JPH0350022A - 自動車用空調制御装置 - 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、冷凍サイクルを構成するエバポレータの冷
却度を正確に検出することにより、コンプレッサの容量
制御を的確に制御しようとする自動車用空調制御装置に
関するものである。

（従来の技術） 一般に、エバポレータの冷却度の検出方法としては、冷
媒圧力またはそれに関連した冷媒温度（エバポレータの
表面温度として検出される）を検出したり、エバポレー
タの熱交換された空気温度（エバポレータ後流側温度）
を検出したりするものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記前者の冷媒圧力または冷媒温度を検
出する方法は、エバポレータへの熱負荷が高い場合には
エバポレータの熱交換効率が１００χでないのが影響し
て冷媒温度とエバポレータ後流側温度とが等しくならず
、該冷媒温度を検出してもエバポレータ後流側の温度が
正確に把握できないという欠点があった。

一方、上述した後者のエバポレータ後流側温度を検出す
る方法においては、従来の固定容量コンプレッサの冷凍
サイクルでは問題ないが、外部可変容量コンプレッサを
用いた場合では、該エバポレータ後流側温度をデミスト
能力の目安として判定する場合に問題が生じる。即ち、
外部可変容量コンプレッサを用いた冷凍サイクルはコン
プレッサの小容量運転を外部から作り、凍結温度以下ま
で徐々に冷却して急激な凍結を防止することにより、外
気低温時（例えばＯ″ＣＣ以下おけるデミスト能力を確
保しようとするものであるが、前記のごとくエバポレー
タ後流側の空気温度を検出する方法を用いると、部分的
凍結や実害の無いわずかな凍結の場合でも、その後方の
エバポレータ後流側の温度センサ近傍の温度が上昇して
、実際には凍結がコンプレッサの作動にはそれほど影響
はなくデミスト能力を維持できるにもかかわらず、マイ
クロコンピュータがデミスト能力低下と判定してしまう
ので、コンプレッサの稼動能力の目安となるエバポレー
タ本体の冷却度の正確な検出ができないという問題点が
あった。

そこで、この発明は上記従来の問題点を解消し、外部可
変容量コンプレッサを用いた冷凍サイクルにおいて、コ
ンプレッサ稼動能力の目安となるエバポレータ本体の冷
却度の正確な検出が可能な自動車用空調制御装置を提供
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
すように、空調ダクトｌ内に配され、送風機７により吸
い込まれた空気を冷却するエバポレータ８と、該エバポ
レータ８と共に冷凍サイクルの一部を構成し、容量を外
部から制御する外部可変コンプレッサ１０と、前記エバ
ポレータ８の冷媒温度または冷媒圧力を検出する冷媒能
力状態検出手段２６と、エバポレータを通過した直後の
空気の温度を検出するエバポレータ後流側温度検出手段
１７と、外気温度センサ３１により検出された外気温度
を判定する外気温度判定手段２００と、該外気温度判定
手段２００の判定結果が所定温度以上の時には前記エバ
ポレータ後流側温度検出手段１７による検出値を、該所
定温度以下の時には前記冷媒能力状態検出手段２６によ
る検出値をエバポレータ冷却度として出力する検出切替
手段３００と、該検出切替手段３００から入力された前
記エバポレータ冷却度に基づいて前記外部可変容量コン
プレッサの容量を適宜制御する容量制御手段４００を具
備したことにある。

