JPS6137526A - 車両用空気調和装置 - 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】 （技術分野） 本発明は自動車等に搭載し車室内の空気を快適・・・に
保つ、車両用空気調和装置に関するものであるｄ（従来
技術） 車両用空気調和装置はその自動化への要求と、制御装置
の小型軽量化が可能となったこぶから自動制御化したも
のが用いられつつある〜が、この種の車両用空気調和装
置としては従来、昭和５５年１１月日産自動車株式会社
発行のサービス周報第４９１号（Ｌ−１８）中筒３１９
頁に記載された如きものがある。この車両用空気調和装
置は概略を第５図に示すように、ケースｌの一方に設け
た空気取入口２より取入れた空気をプロアファン３によ
ってエバポレーター４に圧送する。霧状の冷媒を気化さ
せて上記圧送空気から熱を吸収するエバポレーター４は
、エンジン５か−らの駆動力を断接するクラッチ６を持
ち気化した冷媒を圧縮するコンプレッサー７と、圧縮し
た冷媒を冷却して液化するコンデンサー８と、液化した
高圧の冷媒を蓄えるレシーバ−９と、レシーバ−９から
出た高圧の液状冷媒を霧状に噴出するエキスパンション
パルプ１０とで冷凍サイクルを構成している。該工、バ
ボレータ−４に通過して冷却された空気はエアミックス
ドア１１によって分割し、一方をバイパス通路１２に通
すと共に他方をエンジシ冷却水が循環することで熱を放
出するヒーターコア１３に通す。バイパス通路１２を通
過した冷たい空気と−。

ヒーターコア１３を通過した温かい空気とは混合して前
記ケース１の他方に設けた空気吐出口１４１５より車室
内に吐出させる。

エアミックスドア１１はその開度を調節可能にするため
にパワーサーボ１６に連結し、該パワーサーボ１６は、
一方をエンジンの吸気管と接続してその負圧を導くと共
に他方を大気圧としたダブルバキュームソレノイドバル
ブ１７に配管し接続する。

オートアンプ１８はマイクロコンピュータ−を内蔵して
おり、エバポレーター４に添設されてエバポレーター通
過直後の空気温度を計測可能なエハホレーターセンサー
１９の出力信号に応じてクラッチ６を断接し、エバポレ
ーターの温度が低下しすぎて通過する空気中の水分がエ
バポレーター、表面で凍結するのを防ぐと共に循環する
冷媒の量を調節しコンプレッサーに液状の冷媒がもどる
ことを防いでいる。オートアンプ１８はまた、車室内空
気温度を計測可能とした車室内センサー２０と、外気温
度を計測可能とした外気センサー２１と、所望する室温
を設定する温度調節抵抗２２の３種の出力信号を比較し
て必要熱負荷を算出し、この算出結果に応じてダブルバ
キュームソレノイ位置を検出可能とした位置検出抵抗２
３からの出力信号を受けてパワーサーボ１６の停止位置
を微調整し、これによってエアミックスドア１１の開度
を適切な状態で保つ。また車室内セン、サー２０と温度
調節抵抗２２との出力信号を比較した結果その差が大き
い時はクラッチ６の接続を維持し、その差が小さくなる
と、その差に応じてクラッチ６の接続時間が短かくなる
ようクラッチ６を断接する。

上述のようにして、当該車両用空気調和装置は、。

、エハホレータ−４で冷却した空気をエアミックスドア
１１で適当な割合いに分割し、一方をヒーターコア１３
で再び温めて通すと同時に他方をそのままで通し、これ
らの空気を混合して適当な温度とする。しかる後この空
気を車空内に吐出させ車室内を所望の温度とするもので
ある。

