JPH0619368Y2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自動車用空調装置、特に可変容量コンプレ
ッサを備えたものに関する。

（従来の技術） 従来、この種の装置としては、例えば実開昭６３−３７
４１１号公報に示されるように、コンプレッサの駆動を
エバポレータの温度に応じて断続するようにしたものに
おいて、コンプレッサを断続する基準温度として外気導
入時と内気導入時とでそれぞれ設けると共に、内気導入
時の基準温度を外気導入時より低く設定し、内気導入時
のエバポレータの除湿能力を高めるようにしたものは公
知である。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、冷房サイクルの作動には遅れを伴うもの
であるから、上記従来例にあっては、エバポレータの温
度が基準温度近傍まで低下して除湿能力の向上が期待で
きる状態となるまでには、内外気切換ドアが切り換えら
れてからある程度の時間遅れを伴うこととなる。一方、
内気導入とすることによりエバポレータの吸入空気温度
と吸込湿度は上昇するので、エバポレータが充分低温と
なるまでは除湿量不足となり、内気導入とした直後にお
いて車窓にくもりが発生してしまうという問題点があっ
た。

これは、コンプレッサに可変容量型のものを用いた装置
においても同様で、特に外気温度が例えば５℃以下のい
わゆる低外気温度において、デミストを目的としてコン
プレッサを作動させ外気導入としている場合には、コン
プレッサは小容量で運転されているために内気導入とし
た直後において前述した固定容量型のコンプレッサの場
合と同様な理由から除湿不足となって車窓にくもりが生
じるという問題点があった。

そこで、この考案は、上記従来例の問題点を解決し、内
外気切換ドア切換直後のくもり発生を防止し、もって自
動車の安全運転に寄与し得る自動車用空調装置を提供す
ることを課題とするものである。

（課題を解決するための手段） しかして、この考案に係る自動車用空調装置は第１図に
示されるように、外部信号に応じて吐出容量を可変でき
る可変容量コンプレッサ１８と、内外気切換ドアの位置
に応じてエバポレータの目標冷却温度を設定する目標冷
却温度設定手段１００と、エバポレータの実質的な冷却
温度を検出する冷却温度検出手段１１０と、前記目標冷
却温度設定手段１００により設定された目標冷却温度と
前記冷却温度検出手段１１０により検出された検出値と
の偏差が所定値以下となるように前記可変容量コンプレ
ッサ１８の容量を制御する駆動制御手段１２０とを具備
する自動車用空調装置において、内外気切換ドアが外気
導入位置から内気導入位置へ切り換えられた直後に前記
目標冷却温度設定手段１００において設定された目標冷
却温度を所定量引き下げると共に、その後所定時間をも
って元の目標冷却温度へ戻す冷却温度補正手段１３０を
設けたことにある。

（作用） したがって、内外気切換ドアが外気導入位置から内気導
入位置へ切り換えられた直後においては、目標冷却温度
は冷却温度補正手段によって内気導入状態で熱的に安定
状態にあるときの値よりも更に低い値に一時的に引き下
げられる結果、コンプレッサは駆動制御手段によって大
容量で駆動されるので、ドア切換直後のエバポレータ直
後空気温度及び湿度の上昇が抑えられる。そして、その
後目標冷却温度を徐々に目標冷却温度設定手段で設定さ
れる値へ戻してゆくので必要以上のコンプレッサの大容
量運転が避けられ、そのため、上記課題を達成できるも
のである。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面により説明する。

第２図において、車両用空調制御装置は、空調ダクト１
の最上流側にインテークドア切換装置２が設けられ、こ
のインテークドア切換装置２は、内気入口３と外気入口
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
空調ダクト１内に導入する空気を内気と外気とに選択で
きるようになっている。