（作用） したがって、冷媒能力状態検出手段及びエバポレータ後
流側温度検出手段のそれぞれの検出値は検出切替手段へ
常時出力されてい乙。一方、外気温度判定手段により外
気温度センサの検出値が所定温度以上であると判定され
ている時には、それを示す信号が前記検出切替手段に送
られ、この検出検出手段では、この信号によりエバポレ
ータ冷却度として前記エバポレータ後流側温度検出手段
による検出温度を選択し、この検出温度の信号を容量制
御手段に出力する。また、前記外気温度判定手段により
外気温度センサの検出値が所定温度以下（凍結温度）で
あると判定されている時には、それを示す信号が検出切
替手段に送られ、検出検出手段では、この信号によりエ
バポレータ冷却度として冷媒能力状態検出手段による能
力状態を選択し、この能力状態の信号を容量制御手段に
出力する。該容量制御手段では、入力された前記エバポ
レータ冷却度（エバポレータ後流側温度検出手段または
冷媒能力状態検出手段による検出能力状態）に基づいて
外部可変容量コンブＬ・ツサの容量を適宜制御するのご
、熱負荷の最大時や冷却温度が低い時でも、エバポレー
タ冷却度を正確に検出することができ、これにより、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
最上流側に内気人口３と外気人口４が設けられ、この内
気人口３と外気人口４とが分かれた部分に内外気切替ド
ア５が配置され、この内外気切替ドア５とこれに連結さ
れたアクチュエータ６とより成る内外気切替装置２とを
操作して、空調ダクト１内に導入する空気を内気と外気
とに選択することにより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が配置されている。このエバポレータ８は下記する
可変容量コンプレッサｌＯ、コンデンサ１１、レシーバ
タンク１２、エクスパンシコンパルプ１３と共に配管結
合されて冷凍サイクルを構成しており、前記可変容量コ
ンプレッサ１０は自動車のエンジン１４に電磁クラッチ
１５を断続することで駆動停止が制御され、且つ外部出
力によりその容量が制御される。そして、このエバポレ
ータ８内あるいはその外側の適宜な位置に冷媒温度Ｔ□
、（・エバポレータの表面温度として検出される）を検
出するサーミスタ等の冷媒温度センサ２６が設けられて
いる。

前記エバポレータ８の直後位置には、エバポレータ８を
通過した直後の空気の温度であるエバポレータ後流側温
度ＴＩＮ？を検出するサーミスタ等のモードセンサ１７
が配置されている。さらに、その後方にはヒータコア９
が配置され、このヒータコア９の上流側にはエアミック
スドア１６が設けられており、このエアミックスドア１
６の開度θ８をアクチュエータ１日により調節すること
で、前記ヒータコア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て、吹出空気が温度
制御されるようになっている。

そして、前記空調ダクトｌの下流側は、デフロスト吹出
口Ｉ９、ベント吹出口２０及びフート吹出口２１が車室
２２内に開口し、それぞれの吹出口にモードドア２３．
２４が設けられている。このモードドア２３．２４は、
アクチュエータ２５により制御することで所望の吹出モ
ードが得られるようになっている。

可変容量コンプレッサ１０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１５を介し
てエンジン１４に連結された駆動軸５０がコンプレッサ
本体５１に挿入され、この駆動軸５０にワブルプレート
５２がヒンジボール５３を介して結合されている。この
ワブルプレート５２は、コンプレッサ本体５１内に形成
されたクランク室５３に、ヒンジボール５３を支点とし
て駆動軸５０に対して揺動自在に支持されており、該ワ
ブルプレート５２に連結されたピストン５４を、揺動角
に応じてシリンダボア５５内で往復動させるようにしで
ある。

また、可変容量コンプレッサ１０には、圧力制御弁５７
がクランク室５３に臨むように設けられ、この圧力制御
弁５７は、クランク室５３と吸入側へ通じる吸入室５８
との連通状態を調節する弁体５９と、吸入室５８内の圧
力に応じて前記弁体５９を動かす圧力応動部材６０と、
前記弁体５９を電磁コイル６１への通電量！、。、に応
じて動かすソレノイド６２とを有し、電磁コイル６１へ
の通電量Ｉ　ＳＱＬを外部からコントロールすることに
より、ピストン５４とシリンダボア５５との間からクラ
ンク室５３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５７等から可変容量コンプレッサ
１０の容量を変える容量可変装置が構成され、電磁コイ
ル６１に流れる通電量！、。、が上昇し、ソレノイド６
２の磁力が上昇すると、弁体５９にクランク室５３と吸
入室５８との連通を絞る方向の力が働き、タンク室５３
から吸入室５８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５３内の圧力が増大してピス
トン５４の背面に作用する力が大きくなるので、ワブル
プレート５２がヒンジボール５２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５４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（
、コンプレッサに使用する気筒数を変えるもの、コンプ
レッサとエンジン１４とを連結するベルト伝達装置のプ
ーリ比を変えるもの、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６．１８，２５゜３０及び
送風機７のモータは、それぞれ駆動回路２８ａ、２８ｂ
、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅからの出力信号に基づいて制
御される。この駆動回路２８ａ〜２８ｄはマイクロコン
ピュータ２７に接続されている。

