JPH0659772B2

JPH0659772B2 - 自動車用空調制御装置

Info

Publication number: JPH0659772B2
Application number: JP22939288A
Authority: JP
Inventors: 一夫藤井
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0277314A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、エバポレータの凍結を防止する機能を備え
た自動車用空調制御装置に関する。

（従来の技術）冷房サイクルに用いられるエバポレータの凍結を防止す
るために、エバポレータの冷却温度が所定温度以下とな
ったときにコンプレッサを停止させることは一般に行わ
れているところである。このような制御にあっても、車
室内の急速冷房のために最大冷力を必要とする場合（ク
ールダウン）や低外気時のデミスト性能を向上させる場
合（低温デミスト）においては、エバポレータの冷却温
度が凍結開始温度（０℃前後）を下回ってもコンプレッ
サを稼働させておくことが望ましい。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、クールダウン制御や低温デミスト制御が
行われた直後に再び凍結防止機能が作動し始めると、エ
バポレータの冷却が未だ凍結開始温度以下である場合に
はコンプレッサが不必要に停止してしまう。しかして、
クールダウン制御が行われた場合において、かかる凍結
防止機能によりコンプレッサが停止すると、吹出温度が
急速に上昇して快適な温調が害されてしまう。また、低
温デミスト制御が行われていた場合においては急に窓ガ
ラスが曇ってしまうという問題点があった。

そこで、この発明においては、上記問題点を解消し、空
調制御中での不必要なコンプレッサの停止をなくし、安
定した空調制御が行える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
されるように、吸入された空気が通過するエバポレータ
８及びこのエバポレータ８に冷媒を供給するコンプレッ
サ１８を含む冷房サイクルと、前記エバポレータ８の冷
却温度を検出するモードセンサ４５と、前記エバポレー
タ８の冷却温度が凍結を防止するために予め設定された
所定値以下となった場合に前記コンプレッサ１８を停止
させる凍結防止制御手段１００と、前記エバポレータ８
の冷却温度が前記所定値を下回っても前記コンプレッサ
１８の作動を必要とする所定環境下に属するか否かを判
定する判定手段２００と、前記判定手段２００により前
記エバポレータ８の冷却温度が前記所定環境下に属する
と判定された場合は、前記凍結防止制御手段の機能を無
効とし、前記判定手段２００により前記エバポレータ８
の冷却温度が前記所定環境下に属さないと判定された場
合は前記エバポレータ８の冷却温度が凍結を防止できる
所定温度を上回った時点から前記凍結防止制御手段１０
０の機能を復帰させる制限手段３００とを具備している
ことにある。

（作用）したがって、凍結防止機能が無効になってエバポレータ
の冷却温度が凍結開始温度を下回り、その後凍結防止機
能を無効にする条件が成立しなくなっても、エバポレー
タの冷却温度が凍結を防止できる所定温度以上にならな
ければ凍結防止機能が復帰しないので、コンプレッサが
空調制御の途中で必要もないのに停止してしまうことが
なくなり、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切替装置２が設けられ、このイン
テーク切替装置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替ドア５が配置され、この内外気切
替ドア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１内に空気を吸込んで下流側に
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量が変えら
れ、その結果、吹出空気は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１５
ａ，１５ｂが設けられ、このモードドア１５ａ，１５ｂ
をアクチュエータ１６，１７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。コン
プレッサ１８は、例えば、ワブルプレート式であり、第
３図に示すように電磁クラッチ２３を介してエンジン２
２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２
６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。又、コンプ
レッサ１８には圧力制御弁３１がクランク室２８に望む
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３
５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なっている。

しかして、圧力制御弁３１等からコンプレッサ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３
５に流れる電流量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３
２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、コンプレッサの使用する気筒数を変えるもの、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、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)、ランダムアクセルメモリ(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からの出力信号、外気温を検出する外気温
センサ４３からの出力信号、日射量を検出する日射セン
サ４４からの出力信号、前記エバポレータ８の下流側に
設けられて、エバポレータ８の温度又はエバポレータ８
を通過した空気の温度をエバポレータ８の冷却温度Ｔ
_INTとして検出するモードセンサ４５からの出力信号が
マルチプレクサ(MPX)４６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。

