JPS6225523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車の空調制御における冷凍サイク
ルの冷却能力を節減する自動車用空調制御方法に
関するものである。

従来、自動車の空調制御装置（エアコン）で
は、車載エンジンにコンプレツサを連結し、この
コンプレツサにて冷媒を圧縮して冷房を可能に
し、空調を制御している。そして、前記コンプレ
ツサにはエンジンへの連結を断続するための電磁
クラツチが内蔵されており、外気温が所定温度
（約12℃）より低い時、あるいは冷暖気混合用ダ
ンパ（Ａ／Ｍダンパ）の位置によるコンプレツサ
の不必要条件時などに前記電磁クラツチをオフさ
せてエンジンからコンプレツサを切離し、コンプ
レツサの無駄な駆動を節減するものがある。

しかしながら、通常走行時において車外の空気
を車室内に導入して換気を行なう時、あるいはそ
の車外空気の導入に伴う快適なるフイーリングを
得たい時に窓を所定時間以上開放させた場合、車
室内温度が外気温度に影響されて変化が生じてし
まうにもかかわらず、室内空調を行なうためにコ
ンプレツサの駆動を維持し、その間エンジンの動
力の一部を無駄に消費している。

本発明は上記問題点に鑑みたもので、車室内空
調用冷凍サイクルの作動による車室内空調安定時
に、車室開閉部の開放による車室開放量が所定レ
ベルに達したことを判定し、この判定時に前記冷
凍サイクルの冷却能力をそれまでの冷却能力より
低下させることによつて、車室内空調時における
車室開閉部の開放に対して車載動力源の動力をそ
の時の空調状態に応じて適切に節減することがで
きる自動車用空調制御方法を提供することを目的
とするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図は本発明を実施する装置の一実施例を
示す全体構成図である。

この第１図において、１は自動車のエアコンの
冷暖房用空気を導くエアダクトで、外気取入口１
ａから外気を導入し、また内気取入口１ｂから車
室内気を循環させるものである。２は内外気切替
ダンパで、外気導入と内気循環を手動操作にて切
替えるものであり、外気導入状態を実線にて示
し、内気循環状態を破線にて示している。３はブ
ロワモータで、外気取入口１ａ或は内気取入口１
ｂから空気を吸込んで送風するものである。４は
前記ブロワモータ３による送風空気を冷却通過さ
せるエバポレータで、エアダクト１内に横断配設
している。５は冷媒を圧縮して循環させるコンプ
レツサで、自動車の車載駆動源をなすエンジンに
ベルトにて連結してその回転動力により作動し、
冷媒を圧縮して凝縮器（図示せず）に送り高圧冷
媒を液化し、エキスパンシヨンバルブ（図示せ
ず）を通してその液化冷媒を低圧、低温液体に変
えて前記エバポレータ４に送り、送風空気よりそ
の熱を吸収して低圧低温気体になり循環させてい
る。このコンプレツサ５はエンジンに対する連結
を断続するための電磁クラツチを内蔵しており、
この電磁クラツチの通電にて連結状態となり、通
電遮断にて切離状態となるものである。６はエア
ダクト１内に配設したヒータコアで、エンジン冷
却水を導入してその熱により送風空気を加熱通過
させるものである。７はエアミツクスダンパで、
エバポレータ４を通過した除湿、冷却空気に対
し、ヒータコア６側に導入して加熱する空気量の
割合を調整し、冷却空気の冷風と加熱空気の暖風
の混合にて温度調整して車室８内に吹出してい
る。このエアミツクスダンパ７の開度は、内気、
外気温度、設定温度およびダンパ開度のフイード
バツクなどの各種情報に基いて室内温度を制御目
標の設定温度に保つよう自動制御されている。

