JP2010126136A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機４１の回転数に伴う騒音が気にならないようにして、充分な空調性能を確保する。
【解決手段】熱負荷に応じて前記圧縮機４１の回転数を求める圧縮機回転数制御手段Ｓ８と、求められた前記圧縮機の回転数ＩＶＯまたはＩＶＯｎが高いほど、最小ブロワ電圧が大きくなり前記ブロワ風量（ブロワ騒音）が大きくなるように制御するように前記最小（ＭＩＮ）ブロワ制御値（電圧）を算出する最小ブロワ制御値算出手段Ｓ５２と、
算出された前記最小ブロワ制御値とＴＡＯから求めた仮のブロワ制御値（電圧）とから、すくなくとも前記最小ブロワ制御値以上の実のブロワ制御値を算出する手段Ｓ５３を備え、実のブロワ制御値が圧縮機の回転数が高いほどブロワ風量を多くする。よって、ブロワの騒音で圧縮機作動音が目立ちにくくなり、乗員の違和感が緩和される。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転数が制御される圧縮機を用いて蒸発器（エバポレータ）に冷媒を送り、この蒸発器を介する空気を送風機で送風し、送風機のブロワ風量が制御される車両用空調装置に適用される。

従来、特許文献１には、圧縮機回転数が所定の最高回転数より高い時は、圧縮機の必要回転数が非常に高い場合であっても、騒音を考慮して圧縮機回転数を制限する発明が記載されている。

この特許文献１記載の発明は、騒音などから電動圧縮機の最高回転数が決められているのである。一方、送風機の送風量、つまりブロワ騒音はブロワ電圧によって決定される。また、上記特許文献１では、圧縮機回転数は、数秒に1回、所定の回転数を加算したり減算したりして制御量となる圧縮機回転数を演算している。また、上記ブロワ電圧は目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて決定されている。
特開２００１−２６２１４号公報

しかし、上記特許文献１では、停車時は騒音を考慮して圧縮機の最高回転数が低く抑えられるため、高い冷房能力が得られず、乗員から冷え不良が指摘される可能性があった。

そして、このような場合に、圧縮機の回転数を低く抑えずに、単純に圧縮機の回転数を高くしたのでは、圧縮機振動が配管を通して車内に伝わり、エバポレータからエアコンユニット、更に車体に振動が伝わることで、大きな圧縮機作動音として乗員に伝わる。

ここで、発明者は、風量が低い時、圧縮機の回転数が高いと、相対的に圧縮機作動音が大きくなり、乗員から異音に関する問題が指摘される可能性があることに着目した。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、停車時でも充分な冷房能力を得られると共に、圧縮機作動音が目立ち難くなり、乗員の違和感が緩和される車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車室内を空調し内部に冷媒が流れる熱交換器（４５）と、熱交換器（４５）を介して空調風を車室内に送風する送風機（３０）と、熱交換器に冷媒を供給する圧縮機（４１）と、空調制御手段（７）を備え、該空調制御手段（７）は、車室内の熱負荷に応じて圧縮機の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）と、熱負荷と圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）で求められた圧縮機の回転数とに応じて送風機（３０）のブロワ風量を制御し熱負荷が同じ場合は圧縮機の回転数が高いほどブロワ風量を多くする自動ブロワ制御手段（Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３）を備えることを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、圧縮機の回転数に応じてブロワ風量を多くすることが出来るので、圧縮機の騒音をブロワ騒音がマスキングし、圧縮機の騒音を乗員が気にすることが少なくなる。

次に、請求項２に記載の発明においては、自動ブロワ制御手段（Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３）は、車室内の熱負荷に応じて送風機（３０）の仮のブロワ制御値を算出する手段（Ｓ５１）と、圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）にて求められた圧縮機の回転数が高いほど前記ブロワ風量が大きくなるように最小ブロワ制御値を算出する最小ブロワ制御値算出手段（Ｓ５２）と、算出された最小ブロワ制御値と前記仮のブロワ制御値とから、すくなくとも最小ブロワ制御値以上の実のブロワ制御値を算出する実のブロワ制御値算出手段（Ｓ５３）を備えることを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、圧縮機（４１）の回転数が高い時、最小ブロワ制御値が大きくなるから、実のブロワ制御値も圧縮機（４１）の回転数が高いほどブロワ風量が大きいものにすることが出来る。よって、ブロワの騒音で圧縮機作動音が目立ちにくくなり、乗員の違和感が緩和される。

次に、請求項３に記載の発明においては、自動ブロワ制御手段（Ｓ５３）は、算出された最小ブロワ制御値と仮のブロワ制御値のうち大きい方を実のブロワ制御値とすることを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、算出された最小ブロワ制御値と仮のブロワ制御値のうち大きい方を実のブロワ制御値とし、圧縮機（４１）の回転数が高いほど最小ブロワ制御値が大きくなるから、圧縮機（４１）の回転数が高いほどブロワ風量が大きくなり、ブロワの騒音で圧縮機作動音が目立ちにくくなり、乗員の違和感が緩和される。