また、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、
停止モードやマニュアル操作状態を解除して送風機等の
空調機器のすべてをオート状態に設定するAUTOスイッチ
４９、停止モードを指令するOFFスイッチ５０、コンプ
レッサ１８を稼動させるA/Cスイッチ５１、吸入モード
を内気吸入モード(REC)と外気吸入モード(FRESH)に切換
えるインテークスイッチ５２、吹出モードをデフロスト
モードに設定するDFFスイッチ５３、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Ｔ_Dをデジタル表示する温度表示部５４ｃと
から成り、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スイッチの５
５ａの操作で送風能力のモードが停止（レベル０）、LO
W（レベル１）、MID（レベル２）、HI（レベル３）、MA
X HI（レベル４）の順で順次切換えられると共に、レベ
ル表示部５５ｂの上部に"MANUAL"の文字が点灯するよう
になっている。

更に、モード設定器５６は、吹出モードをベント、バイ
レベル、ヒートの順で順次切換えるMODE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
より成り、MODEスイッチ５６ａの操作で絵表示部５６ｂ
の空気流の矢印５７ａ，５７ｂ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。こ
れらの点灯表示５７ａ，５７ｂは各表示部５４ｃ，５５
ｂ，５６ｂの表示は表示回路５８を介してマイクロコン
ピュータ４１で制御されるものである。

第４図において、前述したマイクロマイクロコンピュー
タ４１によるコンプレッサ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６０においてクールダウン制御中であるか否かを、
またステップ６２において低温デミスト制御中であるか
否かをそれぞれ判定する。

クールダウン制御は、具体的には設定温度Ｔ_D車室内温
度Ｔ_R、外気温Ｔ_A、日射量Ｑ_Sから例えば次式によって
目標吹出温度Ｘ_Mを求め、Ｘ_M＝Ａ・Ｔ_D＋Ｂ・Ｔ_R＋Ｃ・Ｔ_A＋Ｄ・Ｑ_S＋Ｅ（但し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは演算定数を表す）このＸ_Mが所定値以下となって最大冷房能力が必要とな
る場合に開始されるものである。

一方、低温デミスト制御は、例えば外気温Ｔ_Aが所定の
低温領域（例えば−６℃〜６℃）に属する場合に開始さ
れるデミスト制御である。これらの演算や判定処理は図
示されていないが、予め本ルーチンを実行する前に図示
されないメインルーチンにおいて行われるようになって
いる。

ステップ６０でクールダウン制御中であることが判定さ
れた場合は、ステップ６４へ進んで上述したクールダウ
ン制御の条件が満たされなくなってクールダウン制御を
終了しても差し支えない車室内環境になったか否かを判
定し、クールダウン制御が依然として必要である場合
（ＮＯ）にはステップ６６へ進み、エバポレータ８の目
標冷却温度Ｔ′_INTを例えば−１０℃のようにエバポレ
ータ８の凍結開始温度（０℃付近）よりもかなり低い所
定温度αに設定する。そして、この場合においては、後
述するエバポレータ８の実際の冷却温度Ｔ_INTと目標冷
却温度Ｔ′_INTとの差が（２）式で示される関係になる
ようにコンプレッサ１８の容量を比例積分制御してエバ
ポレータの冷却温度Ｔ_INTを目標冷却温度Ｔ′_INTに近づ
けるようにしている。

｜Ｔ_INT−Ｔ′_INT｜＜１℃・・・・・（２）式このため、クールダウン制御時においては、コンプレッ
サ１８の容量が最大となり、エバポレータ８の冷却温度
Ｔ_INTが凍結開始温度を下回ってもコンプレッサ１８は
停止されず、車室内が急速に冷房される。

また、ステップ６２で低温デミスト制御中であると判定
された場合（ＹＥＳ）は、ステップ70へ進んで低温デミ
スト制御を終了しても差し支えない環境になったか否か
を判定し、低温デミスト制御が依然として必要である場
合（ＮＯ）には、例えば第５図に示すように、エバポレ
ータ８の目標冷却温度Ｔ′_INTをβ₁とβ₂とに交互に切
換えて設定し（ステップ７２）、その後ステップ６８へ
進んでコンプレッサの容量をこのＴ′_INTに基づいて制
御する。

このため、低温デミスト制御時においては、エバポレー
タ８の冷却温度Ｔ_INTが断続的に凍結開始温度以下とな
り、低外気時においても除湿能力が充分得られるように
なっている。