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
の割合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及びヒート吹出口１４に分かれて車室に開口し、そ
の分かれた部分にモードドア１５ａ，１５ｂが設けら
れ、このモードドア１５ａ，１５ｂをアクチュエータ１
６，１７で操作することで吹出モードが切換えられるよ
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
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。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３図にも示すように、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
内に形成されたクランク室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１８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
Ｉ_ＳＯＬ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_ＳＯＬ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している。しかして、圧力
制御弁３１等から可変容量コンプレッサ１８の容量を変
える容量可変装置３７が構成され、電磁コイル３５に流
れる通電量Ｉ_ＳＯＬが上昇してソレノイド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
の背面に作用する力が大きくなるので、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、コンプレッサの使用する気筒数を変えるもの、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
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等、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６，１１，１６，１７、送
風機７のモータ７ａ、可変容量コンプレッサ１８の電磁
クラッチ２３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）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）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からの車室内
温度Ｔ_Ｒ、外気の温度を検出する外気温度センサ４３か
らの外気温度Ｔ_Ａ、日射量を検出する日射センサ４４か
らの日射量Ｔ_Ｓ、前記エバポレータ８の後流側に設けら
れエバポレータ８の後流側での空気の温度（以後、「エ
バ直後空気温度」と言う。）を検出するエバポレータ直
後空気温度センサ４５からのエバポレータ直後空気温度
Ｔ_ＩＮＴ及びエバポレータ８に入力される冷媒の温度を
検出する冷媒温度センサ４６からの冷媒温度Ｔ_ＲＥＦが
マルチプレクサ４７を介して選択され、Ａ／Ｄ変換器４
８を介してデジタル信号に変換されて入力される。

また、マイクロコンピュータ４１には操作部４９から出
力信号が入力される。この操作部４９は空調装置の制御
状態として自動制御状態（ＡＵＴＯ）の断続を行なうＡ
ＵＴＯスイッチ、内外気切換ドア(INTAKE DOOR)５の切
換スイッチ、送風機７の速度を手動設定するためのスイ
ッチ、さらには、車室内の温度を設定する温度設定スイ
ッチ等（図示せず）を有するものである。

次に、前述したマイクロコンピュータ４１による本装置
の基本的な制御について第４図に示されるメインフロー
チャートを参照しつつ説明する。

先ず、マイクロコンピュータ４１はステップ２００より
実行を開始し、ステップ２０２へ進んで、各種変数、フ
ラグ等の初期設定を行なう。

次のステップ２０４では前述した車室内温度センサ４２
等から検出信号等を入力してステップ２０６へ進む。ス
テップ２０６では、上述のステップ２０４で入力された
検出信号を用いて車室内へ吹き出される空気の目標吹出
温度Ｘ_Ｍを例えば次式に従って演算する。

Ｘ_Ｍ＝A・T_D+B・T_R+C・T_A+D・T_S+E・・・(1) 但し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは演算係数で、Ｅは演算定数であ
る。また、Ｔ_Ｄは設定温度、Ｔ_Ｒは車室内温度、Ｔ_Ａは
外気温度、Ｔ_Ｓは日射量である。

そして、次のステップ３００に進み、上述の目標吹出温
度Ｘ_Ｍに対してエアミックスドア１０の開度が演算さ
れ、この開度となるよう駆動回路４０ｂを介してエアミ
ックスドア１０が回動される。ここで、目標吹出温度Ｘ
_Ｍに対するエアミックスドア１０の開度は送風機７の回
転速度、モードドア１５ａ，１５ｂのドア位置、内外気
切換ドア５のドア位置と共に予め定められており、例え
ば、このＸ_Ｍに対するエアミックスドア開度特性をＲＯ
Ｍ化したものを用いて開度制御が行なわれているもので
ある。

以後、ステップ４００〜７００の処理は基本的には上述
のステップ３００の場合と同様にして各機器（送風機
７、モードドア１５ａ，１５ｂ及び内外気切換ドア５）
の駆動制御が行なわれる。

ステップ７００では可変容量コンプレッサ１８の駆動制
御が行なわれるが、その制御状態は起動直後と定常状態
又は走行状態等に応じて種々変えられるもので、同ステ
ップ７００は各種制御サブルーチンを種々選択して適切
なコンプレッサ制御が行なわれる。このステップ７００
の処理後は前述したステップ２０４へ戻り上述した各処
理が繰り返される。

