JP2005206014A

JP2005206014A - 車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法及び制御装置

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Publication number: JP2005206014A
Application number: JP2004014200A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Nakamura; 康次郎中村; Toshihiro Maruyama; 智弘丸山
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2005-08-04
Also published as: EP1713652A2; US20080229767A1; WO2005070712A3; WO2005070712A2

Abstract

【課題】エンジンを動力源とする可変容量コンプレッサを備えた車両用空調装置において、車両の走行性を損なうことなく必要な冷房能力を確保することができるようにすると共に、過剰冷却を防ぎ、かつ制御を簡素化する。
【解決手段】エンジン７を動力源とする可変容量コンプレッサ２を備えた車両用空調装置の冷凍サイクル１の制御方法であって、エンジン回転数又はエンジン回転数と関連して変化する数値により可変容量コンプレッサ２の吐出容量の制限値を決定し、この制限値に基づいて可変容量コンプレッサ２を制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを動力源とする可変容量コンプレッサを備えた車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法及び制御装置に関する。

エンジンを動力源とする可変容量コンプレッサを備えた車両用空調装置では、車両の加速時において、車両の加速性を損なうことなく必要な冷房能力を確保することが要求され、下記特許文献１には、このような課題の解決を図った車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法が開示されている。

この公報に開示された発明では、車両の加速の度合いを判定する加速判定手段と、その判定結果に応じてエンジンに対する可変容量コンプレッサの負荷の制御パターンを決定する制御決定手段とを設け、車両の加速時において、コンプレッサ容量を、コンプレッサ負荷が決定された制御パターンとなるように制御するようにしている。

また、この発明では、制御決定手段が、加速判定手段の判定結果に応じて、エンジンに対するコンプレッサ負荷の必要低減量を決定し、車両の加速開始時においてコンプレッサ容量を必要低減量分だけコンプレッサ負荷が低減されるように制御し、その後コンプレッサ容量を徐々に回復させるように制御するようにしている。

また、この発明では、加速判定手段が、車速とアクセル開度、もしくは車速とスロットル開度に基づいて車両の加速度合いを判定するようにしている。

さらに、この発明では、コンプレッサを外部から容量制御する制御電流信号と、コンプレッサの吐出冷媒圧と、エンジン回転数とに基づいてコンプレッサトルクを算出し、このコンプレッサトルクから必要低減トルクを差し引いて目標コンプレッサトルクを決定し、この目標コンプレッサトルクと、コンプレッサの吐出冷媒圧と、エンジン回転数とに基づいて目標制御電流を決定し、車両の加速時において、目標制御電流信号によってコンプレッサ容量を制御するようにしている。

しかしながら、上記従来技術の場合、加速判定されないがエンジン回転数が高い状態（例えば高速走行時、坂走行時）が続く場合に冷力が過剰になる可能性が有り、加速判定されない時は、室内の温度状態に応じて制御を行おうとする場合、ハンチングを起こしたり、過剰冷却となる等、動力ロスを増大させる可能性がある。

また、走行負荷も高い状態が続く登坂走行時にアクセルＯＮ／ＯＦＦが続くと制御が複雑になるという問題点がある。
特開２００３−８０９３５号公報

本発明が解決しようとする課題は、エンジンを動力源とする可変容量コンプレッサを備えた車両用空調装置において、車両の走行性を損なうことなく必要な冷房能力を確保することができるようにすると共に、過剰冷却を防ぎ、かつ制御を簡素化することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法は、エンジン７を動力源とする可変容量コンプレッサ２を備えた車両用空調装置の冷凍サイクル１の制御方法であって、エンジン回転数又はエンジン回転数と関連して変化する数値により可変容量コンプレッサ２の吐出容量の制限値を決定し、この制限値に基づいて可変容量コンプレッサ２を制御することを特徴としている。

また、本発明に係る車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置は、エンジン７を動力源とする可変容量コンプレッサ２を備えた車両用空調装置の冷凍サイクル１の制御装置９であって、エンジン回転数又はエンジン回転数と関連して変化する数値により可変容量コンプレッサ２の吐出容量の制限値を決定する制限値決定手段９ｂと、この制限値に基づいて可変容量コンプレッサ２を制御する吐出容量調整手段９ｃと、を具備することを特徴としている。