次に、請求項４に記載の発明においては、更に、送風機（３０）の風量をマニュアルモードで設定する手段（６４）を備え、このマニュアルモードにおいて最低風量（Ｌｏ）が選択されたときは、自動ブロワ制御手段（Ｓ５３）が算出した実のブロワ制御値よりも前記ブロワ風量を小さくすることを特徴としている。

この請求項４記載の発明によれば、乗員の送風機（３０）のマニュアル操作時は自動時の風量より下げることが可能となるので、乗員の風量低減要求に応じることが出来る。

次に、請求項５に記載の発明においては、熱負荷に応じて圧縮機（４１）の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）は、目標エバポレータ後温度（ＴＥＯ）と、エバポレータ後温度センサ（７４）にて検出した実際のエバポレータ後温度（ＴＥ）との偏差（Ｅｎ）に基づいて、圧縮機（４１）の回転数を演算することを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、目標エバポレータ後温度（ＴＥＯ）を制御に用いる車両用空調装置において、空調負荷に応じて必要な圧縮機（４１）の回転数を演算することが出来る。

次に、請求項６に記載の発明においては、熱負荷に応じて圧縮機（４１）の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）は、圧縮機の冷媒の圧力に関する目標冷媒圧力情報（ＰＳＯ）と実冷媒圧力情報（ＰＳ）との偏差（Ｅｎ）に基づいて、圧縮機（４１）の回転数を演算することを特徴としている。

この請求項６に記載の発明によれば、目標エバポレータ後温度（ＴＥＯ）を用いないシステムの車両用空調装置においても、空調負荷に応じて必要な圧縮機（４１）の回転数を演算することが出来る。

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図８を用いて詳細に説明する。図１はエアコン制御システムの全体概略構成を示した図で、図２はハイブリッド自動車の概略構成を示した図で、図３はエアコン制御システムの制御系を示した図である。

この第１実施形態のエアコン制御システムは、図２のように、走行用ガソリンエンジン（以下走行用エンジンと略す）１、電動発電機により構成された走行用モータ２、走行用エンジン１を始動させるための始動用モータ及び点火装置を含むエンジン始動装置３、並びに走行用モータ２及びエンジン始動装置３に電力を供給するバッテリ４を搭載するハイブリッド自動車５に搭載される。

そして、このハイブリッド自動車５の車室内を空調するエアコンユニット６の各空調手段（アクチュエータ）を、空調制御手段を成す空調制御装置（以下エアコンＥＣＵとも言う）７によって制御することにより、車室内の温度を常に設定温度に保つよう自動制御する。

走行用エンジン１は、ハイブリッド自動車５の車軸に係脱自在に連結されている。また、走行用モータ２は、ハイブリッド自動車５の車軸９０に係脱自在に連結されている。走行用モータ２は、走行用エンジン１と車軸９０とが連結していない時に車軸９０と連結されるようになっている。

そして、走行用モータ２は、ハイブリッド制御装置（以下ハイブリッドＥＣＵと言う）８により自動制御（例えばインバータ制御）されるように構成されている。

さらに、エンジン始動装置３は、エンジン制御装置（以下エンジンＥＣＵと言う）９により自動制御される。

エアコンユニット（空調ユニット）６は、図１のように、内部にハイブリッド自動車５の車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト１０、この空調ダクト１０内において空気流を発生させる遠心式送風機３０、空調ダクト１０内を流れる空気を冷却して車室内を冷房するための冷凍サイクル４０、および空調ダクト１０内を流れる空気を加熱して車室内を暖房するための冷却水回路５０等から構成されている。

空調ダクト１０の最も上流側（風上側）は、吸込口切替箱（内外気切替箱）を構成する部分で、車室内空気（以下内気と言う）を取り入れる内気吸込口１１、および車室外空気（以下外気と言う）を取り入れる外気吸込口１２を有している。

さらに、内気吸込口１１および外気吸込口１２の内側には、内外気（吸込口）切替ドア１３が回動自在に取り付けられている。

この内外気切替ドア１３は、サーボモータ等のアクチュエータ１４（図３）により駆動されて、吸込口モードを内気循環モード、外気導入モード等に切り替える。なお、内外気切替ドア１３は、吸込口切替箱と共に吸込口モード切替手段を構成する。

また、空調ダクト１０の最も下流側（風下側）には、吹出口切替箱を構成する部分で、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部およびフット（ＦＯＯＴ）開口部が形成されている。

そして、ＤＥＦ開口部には、デフロスタダクト１５が接続されて、このデフロスタダクト１５の最下流端には、ハイブリッド自動車５のフロント窓ガラス１８ａの内面に向かって主に温風を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１８が開口している。