第５図には上述のメインルーチンのうちステップ７００
において行なわれる容量制御ルーチンのフローチャート
が示されており、以下同図を参照しつつその内容につい
て説明する。

先ず、マイクロコンピュータ４１はステップ７０２より
実行を開始し、ステップ７０４へ進んで内外気切換ドア
５が外気導入位置から内気導入位置へ切り換えられたか
否かを判定する。そして、外気導入（ＦＲＥ）位置から
内気導入（ＲＥＣ）位置へ切り換えられたと判定された
場合（ＹＥＳ）はステップ７１０へ進み、それ以外の場
合（ＮＯ）はステップ７０８で継続して内気導入（ＲＥ
Ｃ）位置か否かを判定する。内気導入（ＲＥＣ）位置の
場合（ＹＥＳ）はステップ７１０へ進み，それ以外の場
合（ＮＯ）はステップ７２０を介してメインルーチンへ
戻る。

ステップ７１０においては、ステップ７０４で外気導入
（ＦＲＥ）位置から内気導入（ＲＥＣ）位置へ切り換え
られてからの経過時間ｔが所定時間ｔ_１に達したか否か
を判定する。所定時間ｔ_１を経過した場合（ＹＥＳ）は
ステップ７１２へ進み、エバ直後空気温度センサ４５に
よって検出されたエバ直後空気温度Ｔ_ＩＮＴが所定値α
_１以上か又は所定値α_２以下かを判定し、Ｔ_ＩＮＴが所
定値α_１より大きい場合（Ａ）はステップ７１４へ進
み、α_２より小さい場合（Ｂ）はエバ直後空気温度Ｔ
_ＩＮＴが凍結限界以下であるとしてステップ７１８へ進
み可変容量コンプレッサ１８の作動を停止し、ステップ
７２０を介してメインルーチンへ戻る。

他方、ステップ７１０において、所定時間ｔ_１に達しな
い場合（ＮＯ）は、エバ直後空気温度Ｔ_ＩＮＴが凍結限
界以下、即ちステップ７１２におけるα_２より小さい場
合（Ｂ）になっても実際には凍結は発生しないため、ス
テップ７１２は介さずにステップ７１４へ進む。

ここで、ｔ_１の具体的な値としては、例えばｔ_１＝５分
程度が用いられる。

ステップ７１４では目標エバ直後空気温度Ｔ_ＩＮＴＳの
演算が行なわれる。この目標エバ直後空気温度Ｔ
_ＩＮＴＳは可変容量コンプレッサ１８の容量可変運電に
より得ようとするエバポレータ８直後の空気温度であ
り、次式に従って設定される。

但し、Ｔ_Ａは外気温度、Ｔは所定の時定数で例えば６０
秒が設定される。また、ｔには内外気切換ドア５を内気
導入位置に設定してからの経過時間が本ステップ７１４
を実行する都度に設定される。本ステップ７１４でＴ
_ＩＮＴＳが算出された後はステップ７１６へ進み｜Ｔ
_ＩＮＴ−Ｔ_ＩＮＴ｜＜１となるように可変容量コンプレ
ッサ１８の容量制御が行なわれる。即ち、｜Ｔ_ＩＮＴ−
Ｔ_ＩＮＴＳ｜の値が大であるときは可変容量コンプレッ
サ１８の容量も大きく変化し、Ｔ_ＩＮＴ−Ｔ_ＩＮＴＳが
正の値で大の場合は容量は増加し、逆にＴ_ＩＮＴ−Ｔ
_ＩＮＴＳが負の値で大の場合は容量は減少する。

そして、｜Ｔ_ＩＮＴ−Ｔ_ＩＮＴＳ｜の値が小さくなるに
従い容量が変化し、やがて｜Ｔ_ＩＮＴ−Ｔ_ＩＮＴＳ｜＜
１となった時点で容量は安定する。以上の作動は、駆動
回路４０ｂを介して容量可変装置３７を駆動し、圧力制
御弁３１の電磁コイル３５への通電量Ｉ_ＳＯＬを変える
ことにより達成される。