本発明によれば、加速時、坂走行時、高速走行時のエンジン回転数が高い状態において、可変容量コンプレッサの吐出容量を小さくするように制限値を決定することにより、エンジン負荷を低減することができるため、走行性を向上することができる。

また、可変容量コンプレッサはエンジンに連動しており、従来はエンジン回転数が高い状態において冷力が過剰になる傾向があったが、本発明では、エンジン回転数が高い状態において、必要な冷力を判断し、冷力が過剰である場合には可変容量コンプレッサを吐出容量が小さくなるように制御することにより、過剰冷却を防ぐことができるため、燃費が向上する。

また、本発明の制御は簡素であり、容易かつ安価に製造することができるという利点を有する。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態の制御方法を備えた車両用空調装置の概略構成図、図２は第１の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。

この車両用空調装置１は、冷媒を循環させて冷媒と空気との間で熱交換を行う冷凍サイクル１を備えている。

冷凍サイクル１は、可変容量コンプレッサ２と、コンデンサ３と、減圧装置４と、エバポレータ５と、アキュムレータ６とを配管部材を介して連通接続し、可変容量コンプレッサ２によって運動エネルギが与えられた冷媒がこれらの間を循環するように構成したものである。

可変容量コンプレッサ２は、エンジンルームのような車室外に配設され、吸入した低圧のガス状冷媒を圧縮して高圧のガス状冷媒として吐出する。この可変容量コンプレッサ２は、エンジン７のクランクシャフトの動力が伝達機構８を介して伝達されることで駆動される。この可変容量コンプレッサ２は斜板式のもので、その斜板の傾きが外から電気信号で制御できるようになっている。

つまり、この可変容量コンプレッサ２は、電気信号による外部制御が可能な電磁弁等の電子操作式コントロールバルブ（以下、ＥＣＶと記す）２ａを有している。例えば、このＥＣＶとして、高圧側と通じている電磁弁を用いた場合、クランクケース内と低圧側とは所定の開度の通路で連通しており、クランクケース内の圧力は低圧側へ逃げるようになっている。よって、かかる電磁弁をＯＮ／ＯＦＦして高圧側圧力を導入・遮断することでクランクケース内の圧力を制御することにより、ピストンに加わる圧力のバランスを変化させて斜板の傾きを変化させ、これによって可変容量コンプレッサ２の吐出容量を制御することができる。

このとき、電磁弁には、外部からの電気信号として、車両用空調装置全体の動作を制御するコントロールアンプ９から適当な値のデューティ比を持ったデューティ信号が与えられる。このデューティ比の大きさに応じて電磁弁の開弁時間が決まり、それに応じて可変容量コンプレッサ２の吐出容量が設定されることになる。

コンデンサ３は、車室外に配設され、可変容量コンプレッサ２から吐出された高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させるものである。このコンデンサ３には、例えば電動ファン等の送風手段が駆動されることで、外気が吹き付けられるようになっている。

コンデンサ３は、当該コンデンサ３内を通る高温高圧のガス状冷媒と当該コンデンサ３に吹き付けられる外気との間で熱交換を行わせることで、高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させる。

減圧装置４は、コンデンサ３により放熱されて液状となった冷媒を急激に膨張させることで、低温低圧の霧状の冷媒としてエバポレータ５に供給するものである。

エバポレータ５は、車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を、減圧装置４から供給された低温低圧の霧状の冷媒に吸熱させるものである。減圧装置４により低温低圧の霧状となってエバポレータ５に供給された冷媒は、エバポレータ５を通過する際に、車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を奪って気化する。エバポレータ５内の冷媒により吸熱された空気は除湿されて冷風となって車室内空気流路Ｐ１の下流側へと流れることになる。

アキュムレータ６は、エバポレータ５から吐出された冷媒を気液分離し、液状冷媒を貯留する。液状冷媒から分離されたガス状冷媒は可変容量コンプレッサ２に吸入され、再度圧縮されて吐出される。