また、ＦＡＣＥ開口部には、フェイスダクト１６が接続されて、このフェイスダクト１６の最下流端には、乗員の頭胸部に向かって主に冷風を吹き出すフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口１９が開口している。

さらに、ＦＯＯＴ開口部には、フットダクト１７が接続されて、このフットダクト１７の最下流端には、乗員の足元部に向かって主に温風を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口２０が開口している。

そして、各吹出口の内側には、吹出口切替ドア２１ａ及び２１ｂが回動自在に取り付けられている。吹出口切替ドア２１ａ及び２１ｂは、サーボモータ等のアクチュエータ２２（図３）によりそれぞれ駆動されて、吹出口モードをフェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モードまたはデフロスタ（ＤＥＦ）モードのいずれかに切り替える。

なお、２個の吹出口切替ドア２１ａ及び２１ｂは、吹出口切替箱と共に吹出口切替手段を構成する。

遠心式送風機３０は、空調ダクト１０と一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収容された室内ブロワ３１、およびこの室内ブロワ３１を回転駆動するブロワモータ３２を有している。

そして、ブロワモータ３２は、ブロワ駆動回路３３を介して印加されるブロワ端子電圧（以下ブロワ電圧と言う）に基づいて、ブロワ風量（室内ブロワ３１の回転速度）が制御される。

冷凍サイクル４０は、圧縮機（本発明の電動式圧縮機に相当する）４１、この圧縮機４１の吐出口より吐出された冷媒が流入するコンデンサ４２、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ（受液器、気液分離器）４３、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ（膨張弁、減圧手段）４４、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるエバポレータ（冷媒蒸発器）４５、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。

このうち、エバポレータ４５は、本発明の冷却用熱交換器に相当するもので、空気通路を全面塞ぐようにして空調ダクト１０内に配設される。

圧縮機４１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するもので、駆動源としての電動モータ（可変速電動機）４６と、この電動モータ４６の回転速度を変更する回転速度可変手段としてのエアコン用インバータ４７とを備えている。

エアコン用インバータ４７は、トランジスタインバータによるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ・Ｗｉｄｔｈ・Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うもので、エアコンＥＣＵ７（図３）の出力信号に基づいて、圧縮機４１の電動モータ４６に印加する周波数および電圧を連続的または段階的に可変制御することで圧縮機４１の電動モータ４６の回転速度を変速する。

したがって、圧縮機４１は、電動モータ４６の回転速度の変化によって、吐出口からコンデンサ４２へ吐出する冷媒吐出容量を変化させて、冷凍サイクル４０内を循環する冷媒の循環量、つまりエバポレータ４５内に流入する冷媒の流量を増減することにより、エバポレータ４５の冷却能力を制御することができる。

コンデンサ４２は、圧縮機４１で圧縮された冷媒を凝縮液化させる冷媒凝縮器である。このコンデンサ４２は、冷却ファン（室外ファン）４８により送風される外気と走行風とを熱交換する室外熱交換器である。

冷却水回路５０は、図示しないウォータポンプによって、ハイブリッド自動車５のエンジンルーム内に搭載された走行用エンジン１のウォータジャケットで暖められた冷却水を循環させる回路で、ヒータコア５１を有している。

ヒータコア５１は、本発明の加熱用熱交換器に相当するもので、内部に走行用エンジン１を冷却したエンジン冷却水が流れ、このエンジン冷却水を暖房用熱源として冷風を再加熱する。

このヒータコア５１は、空気通路を部分的に塞ぐように空調ダクト１０内においてエバポレータ４５よりも下流側に配設されている。ヒータコア５１の空気上流側には、エアミックス（Ａ／Ｍ）ドア５２が回動自在に取り付けられている。

Ａ／Ｍドア５２（図３）は、本発明の吹出温度変更手段に相当するもので、サーボモータ等のアクチュエータ５３（図３）に駆動されて、ヒータコア５１から空気を全て迂回させるＭＡＸ・ＣＯＯＬ位置から、ヒータコア５１に空気を全て通すＭＡＸ・ＨＯＴ位置までの間でその停止位置によって、ヒータコア５１を通過する空気量とヒータコア５１を迂回する空気量との割合を変更して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する。

次に、本実施形態の制御系の構成を図２ないし図４に基づいて説明する。図３のように、エアコンＥＣＵ７には、エンジンＥＣＵ９から出力される通信信号、車室内前面に設けられたコントロールパネルＰ上の各種スイッチからのスイッチ信号、および各種センサからのセンサ信号が入力される。