一方、車室内の温度ＴＲを検出する車室温度センサ２９
、外気温度Ｔ＾を検出する外気温度センサ３１、左右の
日射量を検出する日射センサ３２、エアミックスドア１
０の開度を検出するポテンショメータ３３、前記モード
センサ１７及び冷媒温度センサ２６等からの検出信号は
、マルチプレクサ３４により選択されてＡ／Ｄ変換器３
５に入力され、ここでデジタル信号に変換された後、前
記マイクロコンピュータ２７に入力される。

そして、コントロールパネル３６は、インテークドア５
を外気導入と内気循環に切り替えるインテークスイッチ
３７、吹出モードをベント、パイレベル、フート等に切
り替えるモードスイッチ３８、送風機７の回転速度を切
り替えるファンスイッチ３９、車室内の設定温度を設定
する温度設定器４０、全ての空調機器の停止モードを指
令するＯＦＦスイッチ４１、各空調機器の制御をオート
制御とするためのＡＵＴＯスイッチ４２、デフロストモ
ードを指令するデフスイッチ４３、コンプレッサの省燃
費制御による経済運転を指令する巳ＣＯＮスイッチ４４
等を備えており、これらの設定信号は前記マイクロコン
ピュータ２７に入力される。

次に、上記マイクロコンピュータ２７の動作制御例につ
いて、第３図のコンプレッサ容量制御ルーチンのフロー
チャート（基本的な流れを示すが詳細もしくは付加的な
処理は省略している。）を参照して説明する。

スタートステップ７０から開始し、次のステップ７１に
おいては種々の信号が入力される。そして、次のステッ
プ７２では、ファンスイッチ３９が押された（送風機７
が作動している）か否かの判定を行ない、ＹＥＳであれ
ばステップ７３に進み、Ｎｏであればステップ７４に進
んで可変容量コンプレッサ１０の作動を停止し、エンド
ステップ７５に進む。

前記ステップ７３においては、スイッチの操作（ＯＦＦ
スイッチ４１が押されたか、あるいはＥＣ０Ｎスイツチ
４４が二度押される）により、可変容量コンプレッサｌ
Ｏの停止信号が出力されているか否かを判定し、ＹＥＳ
であればステップ７６に進み、ＮＯであればステップ７
４に進む。

該ステップ７６においては、冷媒温度（冷媒温度センサ
２６の検出値）ＴＲＥＦの判定を行ない、Ｔ　ＲＥＦが
所定温度以下であれば前記ステップ７４に進み、Ｔ、ｌ
ＥＦが所定温度以上であればステップ７７に進む。

ステップ７１においては、予め決定された外気温度の状
態（Ａ、Ｂ、ＣまたはＤ）を外気温度Ｔ＾の大きさに基
づいて決定する（例えばＴＡ＞１０をＡ、５　＜　Ｔ　
Ａ　＜　１３をＢ、−５＜ＴＡ＜７を０１−２　＞Ｔ、
をＤ）。

次のステップ７８においては、ＡＵＴＯスイッチ４２が
押されたか否かの判定を行ない、ＹＥＳ（空調装置が自
動）であればステップ７９に進み、Ｎｏであれば下記す
るステップ８０に進む。

ステップ７９，８０，８１．８２において、外気温度Ｔ
ＡがＡ〜Ｄいずれかの状態にあるのかを判別し、状態り
であればステップ８３に進んで可変容量コンプレッサを
停止し、エンドステップ８４に至り制御を終了する。状
態Ｃもしくば状態Ｂで内気循環モード（ＲＦＣ）に固定
された場合には、窓ガラスの曇り防止に必要な制御のた
めに、ステップ８５に進んでデミスト制御が実行され、
それ以外の状態であれば目標エバポレータ後流側温度Ｔ
′、アを３°Ｃに設定する（ステップ９４）。

ステップ８５において、デミスト制御が実行されると、
ステップ８６に進んで、外気温度Ｔ、からコンプレッサ
のサイクリング稼動制御のための敷きい値Ｔ＋（ＯＦ　
Ｆ→ＯＮ）、Ｔｚ（ＯＮ→０ＦＦ）が決定される。その
後、ステップ８７において、エバポレータの冷媒温度Ｔ
□、と前記Ｔ１とＴ２とを比較して、Ｂ側にあれば、ス
テップ８８に進んで可変容量コンプレッサ１０を停止し
てエンドステップ８９に至り制御を終了し、Ａ側にあれ
ば、ステップ９０に進んで目標冷媒温度Ｔ　′＊ＥＦが
選択される。即ち、外気温度Ｔａによって、除湿能力を
有する温度Ｔ′□Ｆ１と、自己解霜能力を有する温度Ｔ
′□。の二つの目標冷媒温度を定め、ステップ９１に進
む。