冷凍サイクル１は、以上のように冷媒を循環させて、コンデンサ３やエバポレータ５において熱交換を行うことで、車室内空気流路Ｐ１内に冷風を発生させるようにしている。

図示しないが、車室内空気流路Ｐ１内におけるエバポレータ５よりも下流側にはヒータコアが配設されている。このヒータコアは、エンジン７のウォータージャケットから配管部材を介して供給される冷却水、即ち、エンジンの排熱によって高温となったエンジン冷却水を熱媒体とし、このエンジン冷却水の保有熱により放熱するものである。これにより、車室内空気流路Ｐ１内で温風が生成されることになる。

車室内空気流路Ｐ１の上流側にはブロワファン１０が設けられている。このブロワファン１０が駆動されることで、外気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に外気が導入され、あるいは内気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に内気が導入される。なお、外気導入口及び内気導入口の近傍には、図示しないが、インテークドアが設けられており、このインテークドアが駆動制御されることで、車室内空気流路Ｐ１内に導入される外気と内気の割合が調節されるようになされている。

外気導入口あるいは内気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に導入された空気は、まず、車室内空気流路Ｐ１の上流側に配設されたエバポレータ５を通過することになる。このとき、上述したように、エバポレータ５を通過する空気が、このエバポレータ５内の冷媒に吸熱されることで除湿され、冷風となって下流側へと流されることになる。

エバポレータ５で冷却された空気は、図示しないエアミックスドアにより、前記ヒータコアを通る流路と、ヒータコアを迂回する流路とに適宜の比率で分配される。そして、このエアミックスドアが駆動制御されてヒータコアに流される空気の流量とヒータコアを迂回する空気の流量との割合が調整されることで、最終的に、吹出口１１から車室内へ吹き出される空気の温度が調整されるようになっている。

なお、吹出口１１は、温調された空気をフロントウィンドウガラスに向けて吹き出すためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向けて吹き出すためのベント吹出口、乗員の足下に向けて吹き出すためのフット吹出口等から成っている。各吹出口の近傍には、デフロスタドア、ベントドア、及びフットドアがそれぞれ設けられており、これらのドアが駆動制御されることによって、各吹出口から吹き出される空気の流量が調整されるようになされている。

コントロールアンプ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータにより構成され、エンジン７を制御するエンジンコントロールユニット１２と接続されており、このエンジンコントロールユニット１２から必要な情報を得ている。

コントロールアンプ９は、ＲＯＭに格納されたプログラムにより構成されたエンジン回転数検知手段９ａ、制限値決定手段９ｂ、ＥＣＶ調整手段（吐出容量調整手段）９ｃ等を有しており、エンジンコントロールユニット１２からの情報、乗員が設定した設定温度、エバポレータ５の出口側の空気温度を検出するセンサ１４の検出値、室温センサ（図示せず）の検出値等に基づいて可変容量コンプレッサ２のＥＣＶ２ａに与えるデューティ比を算出し、可変容量コンプレッサ２を制御する。

制限値決定手段９ｂは、加速時、坂走行時、高速走行時のエンジン回転数が高い状態において、可変容量コンプレッサ２の吐出容量を小さくするように制限値を決定する。そして、冷力が適切か否かを判断し、必要な冷房能力を確保しつつ過剰冷却を防ぐようにＥＣＶ２ａへ与える指示値を適宜変更する。ＥＣＶ調整手段９ｃは、この制限値に基づいてＥＣＶ２ａを制御する。

次に、本実施形態の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法を図２に基づいて説明する。

まず、ステップＳ１０でエンジン回転数が所定値α以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ４０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ１０でＹＥＳの場合には、ステップＳ２０に進み、エンジン回転数がβ（β＞α）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値をＡ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ３０に進み、エンジン回転数がγ（γ＞β）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値をＢ％（０＜Ｂ＜Ａ）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ３０でＹＥＳの場合には、ステップＳ７０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

ステップＳ４０〜ステップＳ７０でＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値の設定が終了すると、ステップＳ８０で、コントロールアンプ９からＥＣＶ２ａに与えられるデューティ比の指示値が制限値より大きいか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ９０で指示値を制限値とする。

ステップＳ８０でＮＯの場合にはステップＳ１００に進み、エバポレータ５出口の吹き出し温度センサ１４の検出値に基づいて冷力が過剰であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ１１０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値を規定分小さくする。