しかし、かかる従来の車両用空気調和装置では、車室内
温度が所望する設定温度より高い場合の冷房作動時でも
、一度エバボレーターにより冷却した空気を再度ヒータ
ーによって加温し、冷却した空気と混合して温度調節す
る関係上、必要とする冷凍能力が大きくなりコンプレッ
サーは多量のエネルギーを消費するにもかかわらず、そ
の多くの部分を再加温によってむだにしている。また大
きな冷凍能力を得るために吐出能力の小さなコンプレッ
サーを高速で回転させるとその体積効率の低下によって
エネルギー効率が低下し、コンプレッサーのエネルギー
消費量が増加する。逆に吐出能力の大きなコンプレッサ
ーを用いると車両の重量が増加し、多くの不都合を生じ
る。さらに、車室、内の温度が所望する温度に近づくと
コンプレッサ１−を頻繁に断続運転するため、その起動
のたびに大きな起動エネルギーを費し、同時に車両に不
′央な振動を与える不都合を免れ得ない。

したがって、かかる従来の車両用−空気調和装置は昨今
の要求である省エネルギー化に逆行していると共に、そ
の求極としてめざす所である車両の快適さを完壁に満足
するものではなかった。

（発明の目的） 本発明は上述の実情に鑑み、冷房作動時にはコ１．１ン
プレツサーを可能なかぎり継続して低速で回転させると
共に、必要に応じ高速回転又は停止させることで吐出空
気の温度調節を行ない、またコンプレッサーを停止から
急激に高−速回転さ−せることのないようにするために
、エンジンとコンプレッサーとの間に変速機を設け、制
御装置で該変速機とクラッチとを適切に制御して上述の
問題を〜解決することを目的とする。

（発明の構成） この目的のため本発明は前記の車両用空気調和１、装置
において、前記エンジン及びコンプレッサー１間に介在
させコンプレッサづ回転数を少なくとも２段以上変速可
能な変速機構と、空気調和装置の冷房作動を検出する冷
房作動検出手段と、前記エバポレーターに関連した温度
を計測する温度計測手段と、前記エバポレーターに関連
した少なくとも３種の温度を設定する温度設定手段と、
冷房作動中この設定温度及び前記計測温度の比較結果に
応じてコンプレッサーの回転数を所定変速段に制御する
変速機構制御手段とを具備させたものである０ （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明車両用空気調和装置の概念図である。ま
た第２図は同装置の一実施態様を示すシステム図で、図
中第５図におけると同様の部分を同一符号にて示す。

本発明においては、エンジン５とコンプレッサー７との
間に従来の車両用空気調和装置で用いて、いたクラッチ
６に替えてクラッチ機能を持つと共に２段階に変速可能
な変速機構（クラッチ機能付２段変速機構）２４を介在
させている。該変速機構２４はエンジン５の出力軸上に
大−径の伝動輪２４ａと小径の伝動輪２４ｂとを回動自
在に嵌挿して具え−ると共に、コンプレッサー７の入力
軸に前記伝動輪２４ａ、２４ｂと各別にＶベルトで連結
する従動輪２４Ｃ，２４ｄを固定して具え、また前記各
伝動輪を前記出力軸にそれぞれ個々に選択的に結合した
り両伝動輪を出力軸から解放し得る電磁作用の摩擦クラ
ッチ２４ｅを設けて構成する。クラッチ２４ｅは電磁コ
イル２４ｆ、２４ｇを具え、コイル２４ｆの付勢時伝動
輪２４ａをエンジン５に駆動結合し、コイル２４ｇの付
勢時伝動輪２４ｂをエンジン５に駆動結合し、両フィル
２４ｆ、２４ｇの減勢時伝動輪２４ａ、２４ｂのいずれ
もエンジン５に駆動結合しないよう機能する。これによ
り該変速機構２４は、エンジン５とコンプレッサー７と
を高速結合（コイル２４ｆの付勢時）、低速結合（フィ
ル２４ｇの付勢時）、非結合（コイル、　２４．　ｆ　
、　２４　ｇの減勢時）の３種の状態に選択結合可能と
している。

