内外の環境状態を検出する環境状態検出手段と、 車室内の目標温度を設定する車室内温度設定手段と、 前記環境状態検出手段および車室内温度設定手段の出力
   に基づいてシステム制御のために用いる基本信号を演算
   するシステム制御信号演算手段と、このシステム制御信
   号演算手段により演算された制御信号に基づいて前記エ
   バポレータの目標吹出温度を演算するエバポレータ目標
   吹出温度演算手段と、 前記エバポレータから吹き出す空気の温度を検出するエ
   バポレータ吹出温度検出手段と、 前記エバポレータ目標吹出温度とエバポレータ吹出温度
   の検出値との差に基づいて前記エバポレータ吹出温度が
   目標吹出温度に近づくよう前記コンプレッサの吐出容量
   を設定するための制御信号を演算するコンプレッサ容量
   制御信号演算手段と、このコンプレッサ容量制御信号演
   算手段の出力に応じて前記コンプレッサの容量を制御す
   るコンプレッサ容量制御手段と、 前記コンプレッサ容量制御信号演算手段の出力に基づい
   てインテークドアの開度を演算するインテークドア開度
   演算手段と、 前記インテークドア開度演算手段で演算された開度にな
   るようインテークドアを駆動制御するインテークドア駆
   動制御手段とを具備することを特徴とする自動車用空調
   装置のインテークドア制御装置。