９は車室８内の温度を検出して室温信号を発生
する室温センサ、１０は外気の温度を検出して外
気温信号を発生する外気温センサ、１１は制御目
標の設定温度を定める温度設定器で、乗員がマニ
ユアルにて希望の温度を定めている。１２はドア
スイツチで、既設のドアスイツチを兼用し自動車
のそれぞれのドアの１つ以上が開放したことをオ
ア論理にて検出してドア信号を発生するものであ
る。１３は窓スイツチで、窓の開閉操作部に設置
されそれぞれの窓のうち１つ以上が所定開度以上
開いたことをオア論理にて検出して窓信号を発生
するものである。そして、このドアスイツチ１
３、窓スイツチ１２にて車室開閉部であるドア、
窓の開放状態を検出している。１４はエコノミモ
ードスイツチで、車室内空調安的時にコンプレツ
サ５を作動（オン）、作動停止（オフ）させてそ
の稼動を節減させるためのもので、その投入にて
エコノミ信号を発生するものである。１５はアナ
ログ信号をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器で室温センサ９よりの室温信号、外気温センサ
１０よりの外気温信号、および温度設定器１１よ
りの設定信号を順次デイジタル信号に変換するも
のである。

１６は予め定めた空調制御プログラムに従つて
ソフトウエアのデイジタル演算処理を実行するシ
ングルチツプのマイクロコンピユータで、数メガ
ヘルツ（MHz）の水晶振動子１７を接続すると
ともに、車載バツテリよりの電源供給に基いて安
定化電圧を発生する安定化電源回路（図示せず）
よりの安定化電圧の供給を受けて作動状態になる
ものである。そして、このマイクロコンピユータ
１６の演算処理によつてコンプレツサ５のオン条
件およびオフ条件を求め、このコンプレツサ５を
効率的にオン、オフさせるための指令信号、およ
びブロワモータ３の回転速度、エアミツクスダン
パ７の開度を調整するための指令信号を発生して
いる。

このマイクロコンピユータ１６は、上記の指令
信号を発生するための演算手順を定めた空調制御
プログラムを記憶している読出専用メモリ
（ROM）と、このROMの空調制御プログラムを
順次読出してそれに対応する演算処理を実行する
中央処理部（CPU）と、このCPUの演算処理に
関連する各種データを一時記憶するとともにその
データのCPUによる読出しが可能なメモリ
（RAM）と、水晶振動子１７を伴つて上記各種演
算のための基準クロツクパルスを発生するクロツ
ク発生部と、各種信号の入出力を調整する入出力
（Ｉ／Ｏ）回路部とを主要部に構成した１チツプ
の大規模集積回路（LSI）製のものである。

１８はコンプレツサ５のオン、オフ制御を行な
うコンプレツサ駆動回路で、マイクロコンピユー
タ１７よりの省動力のためのオンオフ指令信号に
よりコンプレツサ５に備えられた電磁クラツチの
通電、および通電遮断を制御し、エンジンへの連
結を断続制御している。

次に、上記構成においてその作動を第２図およ
び第３図の演算流れ図とともに説明する。

この第２図は空調制御プログラムによるマイク
ロコンピユータ１６の全体の演算処理を示す演算
流れ図、第３図は第２図中のコンプレツサ制御演
算ルーチンの詳細な演算処理を示す演算流れ図で
ある。

まず、このマイクロコンピユータ１６の演算処
理について説明する。今、この装置を備えた自動
車においてその運転時にＡ／Ｃスイツチ（図示せ
ず）を投入すると、イグニツシヨンスイツチ（図
示せず）を介して電源供給される安定化電源回路
より安定化電圧の供給を受けてマイクロコンピユ
ータ１６が作動状態となり、数百ミリ秒（ｍ
sec）の周期にて空調制御プログラムの演算処理
を実行する。

すなわち、第２図のスタートステツプ１００よ
り空調制御プログラムの演算処理を開始し、初期
設定ルーチン２００に進んでマイクロコンピユー
タ１６内のレジスタ、カウンタ、ラツチなどを演
算処理の開始に必要な初期状態にセツトする。こ
の初期状態のセツト作動には、後述するタイマデ
ータＡをＡ＝０に定める作動を含んでいる。そし
てこの初期設定後にコンプレツサ制御演算ルーチ
ン３００に進む。

このコンプレツサ制御演算ルーチン３００で
は、室温センサ９、外気温センサ１０、温度設定
器１１、窓スイツチ１２、ドアスイツチ１３、エ
コノミモードスイツチ１４よりの各信号に基づ
き、コンプレツサ５をオン、オフさせるための演
算処理を実行し、各種温度制御演算ルーチン４０
０に進む。