これに対して、ステップ６４または７０において、クー
ルダウン制御や低温デミスト制御を終了する環境下であ
ることが判定された場合には、ステップ７４または７６
へ進んでこれらの制御の終了を要請するフラグを“１”
に設定し、通常のコンプレッサ制御と同様にステップ７
８へ進み、このステップ７８において目標冷却温度Ｔ′
_INTを通常制御時の設定値γ（例えば３℃）に設定す
る。そのあと、ステップ８０において前記フラグが"1"
であるか否かを判定し、“１”でなければステップ８２
へ進んでエバポレータ８の冷却温度Ｔ_INTとエバポレー
タ８の凍結を防止するために予め設定された所定値
Ｔ₂，Ｔ₃（例えばＴ₂＝1.5℃，Ｔ₃＝３℃）に設定との
大小を比較判定する。このステップ８２において、Ｔ
_INTが所定値より大きい場合（Ａ）には前述したステッ
プ６８においてコンプレッサの容量制御が継続される
が、所定値より小さい場合（Ｂ）には、ステップ８４へ
進んで速やかにコンプレッサ１８を停止してエバポレー
タ８の凍結を防止する。

一方、ステップ８０においてフラグ“１”であることが
判定された場合は、直ちにステップ８２へ移行せず、ス
テップ８６へ進んでエバポレータ８の冷却温度Ｔ₁（例
えば1.5℃）を上回っているか否かを判定し、Ｔ_INTがＴ
₁より小さければ通常制御に戻してもステップ８２によ
り直ちにコンプレッサ１８が停止するので、ステップ８
２をバイパスしてステップ６８へ進み、Ｔ_INT≧Ｔ₁であ
れば通常制御に戻してもコンプレッサ１８が直ちに停止
することが無いので、ステップ８８へ進んでフラグを
“０”に設定し、その後ステップ８２へ進んでエバポレ
ータの凍結防止機能を復帰させる。

尚、ステップ６８の後は他の空調制御ルーチンへ移行
し、その後ステップ６０へ戻るようになっている。

このため、クールダウン制御や低温デミスト制御から通
常制御に移る過程においては、エバポレータ８の冷却温
度Ｔ_INTがＴ₂以下であってもコンプレッサ１８は停止せ
ずに小容量で稼動し続けるようになり、通常制御への移
行過程で車室内の空調が大きく変化することがなくな
る。また、通常制御への移行と同時にコンプレッサ１８
が停止することになれば、クールダウン制御や低温デミ
スト制御を行なった意味がなくなるが、上述のようにコ
ンプレッサの稼動を保証することでこれら制御の効果が
十分に引き出せるものである。

（発明の効果）以上述べたように、この発明によれば、無効になった凍
結防止機構が復帰するときには、エバポレータの冷却温
度が凍結を防止できる所定温度以上になっているので、
凍結防止機能が復帰してもそれと同時にコンプレッサが
停止してしまうことはなくなり、空調制御中の不必要な
コンプレッサの停止が防止できて安定した空調制御が実
現できるものである。

【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構成図、第３図は同上に用いられる
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の制御動作例を示すフローチャ
ート、第５図は低温デミスト制御におけるエバポレータ
の目標冷却温度Ｔ′_INTと実際のエバポレータの冷却温
度Ｔ_INTの変化を示す特性線図である。８……エバポレータ、１８……コンプレッダ、４５……
モードセンサ、１００……凍結防止制御手段、２００…
…判定手段、３００……制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入された空気が通過するエバポレータ及
びこのエバポレータに冷媒を供給するコンプレッサを含
む冷房サイクルと、前記エバポレータの冷却温度を検出するモードセンサ
と、前記エバポレータの冷却温度が凍結を防止するために予
め設定された所定値以下となった場合に前記コンプレッ
サを停止させる凍結防止制御手段と、前記エバポレータの冷却温度が前記所定値を下回っても
前記コンプレッサの作動を必要とする所定環境下に属す
るか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記エバポレータの冷却温度が前記
所定環境下に属すると判定された場合は、前記凍結防止
制御手段の機能を無効とし、前記判定手段により前記エ
バポレータの冷却温度が前記所定環境下に属さないと判
定された場合は前記エバポレータの冷却温度が凍結を防
止できる所定温度を上回った時点から前記凍結防止制御
手段の機能を復帰させる制限手段と、を具備していることを特徴とする自動車用空調制御装
置。