ステップ９１にあっては、エバポレータの冷媒温度と、
前記ステップ９０で得られたＴ’１ｌＥＦＩ。

Ｔ’Ｒ１Ｆｌの二つの目標冷媒温度を、所定時間Ｔ！、
３分、Ｔ３＝２分ごとに切り替える処理が行なわれ、ス
テップ９２に進んで、このＴ　’　ＲＥＦにＴ　ＩＥＦ
が近づくように可変容量コンプレッサｌＯの吐出容量を
制御する。これに対し、デミスト制御へ移行されない外
気温度ＴＡ条件下においては、すでに説明したように、
ステップ９４に進んで、目標エバポレータ後流側温度Ｔ
　’　、Ｎ、を３°Ｃに設定し、ステップ９５において
デミスト制御から通常制御への移行制御が行なわれる。

次のステップ９日においては、エバポレータ後流側温度
Ｔ＞Ｔが判定され、所定値以下（Ｂ側）にあればステッ
プ９９に進んで可変容量コンプレッサはＯＦＦとされ、
所定値以上（Ａ側）にあればステップ１００に進んで目
標エバポレータ後流側温度Ｔ　’　ＩＮ？が演算される
。即ち、Ｔ　′ＩＮ？は熱負荷因子である目標吹出温度
ＸＭに基づいて所定の特性パターンから決定される。そ
して、ステップ１０１に進んで、Ｔ′、７にＴＩＮ？が
近づくように可変容量コンプレッサｌＯの吐出容量が制
御され、エンドステップ１０２に至り制御が終了する。

尚、この実施例では、冷媒能力状態を検出するために冷
媒温度を用いた例を示しているが、これに代えて冷媒圧
力を用いても良いものである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、エバポレータ
の冷却度を得るために外気温度によって切り替え、外気
温度が所定温度以上の時はエバポレータ後流側温度を、
所定温度以下の時はエバポレータの冷媒温度を用いるよ
うにしたので、エバポレータの熱負荷が比較的高い場合
から低い場合（凍結温度以下）まで、冷却度の検出を精
度良く行なうことができる。

また、小容量運転により凍結温度以下まで徐々に冷却で
きる外部可変容量コンプレッサの特長が生かされて凍結
温度以下でのデミスト能力の向上を図ることができる。

さらには、モードセンサ及び冷媒温度センサによりコン
プレッサの凍結を二重に保護するので、凍結保護の信頼
性が向上するという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
はこの発明の実施例における自動車用空調制御装置を示
す構成図、第３図は同上に用いたマイクロコンピュータ
による可変容量コンプレッサの容量制御ルーチンを示す
フローチャート、第４図は可変容量コンプレッサの断面
図である。 ７・・・送風機、８・・・エバポレータ、ｌＯ・・・可
変容量コンプレッサ、１７・・・エバポレータ後流側温
度センサ、２６・・・冷媒温度センサ、２７３．・マイ
クロコンピュータ、３１・・・外気温度センサ、２００
・・・外気温度判定手段、３００・・・検出切替手段、
４００・・・容量制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 空調ダクト内に配され、送風機により吸い込まれた空気
   を冷却するエバポレータと、 該エバポレータと共に冷凍サイクルの一部を構成し、容
   量を外部から制御する外部可変容量コンプレッサと、 前記エバポレータの冷媒温度または冷媒圧力を検出する
   冷媒能力状態検出手段と、 エバポレータを通過した直後の空気の温度を検出するエ
   バポレータ後流側温度検出手段と、外気温度センサによ
   り検出された外気温度を判定する外気温度判定手段と、 該外気温度判定手段の判定結果が所定温度以上の時には
   前記エバポレータ後流側温度検出手段による検出値を、
   所定温度以下の時には前記冷媒能力状態検出手段による
   検出値をエバポレータ冷却度として出力する検出切替手
   段と、 該検出切替手段から入力された前記エバポレータ冷却度
   に基づいて前記外部可変容量コンプレッサの容量を適宜
   制御する容量制御手段を具備したことを特徴とする自動
   車用空調制御装置。