この各種制御演算ルーチン４００では、室温セ
ンサ９、外気温センサ１０、温度設定器１１より
の各信号、およびエバポレータ４通過後の温度を
検出する冷気センサ（図示せず）、エアミツクス
ダンパ７の開度を検出する開度センサ（図示せ
ず）よりの各信号に基づき、車室内温度を制御目
標である設定温度に近づけるようにエアミツクス
ダンパ７の開度、ブロワモータ３の回転速度を計
算により求め、この計算した結果によりエアミツ
クスダンパ７、ブロワモータ３を駆動するそれぞ
れのアクチエータ（図示せず）に指令信号を発し
てコンプレツサ制御演算ルーチン３００にもど
る。以後、このコンプレツサ制御演算ルーチン３
００から各種温度制御演算ルーチン４００への演
算処理を数百ｍsecの周期にて繰返す。

次に、種々の状態における空調制御の全体作動
について説明する。

まず、エアコンスイツチを投入することによつ
て安定化電源回路より安定化電圧が供給されるマ
イクロコンピユータ１６が作動状態となり、第２
図のスタートステツプ１００より演算処理を開始
し、初期設定ルーチン２００に進んでタイマデー
タＡのＡ＝０を含む各種初期設定を行ない、その
後コンプレツサ制御演算ルーチン３００に進む。

このコンプレツサ制御演算ルーチン３００では
第３図の信号入力ステツプ３０１よりその演算処
理を開始し、室温センサ９よりの室温信号、外気
温センサ１０よりの外気温信号、温度設定器１１
よりの設定温信号をＡ／Ｄ変換器１５を介して順
次デイジタル信号として入力し、一時記憶する。
以下それらのデイジタル信号を室温Tr、外気温
Tam、設定温Tsと称する。そして、次の外気温
判定ステツプ３０２に進み、外気温Tamが15℃
以上の値であるか否かを判定するが、このとき外
気の温度が高く車室内空調に冷房が必要である時
にはその判定がイエス（YES）になり、偏差計
算ステツプ３０３に進む。この偏差計算ステツプ
３０３では、室温Trおよび設定温Tsに基づきそ
の偏差△Ｔを△Ｔ＝Tr−Tsの計算式にて求め
る。このとき、車室内が異常高温状態でない時に
はその値が５℃よりも小さな値になり、偏差△Ｔ
が５℃以上であるか否かを判定する次の偏差判定
ステツプ３０４の判定がノー（NO）になる。そ
して、この時点において車室内空調を行なうにさ
しあたり車室開閉部である窓およびドアが閉成し
ている時には、次の窓判定ステツプ３０５、およ
びドア判定ステツプ３０６の判定がNOになる。
また、この車室内空調を行なうにさしあたつてコ
ンプレツサ５の作動を節減するためのエコノミモ
ードスイツチ１４が投入されていない時には次の
エコノミモード判定ステツプ３０７の判定がNO
になる。そして、次のタイマデータ設定ステツプ
３０８に進み、タイマデータＡの値を０にしてコ
ンプレツサオン指令ステツプ３０９に進む。この
コンプレツサオン指令ステツプ３０９では、コン
プレツサ５をオンさせるための指令信号をコンプ
レツサ駆動回路１８に発し、コンプレツサ制御演
算ルーチン３００の１回の演算処理を終了して各
種温度制御演算ルーチン４００に進む。そして、
この各種温度制御演算ルーチン４００にてエアミ
ツクスダンパ７の開度、ブロワモータ３の回転速
度を制御するための演算処理を実行し、コンプレ
ツサ制御演算ルーチン３００にもどる。以後、こ
のコンプレツサ制御演算ルーチン３００から各種
温度制御演算ルーチン４００への演算処理を数百
ｍsecの周期にて繰返すことにより、コンプレツ
サ５の作動を継続しつつエアミツクスダンパ７の
開度、ブロワモータ３の回転速度を適切に制御し
て車室内温度を設定温度に近づける。