ここで、コントロールパネルＰ上の各種スイッチとは、図４に示したように、圧縮機４１の起動および停止を指令するためのフル（ＦＵＬＬ）スイッチ６０およびエアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ６１、吸込口モードを切り替えるための吸込口切替スイッチ６２、車室内の温度を所望の設定温度Ｔｓｅｔに設定するための温度設定レバー（温度設定手段）６３、室内ブロワ３１の送風量をマニュアルモードで設定する手段となる風量切替レバー（室内ブロワスイッチ）６４、及び吹出口モードを切り替えるための吹出口切替スイッチ６５、６６、６７、６８、及び６９である。

このうちＦＵＬＬスイッチ６０は、エバポレータ４５による空気冷却度合をフロストする限界まで下げるフルモードを指令するエアコンスイッチである。また、Ａ／Ｃスイッチ６１は、燃料経済性（省燃費性）を優先して圧縮機４１をＯＮ、ＯＦＦするエコノミーモードを指令するエアコンスイッチである。

さらに、風量切替レバー６４は、レバー位置がＯＦＦの場合に、ブロワモータ３２への通電を停止する（ブロワレベル０）。また、レバー位置がＡＵＴＯの場合には、ブロワモータ３２に印加するブロワ電圧（ブロワレベル）、つまりブロワ風量を自動制御する。

さらに、レバー位置がＬｏ、ＭＥ、ＨＩの場合には、それぞれブロワモータ３２に印加するブロワ電圧（ブロワレベル）を４Ｖ（ボルト）の最小値（最小風量）、中間値（中間風量）、１２Ｖの最大値（最大風量）に固定する。

そして、吹出口切替スイッチ６５〜６９には、ＦＡＣＥモードに固定するためのフェイス（ＦＡＣＥ）スイッチ６５、Ｂ／Ｌモードに固定するためのバイレベル（Ｂ／Ｌ）スイッチ６６、ＦＯＯＴモードに固定するためのフット（ＦＯＯＴ）スイッチ６７、Ｆ／Ｄモードに固定するためのフットデフ（Ｆ／Ｄ）スイッチ６８、およびＤＥＦモードに固定するためのデフロスタ（ＤＥＦ）スイッチ６９等がある。

そして、各種センサとは、図３に示したように、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温度センサ（内気温度検出手段）７１、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）７２、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ（日射検出手段）７３、およびエバポレータ４５の空気冷却度合を検出するエバポレータ後温度センサ（冷却度合検出手段）７４、ヒータコア５１に流入するエンジン冷却水の温度（冷却水温）を検出する冷却水温度センサ（冷却水温検出手段）７５、及び冷凍サイクル４０の高圧圧力（凝縮圧力、吐出圧力）を検出する冷媒圧力センサ７６等がある。

このうち、内気温度センサ７１は、本発明の空調負荷検出手段に相当するものである。なお、空調負荷検出手段としては、その他に外気温度センサ７２、日射センサ７３、冷却水温度センサ７５、冷媒圧力センサ７６、車速センサ、車両への乗車人数を検出するセンサ等を使用することができる。

また、内気温度センサ７１、外気温度センサ７２および冷却水温度センサ７５は、具体的にはサーミスタが使用されている。

そして、図１のエバポレータ後温度センサ７４は、エバポレータ４５の冷却温度を検出する冷却温度検出手段であり、具体的にはエバポレータ４５より吹き出した吹出温度、つまりエバポレータ４５を通過した直後の空気温度（以下エバポレータ後温度と言う）を検出するサーミスタ等のエバポレータ後温度検出手段である。

そして、エアコンＥＣＵ７の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー回路等からなるマイクロコンピュータが設けられ、各種センサ７１〜７６からのセンサ信号は、エアコンＥＣＵ７内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

なお、エアコンＥＣＵ７は、ハイブリッド自動車５のイグニッションスイッチが投入（オン）されたときに、バッテリ４（図２）から直流電源が供給されて作動する。

（第１実施形態の制御方法）次に、本実施形態のエアコンの制御方法を図５ないし図８に基づいて説明する。ここで、図５はエアコンＥＣＵ７による基本的な制御処理を示したフローチャートである。

先ず、イグニッションスイッチがＯＮ（オン）されてエアコンＥＣＵ７に直流電源が供給されると、図５のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ１）。

次に、ＦＵＬＬスイッチ６０（図４）、Ａ／Ｃスイッチ６１、吸込口切替スイッチ６２、温度設定レバー６３、風量切替レバー６４および吹出口切替スイッチ６５〜６９等の各種スイッチからスイッチ信号を読み込む（ステップＳ２）。

次に、内気温度センサ７１（図３）、外気温度センサ７２、日射センサ７３、エバポレータ後温度センサ７４、冷却水温度センサ７５および冷媒圧力センサ７６等の各種センサからセンサ信号をＡ／Ｄ変換した信号を読み込む（ステップＳ３）。

次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数式１に基づいて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出する（ステップＳ４）。