オートアンプ１８は車室内センサーｚＯと、温度調節抵
抗２２との出力信号を比較した結果車室内温度が所望す
る設定温度より高いと判断した場合冷房作動として、こ
の時の操作対象は従来クラッチ６（第５図参照）とダブ
ルバキュームソレノイドバルブ１７とであったが、本発
明においては変速機構２４のみとする。

さらに第３図に示すように、変速機構２４の低速結合状
態でこれがエバポレーター直後温度Ｔの低下により非結
合状態となる低速下限温度Ｔ０と、変速機構２４の低速
結合状態でこれがエバポレーター直後温度Ｔの上昇によ
り高速結合状態となる低速上限温度Ｔ、と、を設定する
。また低速下限温度Ｔ０と低速上限温度Ｔ、との間に、
変速機構ｚ４の高速結合状態でこれがエバポレーター直
後温度Ｔの低下により低速結合状態となる高速下限温度
Ｔ２と、変速機構２４・の非結合状態でこれがエバポレ
ーター直後温度Ｔの上昇により低速結合状態となる非結
合上限温度Ｔ８とを設定する。Ｔ０〜Ｔ、は夫々、所望
する車室内温度を得るために必要とされる熱負荷を前記
の方法で算出し、この熱負荷−に応じて設定すると共に
適宜変更可能とする。そして、本発明においては冷房作
動時第３−図のノくターンに従いコンプレッサー７を作
動制御し、所定の温度調節を行なうものとする。

この目的のため、マイクロコンピュータ−で構成したオ
ートアンプ１８は冷房作動時第４図に示す制御プログラ
ムを実行するものとする。なお、オートアンプ１８は冷
房作動時第外の作動時も通常の制御を実行するが、ここ
では本発明に係わる冷房作動時の制御のみについて説明
を行なうにとどめる。

第４図の制御プログラムはステップ４０でエン］ジンの
イグニッションスイッチが投入されると開始され、先ず
ステップ４１において電磁コイル２４、　ｆ　、　２４
　ｇの減勢により変速機構２４を初期設定し、とりあえ
ずコンプレッサー７を非駆動状態にする。次のステップ
４２ではエアコンスイツチがオンになっているか否かを
判別し、そうでなければ制御をそのままステップ４２に
戻す。かくて、エアコンスイッチがオンになっていない
状態では、コンプレッサー７が所定通り非駆動状態に保
たれる。

ステップ４２でエアコンスイッチがオンであると判別し
た場合、制御はステップ４ａに進み、ここで電磁コイル
２４ｆ又は２４ｇがオンになっているか否か、つまりコ
ンプレッサー７が駆動されているか否かを判別する。当
初ステップ４１での初期設定によりコンプレッサー７が
非駆動状態であれば、ステップ４３はステップ４４を選
択し、ここでＴ　＞　７３か否かを判別する。そうでな
ければ制御をステップ４２に戻すことによりコンプレッ
サーを非駆動状態に保ち、第８図に示す非結合時のコン
プレッサー非駆動制御を可能にする。

ステップ４４でＴ＞Ｔ３と判別した場合、制御はステッ
プ４５に進み、ここで電磁コイル２４ｇの付勢によりコ
ンプレッサー７を低速駆動状態にした後、制御をステッ
プ４２に戻す。これによりス、テップ４３がステップ４
６を選択するようになると、コンプレッサー７が高速駆
動中か否かが判別され、そうでなければ、つまり低速駆
動中であれば、制御はステップ４７に進む。ステップ４
７ではＴ　＞　Ｔ、か否かを判別し、そうであればステ
ップ４８において電磁コイル２４ｆの付勢によりコンプ
レッサー７を高速駆動させた後制御をステップ４２に戻
し、そうでなければステップ４９においてＴ＜Ｔ、か否
かを判別する。ステップ４９において′、Ｔ＜Ｔ、でな
ければ制御をステップ４２に戻し、１てコンプレッサー
７を低速駆動状態に保ち、そうであればステップ５０に
おいて両電磁コイル２４ｆ。