ステップＳ１００でＮＯの場合にはステップＳ１２０に進み、吹き出し温度センサ１４の検出値に基づいて冷力が過小であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ１３０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値を規定分大きくする。

ステップＳ１２０でＮＯの場合にはステップＳ１４０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値をそのままとする。

図１１は、本実施形態の制御方法のイメージ図であり、ｘ軸をエンジン回転数、ｙ軸を可変容量コンプレッサ２の吐出容量比率（デューティ比）としたグラフである。斜線の領域は可変容量コンプレッサ２の使用範囲を示している。

この図に示すように、可変容量コンプレッサ２の吐出容量比率の制限値はエンジン回転数の大きさに応じて段階に変化している。なお、制限値が変化する段階数は任意に設定することができる。また、図に二点鎖線で示すように、制限値を直線的に変化させるようにしてもよい。

このような制御方法によれば、加速時、坂走行時、高速走行時等のエンジン回転数が高い状態において、可変容量コンプレッサ２の吐出容量を小さくするように制限値が決定され、これによってエンジン負荷を低減することができるため、走行性を向上することができる。

また、必要な冷房能力を確保しつつ過剰冷却を防ぐことができるため、燃費が向上する。

また、このような制御は簡素であり、容易かつ安価に製造することができるという利点を有する。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本発明の第２の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図、図４、図５は第２の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。なお、以下の各実施形態において、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一符号を用いており、重複する説明は省略してある。

図３に示すように、本実施形態では第１の実施形態に外気温センサ１３が付加されており、コントロールアンプ９は、第１の実施形態で述べた情報に外気温センサ１３の検出値を加味して可変容量コンプレッサ２のＥＣＶ２ａに与えるデューティ比を算出し、可変容量コンプレッサ２を制御する。

次に、本実施形態の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法を図４、図５に基づいて説明する。

まず、ステップＳ２１０で外気温センサ１３の検出値から外気温が中負荷の温度範囲であるか否かを判定する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ２２０に進み、エンジン回転数が所定値α１（α１＞α）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ２５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ２２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ２３０に進み、エンジン回転数がβ１（β１＞α１、β１＞β）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ２６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ａ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ２３０でＹＥＳの場合には、ステップＳ２４０に進み、エンジン回転数がγ１（γ１＞β１、γ１＞γ）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ２７０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ｂ％（０＜Ｂ＜Ａ）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２はデューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ２４０でＹＥＳの場合には、ステップＳ２８０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

なお、ステップＳ２１０でＮＯの場合にはステップＳ２９０に進み、外気温の温度範囲が低負荷であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合には本実施形態の制御を行わず、図２のステップＳ１０に進んで第１の実施形態の制御を行う。

ステップＳ２１０でＮＯの場合（すなわち外気温が高負荷の温度範囲）には図５のステップＳ３００に進み、エンジン回転数が所定値α２（α２＞α１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ３３０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ３００でＹＥＳの場合には、ステップＳ３１０に進み、エンジン回転数がβ２（β２＞α２、β２＞β１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ３４０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ａ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ３１０でＹＥＳの場合には、ステップＳ３２０に進み、エンジン回転数がγ２（γ２＞β２、γ２＞γ１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ３５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ｂ％（０＜Ｂ＜Ａ）％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２はデューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ３２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ３６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

ステップＳ４０〜ステップＳ７０、ステップＳ２５０〜ステップＳ２８０、ステップＳ３３０〜ステップＳ３６０でＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値の設定が終了すると、図２のステップＳ８０に進み、コントロールアンプ９からＥＣＶ２ａに与えられるデューティ比の指示値が制限値より大きいか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ９０で指示値を制限値とする。

ステップＳ１１０でＮＯの場合にはステップＳ１２０に進み、吹き出し温度センサ１４の検出値に基づいて冷力が過小であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ１３０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値を規定分大きくする。

図１２は本実施形態の制御方法のイメージ図である。第１の実施形態では、可変容量コンプレッサ２の使用範囲が斜線で示す領域であったが、本実施形態のように、外気温に応じて可変容量コンプレッサ２の吐出容量比率（デューティ比）の制限値を設定するためのしきい値（エンジン回転数）を変化させることで、例えば外気温が中負荷の場合には、可変容量コンプレッサ２の使用範囲が一点鎖線で示すように変化することになる。