（数式１）ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×ＴＲ−Ｋａｍ×ＴＡＭ−Ｋｓ×ＴＳ＋Ｃ
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定レバー６３（図４）にて設定した設定温度、ＴＲは内気温度センサ７１にて検出した内気温度、ＴＡＭは外気温度センサ７２にて検出した外気温度、ＴＳは日射センサ７３にて検出した日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、ＫａｍおよびＫｓはゲインで、Ｃは補正用の定数である。

次に、図５のステップＳ５のブロワ電圧決定ステップＳ５に進む。このステップＳ５の詳細は図６の通りである。風量切替レバー６４（図４）のレバー位置がＡＵＴＯの自動運転の場合には、予めＲＯＭに記憶された特性図（図６）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する仮のブロワ電圧（ブロワレベル）を図６のステップＳ５１で決定する。

次に、ステップＳ５２に進み、風量切替レバー６４のレバー位置がＯＦＦ、Ｌｏ、ＭＥまたはＨＩのようにマニュアル操作された場合には、レバー位置に応じた風量に固定され、レバー位置がＬｏの場合は上述のようにブロワ電圧は４Ｖとなる。つまり、マニュアル操作でレバー位置がＬｏとされたときは、自動運転のときのステップＳ５２における圧縮機回転数が４０００ｒｐｍのときと同じレベルまで強制的にブロワ電圧の最小値（ＭＩＮブロワ電圧）を絞り込む。

これによってブロワ風量が気になる乗員に対して、適切にブロワ風量を制限することが出来る。なお、風量切替レバー６４のレバー位置がＭＥからＨＩのようにマニュアル操作された場合には、ＭＩＮブロワ電圧は４ボルトを超える電圧から１２ボルトまでの所定値に設定される。

一方、自動運転のときは、ステップＳ５２において後述する目標圧縮機回転数ＩＶＯｎまたはＩＶＯを圧縮機回転数として最小ブロワ電圧（ＭＩＮブロワ電圧）をステップＳ５２のマップを用いて演算する。

次に、実際にブロワモータ３２（図３）に印加する実のブロワ電圧をステップＳ５３で決定する。即ち、ステップＳ５３では、上記仮のブロワ電圧と上記最小ブロワ電圧（ＭＩＮブロワ電圧）を比較し、大きい方を実のブロワ電圧として送風機制御に用いる。なお、この一連の実のブロワ電圧の演算は、後述する図５のステップＳ８で、目標圧縮機回転数ＩＶＯｎまたはＩＶＯを求めた直後に行っても良い。

次に、予めＲＯＭに記憶された特性図（図７）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吸込口モードを決定する（図５のステップＳ６）。ここで、吸込口モードの決定においては、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低い温度から高い温度にかけて、内気循環モード、内外気導入（半内気）モード、外気導入モードとなるように決定される。

なお、内気循環モードとは、図１の内外気切替ドア１３を二点鎖線位置に設定して、内気を内気吸込口１１から吸い込む吸込口モードである。また、内外気導入モードとは、内外気切替ドア１３を中間位置に設定して、内気を内気吸込口１１から吸い込むと共に外気を外気吸込口１２から吸い込む吸込口モードである。

さらに、外気導入モードとは、内外気切替ドア１３を図１の実線位置に設定して、外気を外気吸込口１２から吸い込む吸込口モードである。

次に、吹出口モードは、図４に示したコントロールパネルＰ上のＦＡＣＥスイッチ６５、Ｂ／Ｌスイッチ６６、ＦＯＯＴスイッチ６７、Ｆ／Ｄスイッチ６８またはＤＥＦスイッチ６９のいずれかの吹出口切替スイッチにより設定された吹出口モードに設定される。なお、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応して吹出口モードを自動決定するようにしても良い。

次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数式２に基づいて、Ａ／Ｍドア５２（図１）の目標ドア開度（ＳＷ）を算出する（ステップＳ７）。

（数式２）ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
ここで、ＴＡＯはステップＳ４で算出した目標吹出温度で、ＴＥはエバポレータ後温度センサ７４にて検出したエバポレータ後温度で、ＴＷは冷却水温度センサ７５にて検出した冷却水温度である。

そして、ＳＷ≦０（％）として算出されたとき、Ａ／Ｍドア５２は、エバポレータ４５からの冷風の全てをヒータコア５１から迂回させる位置（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ位置）に制御される。また、ＳＷ≧１００（％）として算出されたとき、Ａ／Ｍドア５２は、エバポレータ４５からの冷風の全てをヒータコア５１へ通す位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ位置）に制御される。さらに、０（％）＜ＳＷ＜１００（％）として算出されたとき、Ａ／Ｍドア５２は、エバポレータ４５からの冷風の一部をヒータコア５１に通し、冷風の残部をヒータコア５１から迂回させる位置に制御される。