前述のステップ７１４及びステップ７１６は目標エバポ
レータ直後空気温度Ｔ_ＩＮＴＳが定常値に達し、その後
数分を置いて冷房サイクルの安定を得るまで繰り返さ
れ、その後ステップ７２０を介してメインルーチンへ戻
る。

ここで、上述のＴ_ＩＮＴＳに基づいて容量制御が開始さ
れてからＴ_ＩＮＴＳが定常値となるまでを第６図を用い
て総括的に説明する。

先ず、内外気切換ドア５が外気導入位置にあっては、冷
媒温度センサ４６により検出された冷媒温度Ｔ_ＲＥＦと
その目標値Ｔ_ＲＥＦＳとの差の絶対値が“１”より小と
なるように可変容量コンプレッサ１８の容量制御が、こ
こには示されていないステップ７００の他のサブルーチ
ンによって行なわれている。Ｔ_ＲＥＦＳの値としては例
えば外気温度Ｔ_Ａから４℃を引いた値が設定される。

そして、内外気切換ドア５が外気導入位置から内気導入
位置へ切り換えられると可変容量コンプレッサ１８は｜
T_INT-T_INTS｜＜１となるように容量制御を受ける。ここ
で、Ｔ_ＩＮＴＳは切換直後にあっては前述した(2)式よ
り分かるように(T_A-12)℃となり、その後時間の経過と
共に指数関数的に上昇してゆき、内外気切換ドア５の切
換後数分の後にはＴ_ＩＮＴＳは定常値の０℃となり、内
外気切換ドア５が内気導入位置にある限りにおいては可
変容量コンプレッサ１８はそのまま｜T_INT-T_INTS｜＜１
となるように容量制御を受ける。また、内外気切換ドア
５が外気導入位置へ切り換えられた場合、可変容量コン
プレッサ１８は前述したと同様に他のサブルーチン処理
によって｜T_REF-T_REFS｜＜１となるように容量制御を受
ける。

（考案の効果） 以上述べたように、この考案によれば、内外気切換ドア
が外気導入位置から内気導入位置へ切り換えられた直後
に、コンプレッサの容量を増大させる一方、その後は所
定の割合で通常の安定状態の容量に戻すようにしたの
で、従来のように外気導入から内気導入となった直後に
エバポレータの除湿能力が不足し、くもりを生ずること
がなくなり、もって自動車の安全運転に寄与できるとい
う効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る自動車用空調装置の機能ブロッ
ク図、第２図は同上の自動車用空調装置の構成図、第３
図は同上の自動車用空調装置に用いられる可変容量コン
プレッサの断面図、第４図は同上の自動車用空調装置に
用いられるマイクロコンピュータによる空調制御ルーチ
ンを示すメインフローチャート、第５図はマイクロコン
ピュータによるコンプレッサ制御のサブルーチンフロー
チャート、第６図は第５図に示す制御ルーチンが実行さ
れた場合の目標エバ直後空気温度の変化を示す特性線図
である。 １８……可変容量コンプレッサ、３７……容量可変装
置、４１……マイクロコンピュータ、４５……エバ直後
空気温度センサ、４６……冷媒温度センサ、１００……
目標冷却温度設定手段、１１０……冷却温度検出手段、
１２０……駆動制御手段、１３０……冷却温度補正手
段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部信号に応じて吐出容量を可変できる可
   変容量コンプレッサと、 内外気切換ドアの位置に応じてエバポレータの目標冷却
   温度を設定する目標冷却温度設定手段と、 エバポレータの実質的な冷却温度を検出する冷却温度検
   出手段と、 前記目標冷却温度設定手段により設定された目標冷却温
   度と前記冷却温度検出手段により検出された検出値との
   偏差が所定値以下となるように前記可変容量コンプレッ
   サの容量を制御する駆動制御手段とを具備する自動車用
   空調装置において、 内外気切換ドアが外気導入位置から内気導入位置へ切り
   換えられた直後に前記目標冷却温度設定手段において設
   定された目標冷却温度を所定量引き下げると共に、その
   後所定時間をもって元の目標冷却温度へ戻す冷却温度補
   正手段を設けたことを特徴とする自動車用空調装置。