JPH0442203B2 - - Google Patents

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
プレツ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100
％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つた。

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
プレツサの冷凍サイクルでは問題ないが、外部可
変容量コンプレツ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
コンプレツサを用いた冷凍サイクルはコンプレツ
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０℃以下）におけるデミ
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
は凍結がコンプレツ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、
マイクロコンピユータがデミスト能力低下と判定
してしまうので、コンプレツ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があつた。

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ツサを用いた冷凍サイ
クルにおいて、コンプレツサ稼動能力の目安とな
るエバポレータ本体の冷却度を正確な検出が可能
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１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
可変コンプレツサ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
変容量コンプレツ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） したがつて、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る。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プレツサの
容量を適宜制御するので、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、本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の最上流側に内気入口３と外気入口４が設
けられ、この内気入口３と外気入口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ユエータ
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
うになつている。

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ツサ１
０、コンデンサ１１、レシーバタンク１２、エク
スパンシヨンバルブ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
レツサ１０は自動車のエンジン１４に電磁クラツ
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_REF（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T_INT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ツクスドア１６が設け
られており、このエアミツクスドア１６の開度
Θ_Xをアクチユエータ１８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つている。

そして、前記空調ダクト１の下流側は、デフロ
スト吹出口１９、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、アクチユエータ２５
により制御することで所望の吹出モードが得られ
るようになつている。

可変容量コンプレツサ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
ツチ１５を介してエンジン１４に連結された駆動
軸５０がコンプレツサ本体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、コンプレツサ本体５１内に形成された
クランク室５３に、ヒンジボール５３を交点とし
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てある。

また、可変容量コンプレツサ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５
９を電磁コイル６１への通電量I_SOL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_SOL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つている。

しかして、圧力制御弁５７等から可変容量コン
プレツサ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I_SOLが上昇
し、ソレノイド６２の磁力が上昇すると、弁体５
９にクランク室５３と吸収室５８との連通を絞る
方向の力が働き、クンク室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５
４のストローク、即ちコンプレツサの容量が小さ
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
のばかりでなく、コンプレツサに使用する気筒数
を変えるもの、コンプレツサとエンジン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、ベーン型コンプレツサにあつて有
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、前記アクチユエータ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２
８ａ〜２８ｄはマイクロコンピユータ２７に接続
されている。

一方、車室内の温度T_Rを検出する車室温度セ
ンサ２９、外気温度T_A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３
２、エアミツクスドア１０の開度を検出するポテ
ンシヨメータ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３５に
入力され、ここでデジタル信号に変換された、前
記マイクロコンピユータ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
テークスイツチ３７、吹出モードをベント、バイ
レベル、フート等に切り替えるモードスイツチ３
８、送風機７の回転速度を切り替えるフアンスイ
ツチ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スイツチ４１、各空調機器の制御をオート
制御とするためのAUTOスイツチ４２、デフロ
ストモードを指令するデフスイツチ４３、コンプ
レツサの省燃費制御による経済運転を指令する
ECONスイツチ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ユータ２７に入力さ
れる。

次に、上記マイクロコンピユータ２７の動作制
御例について、第３図のコンプレツサ容量制御ル
ーチンのフローチヤート（基本的な流れ示すが詳
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。

スタートステツプ70から開始し、次のステツプ
71においては種々の信号が入力される。そして、
次のステツプ72では、フアンスイツチ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であればステツプ73に進み、NOで
あればステツプ74に進んで可変容量コンプレツサ
１０の作動を停止し、エンドステツプ75に進む。

前記ステツプ73においては、スイツチの操作
（OFFスイツチ４１が押されたか、あるいは
ECONスイツチ４４が二度押される）により、可
変容量コンプレツサ１０の停止信号が出力されて
いるか否かを判定し、YESであればステツプ76
に進み、NOであればステツプ74に進む。

該ステツプ76においては、冷媒温度（冷媒温度
センサ２６の検出値）T_REFの判定を行ない、T_REF
が所定温度以下であれば前記ステツプ74に進み、
T_REFが所定温度以上であればステツプ77に進む。

ステツプ77においては、予め決定された外気温
度状態（Ａ、Ｂ、ＣまたはＤ）を外気温度T_Aの
大きさに基づいて決定する。（例えばT_A＞10を
Ａ、５＜T_A＜13ををＢ、−５＜T_A＜７をＣ、−２
＞T_AをＤ）。

次のステツプ78においては、AUTOスイツチ
４２が押されたか否かの判定を行ない、YES（空
調装置が自動）であればステツプ79へ進み、NO
であれば下記するステツプ80に進む。

ステツプ79、80、81、82において、外気温度
T_AがＡ〜Ｄのいずれかの状態にあるのかを判別
し、状態Ｄであればステツプ83に進んで可変容量
コンプレツサを停止し、エンドステツプ84に至り
制御を終了する。状態Ｃもしくは状態Ｂで内気循
環モード（REC）に固定された場合には、窓ガ
ラスの曇り防止に必要な制御のために、ステツプ
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′_INT
を３℃に設定する（ステツプ94）。

ステツプ85において、デミスト制御が実行され
ると、ステツプ86に進んで、外気温度T_Aからコ
ンプレツサのサイクリング稼動制御のための敷き
い値T₁（OFF→ON）、T₂（ON→OFF）が決定さ
れる。その後、ステツプ87において、エバポレー
タの冷媒温度T_REFと前記T₁とT₂とを比較して、
Ｂ側にあれば、ステツプ88に進んで可変容量コン
プレツサ１０を停止してエンドステツ89に至り制
御を終了し、Ａ側にあれば、ステツプ90に進んで
目標冷媒温度T′_REFが選択される。即ち、外気温
度T_Aによつて、除湿能力を有する温度T′_REF1と、
自己解霜能力を有する温度T′_REF2の二つの目標冷
媒温度を定め、ステツプ91に進む。

ステツプ91にあつては、エバポレータの冷媒温
度と、前記ステツプ90で得られたT′_REF1，T′_REF2
の二つの目標冷媒温度を、所定時間T₂＝３分、
T₃＝２分ごとに切り替える処理が行なわれ、ス
テツプ92に進んで、このT′_REFにT_REFが近づくよ
うに可変容量コンンプレツサ１０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T_A条件下においては、すでに説明し
たように、ステツプ９４に進んで、目標エバポレ
ータ後流側温度T′_INTを３℃に設定し、ステツプ
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。

次のステツプ98においては、エバポレータ後流
側温度T_INTが判定され、所定値以下（Ｂ側）にあ
ればステツプ９９に進んで可変容量コンプレツサ
はOFFとされ、所定値以上（Ａ側）にあればス
テツプ100に進んで目標エバポレータ後流側温度
T′_INTが演算される。即ち、T′_INTは熱負荷因子で
ある目標吹出温度X_Mに基づいて所定の特性パタ
ーンから決定される。そして、ステツプ101に進
んでT′_INTにT_INTが近づくように可変容量コンプ
レツサ１０の吐出容量が制御され、エンドステツ
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つて
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ツサの特長が
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
よりコンプレツ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ツク
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
たマイクロコンピユータによる可変容量コンプレ
ツサの容量制御ルーチンを示すフローチヤート、
第４図は可変容量コンプレツサの断面図である。 ７……送風機、８……エバポレータ、１０……
可変容量コンプレツサ、１７……エバポレータ後
流側温度センサ、２６……冷媒温度センサ、２７
……マイクロコンピユータ、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】 １ 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
   プレツサと、 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ツ
   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。