次に、図５のステップＳ８の詳細を示す図８のサブルーチンが起動して、ＦＵＬＬスイッチ６０（図４）またはＡ／Ｃスイッチ６１がＯＮされている時に、目標吹出温度ＴＡＯ、目標エバポレータ後温度ＴＥＯ等に基づいて、圧縮機４１の目標圧縮機回転速度（ＩＶＯｎまたはＩＶＯ）を設定する。

次に、図５のステップＳ９で、上述の各ステップＳ５〜ステップＳ８にて算出または決定した各制御状態が得られるように、アクチュエータ１４（図３）、２２、５３、ブロワ駆動回路３３およびエアコン用インバータ４７に対して制御信号を出力する。

ここで、冷却水温度センサ７５（図１）にて検出した冷却水温度ＴＷ（図３）が第１所定値（例えば６０℃）以下に低下したらエンジンＥＣＵ９に対してエンジン作動要求（Ｅ／ＧＯＮ）信号を出力し、冷却水温度センサ７５にて検出した冷却水温度ＴＷが第１所定値よりも高温の第２所定値（例えば８５℃）以上に上昇したらエンジンＥＣＵ９に対してエンジン停止要求（Ｅ／ＧＯＦＦ）信号を出力するようにしても良い。

次に、図５のステップＳ１０で、制御サイクル時間ｔ（例えば０．５秒間〜２．５秒間）が経過したか否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０の判定処理を繰り返し、また、判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２の制御処理に戻る。

次に、圧縮機４１の制御状態の決定制御、所謂圧縮機制御を図８に基づいて説明する。ここで、図８はエアコンＥＣＵによる圧縮機制御を示したフローチャートである。

以下、図８に示すフローチャートについて述べる。図５のステップＳ７の次に開始される圧縮機回転数制御の演算は、１秒に１回演算される。

図８のステップＳ２０では、図４のコントロールパネルＰのエアコンスイッチ６１が投入されているか否か、またはデフロスタスイッチ６９が投入されているか否かに基づいて、圧縮機４１を稼動させる必要があるか否かを判定し、圧縮機４１を稼動させる必要がない場合には、ＹＥＳとなって、目標圧縮機回転数ＩＶＯを０ｒｐｍとする（ステップＳ２１）。

一方、圧縮機４１を稼動させる必要があると判定された場合には、ＮＯとなって、圧縮機４１を停止状態から起動させる時であるか否か、つまり前回の目標圧縮機回転数ＩＶＯｎ-1が０ｒｐｍであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。

この判定の結果、圧縮機４１を停止状態から起動させる時、つまり前回の目標圧縮機回転数ＩＶＯｎ-1が０ｒｐｍである場合には、ＹＥＳと判定され、空調負荷の大きさを示す目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、目標圧縮機回転数ＩＶＯｎを決定する（ステップＳ２３）。

また、圧縮機４１を停止状態から起動させる時でない、つまり前回の目標圧縮機回転数ＩＶＯｎ-1が０ｒｐｍでない場合には、ステップＳ２２で判定がＮＯとなる。この場合には、目標吹出温度ＴＡＯから周知のマップ演算で目標エバポレータ後温度ＴＥＯを算出し、この目標エバポレータ後温度ＴＥＯに基づいて目標圧縮機回転数ＩＶＯを算出する（Ｓ２４〜Ｓ２７）。

具体的には、目標圧縮機回転数ＩＶＯは、目標エバポレータ後温度ＴＥＯと、エバポレータ後温度センサ７４（図１）にて検出した実際のエバポレータ後温度ＴＥとの偏差Ｅｎ、及び偏差変化率Ｅｄｏｔをパラメータとして、下記数式３、数式４に基づいて決定する。

（数式３）
Ｅｎ＝ＴＥＯ−ＴＥ
（数式４）
Ｅｄｏｔ＝Ｅｎ−Ｅn-1
ここで、Ｅn-1は偏差Ｅｎの前回の値であり、偏差Ｅｎは１秒毎に更新されるため、前回の偏差Ｅｎ-1は偏差Ｅｎに対して１秒前の値となる。

そして、ＲＯＭに記憶された所定のメンバーシップ関数及びファジールールに基づいて、上記で算出した偏差Ｅｎ及び偏差変化率Ｅｄｏｔにおける目標増加回転数Δｆ（ｒｐｍ）を算出する。このように、上記偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔを求めて、更にメンバーシップ関数及びファジールールに基づいて目標増加回転数Δｆを求める方法は、上記特許文献１（特開２００１−２６２１４号公報）にも書かれている。

ここで、この目標増加回転数Δｆとは、前回の目標圧縮機回転数ＩＶＯn-1、すなわち１秒前の目標圧縮機回転数ＩＶＯn-1に対して増減する圧縮機４１の回転数のことである。