その後、この空調制御時において車外の空気を
車室内に導入して換気を行なうべく窓を開放した
時には、上記繰返演算における窓判定ステツプ３
０５に到来した時に窓スイツチ１２より窓信号が
発生しているためにその判定がNOからYESに反
転する。そして、エコノミモード判定ステツプ３
１０に進んでその判定がNOになり、加算ステツ
プ３１１に進む。この加算ステツプ３１１では、
それまでのタイマデータＡに定数「１」を加算
（Ａ＝Ａ＋１）して次のタイマ判定ステツプ３１
２に進む。このタイマ判定ステツプ３１２ではタ
イマデータＡの値が約30秒の繰返演算回路値以上
であるか否かを判定するが、まだ窓を開放した直
後であるのでその判定がNOになり、コンプレツ
サオン指令ステツプ３０９に進む演算に変更す
る。

そして、このコンプレツサ制御演算ルーチン３
００における加算ステツプ３１１に到来する毎に
更新されたタイマデータＡの値が約30秒の繰返演
算回数値に達するとタイマ判定ステツプ３１２の
判定がNOからYESに反転し、コンプレツサオフ
指令ステツプ３１３に進む。このコンプレツサオ
フ指令ステツプ３１３では、コンプレツサ５をオ
フさせるための指令信号をコンプレツサ駆動回路
１８に発し、コンプレツサ制御演算ルーチン３０
０の１回の演算処理を終了する。従つて、このコ
ンプレツサ制御演算ルーチン３００の演算処理を
各種温度制御演算ルーチン４００の演算処理とと
もに数百ｍsecの周期にて繰返すことにより、窓
開放による換気に伴つてコンプレツサ５の作動を
停止させる。

その後、換気を止めるために窓を閉成すると、
窓判定ステツプ３０５の判定がYESからNOに反
転し、ドア判定ステツプ３０６、エコノミモード
判定ステツプ３０７、タイマデータ設定ステツプ
３０８、コンプレツサオン指令ステツプ３０９に
進む演算に変更する。従つて、このコンプレツサ
制御演算ルーチン３００から各種温度制御演算ル
ーチン４００への演算処理を数百ｍsecの周期に
て繰返すことにより、復帰したコンプレツサ５の
作動により車室内温度を低下させて制御目標であ
る設定温度に近づける。

また、上記繰返演算による車室内空調安定時に
エコノミモードスイツチ１４が投入されると、エ
コノミモード判定ステツプ３０７に到来した時に
その判定がNOからYESに反転し、最大冷房判定
ステツプ３１４に進む。この最大冷房判定ステツ
プ３１４では、各種温度制御演算ルーチン４００
において計算されたエアミツクスダンパ７の開度
が最大冷房開度（100％）であるか否かを判定す
るが、このときそのエアミツクスダンパ７の開度
が最大冷房開度でなく車室内空調にまだ余剰能力
がある状態であるとその判定がNOになり、稼動
率計算ステツプ３１５に進む。この稼動率計算ス
テツプ３１５では、コンプレツサ５のオン、オフ
による稼動率Ｒを偏差△Ｔおよび外気温Tamに
より、次式にて求める。

Ｒ＝20△Ｔ＋Ｋ_R（Tam−15） この式において、係数20は外気温Tamが15℃
の時において△Ｔ＝５℃にてＲを100％、△Ｔ＝
０℃にてＲを０％になるように定めた比例定数で
あり、係数Ｋ_Rは外気温Tamに対する補正用の定
数である。また、この稼動率Ｒは０％≦Ｒ≦100
％に定めてある。そして、次のデユーテイ演算ル
ーチン３１６に進み、稼動率計算ステツプ３１５
にて求めた稼動率Ｒに対しこの空調制御プログラ
ムの繰返演算時間による所定時間のオン、オフデ
ユーテイを定める。そして、次のオン条件判定ス
テツプ３１７に進み、デユーテイ演算ルーチン３
１６にて定まるオン時間の条件になつたか否かを
判定し、オン時間の条件になつた時にその判定が
YESになつてコンプレツサオン指令ステツプ３
０９に進むが、オン時間の条件でない時にはその
判定がNOになり、オフ条件判定ステツプ３１８
に進む。このオフ条件判定ステツプ３１８では、
上記オン条件判定ステツプ３１７と同様にオフ時
間の条件になつた時にその判定がYESになつて
コンプレツサオフ指令ステツプ３１３に進むが、
オフ時間の条件でない時にその判定がNOになつ
てコンプレツサ制御演算ルーチン３００の１回の
演算処理を終了する。従つて、このコンプレツサ
制御演算ルーチン３００から各種温度制御演算ル
ーチン４００への演算処理を数百ｍsecの周期に
て繰返すことにより、コンプレツサ５をオン、オ
フさせつつエアミツクスダンパ７の開度を適切に
調整して車室内の空調を行なう。