このように、外気負荷が高くなるほどしきい値が高くなるようにすることで、必要な冷房能力が不足する事態が生じるのを回避することができる。

次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図６は本発明の第３の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図、図７は第３の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。

本実施形態では、コントロールアンプ９が、第１の実施形態のエンジン回転数検知手段９ａに代えて車速検知手段９ｄを備えている。

次に、本実施形態の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法を図７に基づいて説明する。

まず、ステップＳ４１０で車速が所定値χ以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ４４０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ４１０でＹＥＳの場合には、ステップＳ４２０に進み、車速がψ（ψ＞χ）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ４５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値をＡ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ４２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ４３０に進み、車速がω（ω＞ψ）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ４６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値をＢ％（０＜Ｂ＜Ａ）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ４３０でＹＥＳの場合には、ステップＳ４７０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

ステップＳ４４０〜ステップＳ４７０でＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値の設定が終了すると、ステップＳ４８０で、コントロールアンプ９からＥＣＶ２ａに与えられるデューティ比の指示値が制限値より大きいか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ４９０で指示値を制限値とする。

ステップＳ４８０でＮＯの場合にはステップＳ５００に進み、エバポレータ５出口の吹き出し温度センサ１４の検出値に基づいて冷力が過剰であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ５１０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値を規定分小さくする。

ステップＳ５１０でＮＯの場合にはステップＳ５２０に進み、吹き出し温度センサ１４の検出値に基づいて冷力が過小であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ５３０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値を規定分大きくする。

ステップＳ５２０でＮＯの場合にはステップＳ５４０に進み、ＥＣＶ２ａの指示値をそのままとする。

このような制御方法によれば、車速が高い状態において、可変容量コンプレッサ２の吐出容量を小さくするように制限値が決定され、これによってエンジン負荷を低減することができるため、走行性を向上することができる。

次に、本発明の第４の実施形態を説明する。図８は本発明の第４の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図、図９、図１０は第４の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。

図８に示すように、本実施形態では第３の実施形態に外気温センサ１３が付加されており、コントロールアンプ９は、外気温センサ１３の検出値を加味して可変容量コンプレッサ２のＥＣＶ２ａに与えるデューティ比を算出し、可変容量コンプレッサ２を制御する。

次に、本実施形態の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法を図９、図１０に基づいて説明する。

まず、ステップＳ６１０で外気温センサ１３の検出値から外気温が中負荷の温度範囲であるか否かを判定する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ６２０に進み、車速が所定値χ１（χ１＞χ）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ６５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ６２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ６３０に進み、車速がψ１（ψ１＞χ１、ψ１＞ψ）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ６６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ａ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ６３０でＹＥＳの場合には、ステップＳ６４０に進み、車速がω１（ω１＞ψ１、ω１＞ω）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ６７０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ｂ％（０＜Ｂ＜Ａ）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ６４０でＹＥＳの場合には、ステップＳ６８０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

なお、ステップＳ６１０でＮＯの場合にはステップＳ６９０に進み、外気温の温度範囲が低負荷であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合には本実施形態の制御を行わず、図７のステップＳ４１０に進んで第３の実施形態の制御を行う。

ステップＳ６９０でＮＯの場合（すなわち外気温が高負荷の温度範囲）には図１０のステップＳ７００に進み、車速が所定値χ２（χ２＞χ１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ７３０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を１００％とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、吐出容量が制限されない状態で駆動される。

ステップＳ７００でＹＥＳの場合には、ステップＳ７１０に進み、車速がψ２（ψ２＞χ２、ψ２＞ψ１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ７４０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を、Ａ％（０＜Ａ＜１００）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２は、デューティ比がＡ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ７１０でＹＥＳの場合には、ステップＳ７２０に進み、車速がω２（ω２＞ψ２、ω２＞ω１）以上であるかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ７５０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値をＢ％（０＜Ｂ＜Ａ）とする。これにより、可変容量コンプレッサ２はデューティ比がＢ％を超えない吐出容量で駆動される。