次に、ステップＳ２７において、先回の目標圧縮機回転数ＩＶＯ（ｎ-1）に対し、ステップＳ２６で算出した今回変化分Δｆを加算し、今回の圧縮機制御量となる目標圧縮機回転数ＩＶＯを演算する。

次に、前述したように、図５のステップＳ５〜ステップＳ８にて算出または決定した各制御状態が得られるように、制御信号を出力する（ステップＳ９）。

更に、制御信号を出力してから制御サイクル時間ｔ（例えば０．５秒間〜２．５秒間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２の制御処理に戻る。

なお、上記第１実施形態では、ステップＳ２４〜Ｓ２７で圧縮機回転数制御手段を構成し、仮のブロワ制御値を算出する手段となるステップＳ５１と、最小ブロワ制御値算出手段となるステップＳ５２と、実のブロワ制御値算出手段となるステップＳ５３とで自動ブロワ算出手段Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３を構成している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。上記第１実施形態では、制御量となる目標圧縮機回転数ＩＶＯは、目標エバポレータ後温度ＴＥＯと、エバポレータ後温度センサ７４にて検出した実際のエバポレータ後温度ＴＥとの偏差Ｅｎ、及び偏差変化率Ｅｄｏｔにパラメータとして、上記数式に基づいて決定した。

しかし、この第２実施形態は、目標低圧側圧力ＰＳＯ（詳細は後述する）と、低圧側圧力センサで測定した実低圧側圧力ＰＳに基づいて、目標圧縮機回転数ＩＶＯを算出するものである。そしてこの場合は図１及び図３において圧縮機低圧側に破線で示したように、低圧側圧力センサＰＳ９１を設ける。

図８を援用して説明すれば、この第２実施形態では、ステップＳ２４〜ステップＳ２７において、目標エバポレータ後温度ＴＥＯの代わりに後述する目標低圧側圧力ＰＳＯを用い、実際に測定したエバポレータ後温度ＴＥの代わりに図１の低圧側圧力センサＰＳ９１で測定した実低圧側圧力ＰＳの値を使用して目標圧縮機回転数ＩＶＯを算出する。

上記目標低圧側圧力ＰＳＯは、図４の温度設定手段となる温度設定レバー６３にて設定された設定温度Ｔｓｅｔと、図９及び図１０のマップとに基いて設定されたものである。

そして、内気温度センサ７１（図３）で測定した内気温度ＴＲが設定温度Ｔｓｅｔより高い冷房運転時は、図９のマップで目標低圧側圧力ＰＳＯが設定される。一方、暖房時には図１０のマップで目標低圧側圧力ＰＳＯが設定される。

なお、暖房時は目標低圧側圧力ＰＳＯを制御パラメータにすることにより、間接的に圧縮機高圧側の冷媒圧力を制御しているので、冷凍サイクル４０の高圧圧力（凝縮圧力、吐出圧力）を検出する冷媒圧力センサ７６（図１）の値で制御することも出来る。

具体的には、仮の目標圧縮機回転数ＩＶＯは、目標冷媒圧力情報となる特に目標低圧側圧力ＰＳＯと実際に図１の低圧側圧力センサＰＳ９１で測定した実冷媒圧力情報となる実低圧側圧力ＰＳの検出圧力との偏差Ｅｎ、及び偏差変化率Ｅｄｏｔをパラメータとする。そして、これらのパラメータは、下記数式５、数式６に基づいて決定する。

（数式５）Ｅｎ＝ＰＳＯ−ＰＳ
（数式６）Ｅｄｏｔ＝Ｅｎ−Ｅｎ-1
ここで、Ｅｎ-1は、偏差Ｅｎの前回の値である。偏差Ｅｎは１秒毎に更新されるため、前回の偏差Ｅｎ-1は、偏差Ｅｎに対して１秒前の値となる。

そして、ＲＯＭに記憶された所定のメンバーシップ関数、及びルールに基づいて、上記で算出した偏差Ｅｎ及び偏差変化率Ｅｄｏｔにおける目標増加回転数Δｆ（ｒｐｍ）を算出する（ステップＳ２６）。

ここで、この目標増加回転数Δｆは、前回の目標圧縮機回転数ＩＶＯｎ-1、すなわち１秒前の目標圧縮機回転数ＩＶＯｎ-1に対して増減する圧縮機４１の回転数のことである。

そして、ステップＳ２７にて、仮の目標圧縮機回転数ＩＶＯを数式７に基づいて決定する。

（数式７）仮のＩＶＯ＝ＩＶＯ（ｎ-1）＋Δｆ
このように、図８のステップＳ２７において、先回の目標圧縮機回転数ＩＶＯ（ｎ-1）に対し、ステップＳ２６で算出した今回変化分Δｆを加算し、今回の目標圧縮機回転数ＩＶＯを演算し、ステップＳ９に進む。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することが出来る。例えば上述の実施形態では、圧縮機が電動モータによって駆動され、バッテリから車両を走行させる走行用モータに電力を供給する電気自動車用の空調装置に本発明を適用した。