そして、この状態において換気を行なうべく窓
を開放させた時には、上記繰返演算における窓判
定ステツプ３０５に到来した時にその判定がNO
からYESに反転し、エコノミモード判定ステツ
プ３１０に進んでその判定がYESになり、コン
プレツサオフ指令ステツプ３１３に進んでコンプ
レツサオフ指令を発し、コンプレツサ制御演算ル
ーチン３００の１回の演算処理を終了する。従つ
てエコノミモード時に窓を開放させた時には直ち
にコンプレツサ５の作動を停止させる。

また、上記説明において、窓の開閉時における
コンプレツサ５のオン、オフ制御について述べた
が、ドアの開閉時についても窓の開閉時と同様の
制御を行なうことは明らかである。

なお、上記実施例において、冷凍サイクルの冷
却能力をコンプレツサ５のオン、オフにて調整す
るものを示したが、他に冷却能力を変化させる可
変冷却装置として冷凍サイクルにおけるコンデン
サの容量を制御する装置、コンデンサの冷却フア
ンを制御する装置、エバポレータ４の容量あるい
は風量を制御する装置、EPRの設定バイパス流
量を制御する装置、コンプレツサ５の容量あるい
はそのピストン数を制御する装置等を用いてもよ
い。

また、車室開閉部として、ドアおよび窓を示し
たが、サンルーフあるいは換気扇であつてもよ
い。

さらに、窓が所定開度以上開いたことを検出す
る窓スイツチ１２よりの窓信号とその窓信号の発
生が30秒以上経続した時、あるいはエコノミモー
ド時においては窓信号が発生した時には車室開放
量が所定レベルに達したとしてコンプレツサ５の
作動を停止させるものを示したが、より正確に車
室開放量を求めるためにそれぞれの窓の開閉面積
とその経過時間を掛算し、その掛算値が所定以上
になつた時にコンプレツサ５の作動を停止させる
ようにしてもよい。

さらに、空調安定状態として室温Trと設定温
Tsの偏差△Ｔが５℃より低い状態のものを示し
たが、そのレベル判定値である５℃の値は３℃で
もよく、またそのレベル判定値は外気温Tam等
により補正されたものであつてもよい。

さらに、上記実施例をマイクロコンピユータ１
６によるソフトウエアにて行なうものを示した
が、電子回路構成によるハードウエアにて行なつ
てもよい。

以上述べたように本発明では、冷凍サイクルの
作動による車室内空調安定時に、車室開閉部の開
放による車室開放量が所定レベルに達したことを
判定し、この判定時に前記冷凍サイクルの冷却能
力をそれまでの冷却能力より低下させているから
車室内空調時に車室開閉部の開放に対して車載動
力源の動力をその時の空調状態に応じて適切に節
減することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一実施例を示
す全体構成図、第２図は第１図中のマイクロコン
ピユータの空調制御プログラムによる全体の演算
処理を示す演算流れ図、第３図は第２図中のコン
プレツサ制御演算ルーチンの詳細な演算処理を示
す演算流れ図である。 ２……内外気切替ダンパ、３……ブロワモー
タ、４……エバポレータ、５……コンプレツサ、
６……ヒータコア、７……エアミツクスダンパ、
９……室温センサ、１０……外気温センサ、１１
……温度設定器、１２……窓スイツチ、１３……
ドアスイツチ、１６……マイクロコンピユータ、
１８……コンプレツサ駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の室内空調用冷凍サイクルの冷却能力
   を調整して車室内の空調制御を行なう自動車用空
   調制御方法において、 前記冷凍サイクルの作動による車室内空調安定
   時に、車室開閉部の開放による車室開放量が所定
   レベルに達したことを判定し、 この判定時に前記冷凍サイクルの冷却能力をそ
   れまでの冷却能力より低下させる ことを特徴とする自動車用空調制御方法。