２４ｇの減勢によりコンプレッサー７を非駆動状態にす
る。かくて、第３図に示す低速結合時のコンプレッサー
低速駆動制御が得られる。

なお、ステップ４８において高速駆動状態にする制御は
、ステップ４６が低速駆動状態と判別した場合に限り実
行されるため、コンプレッサー７は非駆動状態からいき
６つ高速駆動状態にされることはなく、必ず低速駆動状
態を経由して高速駆動状９にされ、コンブレツヤ−起動
時の不快な振動を防止することができる。

ところで・ステップ４６が高速駆動中と判別した場合制
御はステップ５１に進み、ここでＴ＜Ｔ２か否かを判別
し、ＴくＴ２でなければ制御をステップ４，２に戻して
コンプレッサー７を高速駆動状態に保ち、ＴくＴ２であ
ればステップ５２において電磁コイル２４ｆの付勢によ
りコンプレッサー７を低速駆動状態にする。かくて、第
３図に示す高速結合時のコンプレッサー高速駆動制御が
得られる。

なお、上述のごとく本実施例ではクラッチ機能を兼ねる
変速機構２４を用いたが、これに替えて遊星歯車機構等
を用いた周知の可変速プーリーとクラッチとを組合わせ
て用い得ることはいうまでもない。

（発明の効果） かくして本発明車両用空気調和装置は例えば上記実施例
の如くして、冷房作動時にはコンプレッサー全可能なか
ぎり継続して低速で回転させると共に必要に応じて高速
回転又は停止させることで吐出空気の温度調節を行ない
、またコンプレッサーを停止から急激に高速回転させる
ことのないように構成したから、車両の冷房時、コンプ
レッサーのエネルギー消費量を少なくできると共にこの
エネルギーを効率的に使用すること力ｔでき、またコン
プレッサーの起動時に車両に不快な振動を与えることも
ない等の諸特徴を兼備する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明車両用空鴎和装置の概念図、第２図は同
装置の一実施例を示すシステム図、第３図はエバポレー
ター直後温度Ｔに対する変速機構の結合状態制御パター
ン図、 第４図は第２図に示す実施例においてオートアンプが実
行する制御プログラムのフローチャート、第５図は従来
の車両用空気調和装置のシステム図である。 ５・・・エンジン　　　　　　６・・・クラッチ７・・
・コンプレッサー　　　１８・・・オートアンプ１９・
・エバポレーターセンサー ２０・・・車室内センサー　　　２１・・・外気センサ
ー、２２・・・温度調節抵抗 ２１．・・・変速機構（クラッチ機能付２段変速機構）
２４・ａ・・・大径の伝動輪　　　２４ｂ・・・小屋゛
の伝動輪２４ｃ、２４Ｉｄ・・・従動輪 ２’ｌ、ｅ・・・電磁作用の摩擦クラッチ２４ｆ、２４
ｇ・・・電磁コイル。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 第２図 一ノ 、　　　　　第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンにより駆動されるコンプレツサーを具えた
   圧縮式冷凍サイクルを用いた車両用空気調和装置におい
   て、前記エンジン及びコンプレツサー間に介在させ、コ
   ンプレツサーの回転数を少なくとも２段以上変速可能な
   変速機構と、空気調和装置の冷房作動を検出する冷房作
   動検出手段と、前記エバポレーターに関連した温度を計
   測する温度計測手段と、前記エバポレーターに関連した
   少なくとも３種の温度を設定する温度設定手段と、冷房
   作動中この設定温度及び前記計測温度の比較結果に応じ
   てコンプレツサーの回転数を所定変速段に制御する変速
   機構制御手段とを設けてなることを特徴とする車両用空
   気調和装置。