これは、特にこの種の車両の室内が静かであることに起因しているが、近年の内燃機関は静粛化の傾向にあり、電気自動車用空調装置に限らず、その他の車両用空調装置に、本発明を適用可能である。

本発明の第１実施形態におけるエアコン制御システムの全体概略構成を示す模式図である。 上記実施形態におけるハイブリッド自動車の概略構成を示す模式図である。 上記実施形態におけるエアコン制御システムの制御系を示すブロック図である。 上記実施形態におけるエアコン操作パネルを示す正面図である。 上記実施形態におけるエアコンＥＣＵによる基本的な制御処理を示すフローチャートである。 上記実施形態におけるブロワ電圧を決定するステップの詳細を示すフローチャートである。 上記実施形態における目標吹出温度と吸込口モードとの関係を示した特性図である。 上記実施形態におけるコンプレッサ制御の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態で用いる冷房運転時の設定温度と目標低圧側圧力の関係を示す特性図である。 第２実施形態で用いる暖房運転時の設定温度と目標低圧側圧力の関係を示す特性図である。

符号の説明

７ 空調制御手段（エアコンＥＣＵ）
Ｓ２４〜Ｓ２７ 圧縮機回転数制御手段
３０ 送風機
４１ 圧縮機
４５ 熱交換器（エバポレータ）
Ｓ５１ 仮のブロワ制御値を算出する手段
Ｓ５２ 最小ブロワ制御値算出手段
Ｓ５３ 実のブロワ制御値算出手段
Ｓ５１，Ｓ５２、Ｓ５３ 自動ブロワ制御手段
６４ 風量をマニュアルモードで設定する手段
７４ エバポレータ後温度センサ
Ｅｎ 偏差
ＩＶＯｎ、ＩＶＯ 目標圧縮機回転数（圧縮機の回転数）
Ｌｏ 最低風量
ＰＳＯ 目標冷媒圧力情報
ＰＳ 実冷媒圧力情報
ＰＳ９１ 低圧側圧力センサ
ＴＥＯ 目標エバポレータ後温度
ＴＥ 実際のエバポレータ後温度
Ｔｓｅｔ 設定温度

Claims (6)

1. 車室内を空調し内部に冷媒が流れる熱交換器（４５）と、
   前記熱交換器（４５）を介して空調風を前記車室内に送風する送風機（３０）と、
   前記熱交換器に冷媒を供給する圧縮機（４１）と、
   空調制御手段（７）を備え、
   該空調制御手段（７）は、
   前記車室内の熱負荷に応じて前記圧縮機の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）と、
   前記熱負荷と前記圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）で求められた前記圧縮機の回転数とに応じて前記送風機（３０）のブロワ風量を制御し前記熱負荷が同じ場合は前記圧縮機の回転数が高いほど前記ブロワ風量を多くする自動ブロワ制御手段（Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記自動ブロワ制御手段（Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３）は、
   前記車室内の熱負荷に応じて前記送風機（３０）の仮のブロワ制御値を算出する手段（Ｓ５１）と、
   前記圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）にて求められた前記圧縮機の回転数が高いほど前記ブロワ風量が大きくなるように最小ブロワ制御値を算出する最小ブロワ制御値算出手段（Ｓ５２）と、
   算出された前記最小ブロワ制御値と前記仮のブロワ制御値とから、すくなくとも前記最小ブロワ制御値以上の実のブロワ制御値を算出する実のブロワ制御値算出手段（Ｓ５３）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記自動ブロワ制御手段（Ｓ５３）は、算出された前記最小ブロワ制御値と仮のブロワ制御値のうち大きい方を実のブロワ制御値とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 更に、前記送風機（３０）の風量をマニュアルモードで設定する手段（６４）を備え、このマニュアルモードにおいて最低風量（Ｌｏ）が選択されたときは、前記自動ブロワ制御手段（Ｓ５１、Ｓ５２、及びＳ５３）が制御するよりも前記ブロワ風量を小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
5. 前記熱負荷に応じて前記圧縮機（４１）の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）は、目標エバポレータ後温度（ＴＥＯ）と、エバポレータ後温度センサ（７４）にて検出した実際のエバポレータ後温度（ＴＥ）との偏差（Ｅｎ）に基づいて、前記圧縮機（４１）の回転数を演算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
6. 前記熱負荷に応じて前記圧縮機（４１）の回転数を求める圧縮機回転数制御手段（Ｓ２４〜Ｓ２７）は、前記圧縮機の冷媒の圧力に関する目標冷媒圧力情報（ＰＳＯ）と実冷媒圧力情報（ＰＳ）との偏差（Ｅｎ）に基づいて、前記圧縮機（４１）の回転数を演算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。

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