ステップＳ７２０でＹＥＳの場合には、ステップＳ７６０に進み、ＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値を０％とする。すなわち、可変容量コンプレッサ２は吐出容量が０のデストローク状態となる。

ステップＳ４４０〜ステップＳ４７０、ステップＳ６５０〜ステップＳ６８０、ステップＳ７３０〜ステップＳ７６０でＥＣＶ２ａのデューティ比の制限値の設定が終了すると、図７のステップＳ４８０に進み、コントロールアンプ９からＥＣＶ２ａに与えられるデューティ比の指示値が制限値より大きいか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ４９０で指示値を制限値とする。

このように、外気負荷が高くなるほど車速のしきい値が高くなるようにすることで、必要な冷房能力が不足する事態が生じるのを回避することができる。

なお、エンジン回転数により決定される制限値と、車速により決定される制限値とのいずれか低い方を制限値とするようにしてもよい。このようにすると、より確実に走行性や燃費の向上を図ることができる。

また、この場合、エンジン回転数により決定される制限値と、車速により決定される制限値とをそれぞれ外気負荷を加味して決定するようにすると、より快適性を向上することができる。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の変形を施すことができる。

また、本発明は、コンプレッサの駆動トルクが高いＣＯ₂エアコンに適用すると特に有効である。

本発明の第１実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。第１の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。第２の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。第２の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。第３の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。第３の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。本発明の第４の実施形態の制御装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。第４の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。第４の実施形態の制御方法を示すフローチャートである。第１実施形態の制御方法を示すグラフである。第２実施形態の制御方法を示すグラフである。

符号の説明

１冷凍サイクル
２可変容量コンプレッサ
７エンジン
９コントロールアンプ（制御装置）
９ｂ制限値決定手段
９ｃＥＣＶ調整手段（吐出容量調整手段）

Claims

エンジン（７）を動力源とする可変容量コンプレッサ（２）を備えた車両用空調装置の冷凍サイクル（１）の制御方法であって、エンジン回転数又はエンジン回転数と関連して変化する数値により可変容量コンプレッサ（２）の吐出容量の制限値を決定し、この制限値に基づいて可変容量コンプレッサ（２）を制御することを特徴とする車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
前記制限値がエンジン回転数と外気負荷により決定されることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
前記数値が車速であることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
前記制限値が車速と外気負荷により決定されることを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
前記制限値を、エンジン回転数により決定される制限値と、車速により決定される制限値とのいずれか低い方とすることを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
前記制限値を、エンジン回転数と外気負荷により決定される制限値と、車速と外気負荷により決定される制限値とのいずれか低い方とすることを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
冷力が適切か否かを判断し、冷力が過剰である場合には可変容量コンプレッサを吐出容量が小さくなるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
車両用空調装置がＣＯ₂エアコンであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御方法。
エンジン（７）を動力源とする可変容量コンプレッサ（２）を備えた車両用空調装置の冷凍サイクル（１）の制御装置（９）であって、エンジン回転数又はエンジン回転数と関連して変化する数値により可変容量コンプレッサ（２）の吐出容量の制限値を決定する制限値決定手段（９ｂ）と、この制限値に基づいて可変容量コンプレッサ（２）を制御する吐出容量調整手段（９ｃ）と、を具備することを特徴とする車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、前記制限値をエンジン回転数と外気負荷により決定することを特徴とする請求項９記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、前記制限値を車速により決定することを特徴とする請求項９記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、前記制限値を車速と外気負荷により決定することを特徴とする請求項１１記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、前記制限値を、エンジン回転数により決定される制限値と、車速により決定される制限値とのいずれか低い方とすることを特徴とする請求項１１記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、前記制限値を、エンジン回転数と外気負荷により決定される制限値と、車速と外気負荷により決定される制限値とのいずれか低い方とすることを特徴とする請求項１１記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
制限値決定手段（９ｂ）は、冷力が適切か否かを判断し、冷力が過剰である場合には可変容量コンプレッサ（２）の吐出容量が小さくなるように吐出容量調整手段（９ｃ）へ与える指示値を変更することを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれか一項記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。
車両用空調装置がＣＯ₂エアコンであることを特徴とする請求項９〜請求項１５のいずれか一項記載の車両用空調装置の冷凍サイクルの制御装置。