JP3368718B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷房負荷に応じて容量
が変化するように構成された内部可変容量型圧縮機を用
いて、蒸発器における空気冷却度合いを制御する空調装
置であって、この圧縮機を作動させたまま、冷房負荷に
応じた容量変化によって前記冷却度合いを制御する機能
と、圧縮機の作動、停止を繰り返すことによって前記冷
却度合いを制御する機能とを有する空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような空調装置の従来技術の一例
によれば、冷房負荷に応じて圧縮機の容量が変化し、こ
の容量変化によって、蒸発器通過後の空気温度がほぼ所
定温度（例えは０℃〜１℃）で一定となるように制御さ
れる。そして、容量が最低（例えば２０％）となっても
なお冷房能力が余って、蒸発器通過後空気温度が上記所
定温度以下となった場合には、圧縮機の作動、停止を繰
り返す制御（以下、オンオフ制御という）に切り換える
ことによって、蒸発器のフロストを防止するようにした
ものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術の場合、
蒸発器通過後空気温度が上記所定温度以下となったら、
オンオフ制御に切り換わるため、これによって圧縮機の
動力が大きくなってしまう場合があるということが、本
発明者等の実験、検討によって新たに分かった。以下、
この問題について図８を用いて詳述する。

【０００４】図８は、圧縮機の容量制御が始まる点（以
下、制御開始点という）における冷房能力をＱ0 、圧縮
機動力をＬ0 とし、この冷房能力Ｑ0 に対する実際の冷
房能力Ｑの比（Ｑ／Ｑ0 ）と、上記圧縮機動力Ｌ0 に対
する実際の圧縮機動力Ｌの比（Ｌ／Ｌ0 ）との関係を、
容量制御を行った場合とオンオフ制御（このときの容量
は１００％固定）を行った場合のそれぞれについて示し
たものである。つまり、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 が１以下の
範囲のときに圧縮機の容量制御が行われる。

【０００５】この図８からも分かるように、冷房能力比
Ｑ／Ｑ0 がＱ1 以下のときには、容量制御を行った場合
よりもオンオフ制御を行った場合の方が、圧縮機の動力
比Ｌ／Ｌ0 が小さくなり、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 がＱ1 以
上のときには、オンオフ制御を行った場合よりも容量制
御を行った場合の方が、圧縮機の動力比Ｌ／Ｌ0 が小さ
くなる。

【０００６】それに対して上記従来技術は、蒸発器通過
後の空気温度が上記所定温度以下となったら必ずオンオ
フ制御に切り換わる。すなわち、このときの冷房能力比
Ｑ／Ｑ0 がＱ1 以上の任意の点（例えばＱ2 ）であれ
ば、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 がＱ2以上のときに容量制御を
行い、Ｑ2 以下のときにオンオフ制御を行うことにな
る。

【０００７】このように、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 がＱ2 以
下の範囲でオンオフ制御に切り換わると、Ｑ1 ≦Ｑ／Ｑ
0 ≦Ｑ2 の範囲では、容量制御を行う場合に比べて圧縮
機動力比Ｌ／Ｌ0 が大きくなってしまう。そこで本発明
は、内部可変容量型圧縮機の容量制御とオンオフ制御の
両方を行う空調装置において、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 がＱ
1 以下のときにはオンオフ制御、Ｑ／Ｑ0 がＱ1 以上の
ときには容量制御を行うことによって、圧縮機の省動力
効果を上げることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために、以下に述べるような種々の検討を行
った。冷凍サイクルの高圧側の負荷、または圧縮機の回
転数等の条件によって、図８の制御開始点、すなわちＱ
0 、Ｌ0 はずれる。つまり、冷房能力比Ｑ／Ｑ0 は、上
記条件によって変化するので、決まった値としての冷房
能力比Ｑ／Ｑ0 を求めることは極めて困難である。

【０００９】そこで本発明者等は、圧縮機の稼働率（圧
縮機の全稼働率に対する圧縮機の作動時間の比率）が低
くなれば、それだけ冷房能力比Ｑ／Ｑ0 が小さくなるこ
とに着目し、稼働率と冷房能力比Ｑ／Ｑ0 との間に一定
の関係があるのではないかとの予想をたて、実際に実験
をしてみたところ、図９のようなデータが得られた。そ
してこの図９のデータより、稼働率φと冷房能力比Ｑ／
Ｑ0 とがほぼ同じであることが分かった。

【００１０】次に本発明者等は、この稼働率φを推定す
る方法について検討を重ねた。その結果、蒸発器を通過
する空気の熱負荷が大きくなればそれだけ稼働率φは大
きくなり、また蒸発器の冷媒側能力（例えば冷媒流量）
が大きくなればそれだけ稼働率φは小さくなるというこ
とに着目し、稼働率φは下記数式１で表せるのではない
かと予想をたて、さらにこの推定稼働率φａの具体例と
して下記数式２をたてた。

【００１１】

【数１】推定稼働率φａ＝（蒸発器の空気側負荷）／
（蒸発器の冷媒側能力）

【００１２】

【数２】推定稼働率φａ＝ＣＶa （Ｔa1−Ｔa2）／Ｎc （Ｃ：定数、Ｖa ：蒸発器通過風量、Ｔa1：蒸発器入口
空気温度、Ｔa2：蒸発器出口空気温度、Ｎc ：圧縮機回
転数） そして、上記数式２によって算出される推定稼働率φａ
と実際の稼働率φとの間の関係を実際に実験してみたと
ころ、図１０に示すデータが得られた。そしてこの図１
０のデータより、上記数式２に基づいて算出される推定
稼働率φａが、実際の稼働率φとほぼ同じとみなしても
問題ないことが分かった。

【００１３】なお、図１０は、圧縮機の容量を１００％
とした状態で圧縮機のオンオフ制御を行ったときの実験
データで、図中丸印は、図１１（ａ）に示すように、蒸
発器通過後の空気温度（Ｔer）が３℃−４℃でオンオフ
するように制御した場合、図中三角印は、図１１（ｂ）
に示すように、Ｔerが１０℃−１１℃でオンオフするよ
うに制御した場合を示す。

【００１４】以上の検討の結果、本発明者等は、上記数
式１の考え方で推定稼働率φａを求めれば、この推定稼
働率φａにて冷房能力比Ｑ／Ｑ0 を代用できるというこ
とを新たに見出した。本発明は、上記種々の検討結果に
基づいてなされたもので、その構成上の特徴とするとこ
ろは、請求項１記載の発明では、冷媒を吸入、圧縮、吐
出する圧縮機（２）、この圧縮機（２）が吐出した冷媒
を凝縮させる凝縮器（３）、この凝縮器（３）からの冷
媒を減圧する減圧手段（５）、およびこの減圧手段
（５）からの冷媒を蒸発させる蒸発器（６）をそれぞれ
備える冷凍サイクル（１）と、空気流を発生する送風手
段（９）と、この送風手段（９）によって発生した空気
を室内に導くとともに、前記蒸発器（６）が内部に設け
られた空気通路（８）と、前記蒸発器（６）が前記空気
通路（８）内の空気を冷却する度合いを検出する冷却度
合い検出手段（１１）とを備えた空調装置において、前
記圧縮機（２）は、冷房負荷に応じて容量が変化する内
部可変容量型圧縮機として構成されるとともに、この圧
縮機（２）には、この圧縮機（２）の作動、停止を切り
換える切換手段（１２）が接続され、前記圧縮機（２）
の推定稼働率を算出する推定稼働率算出手段（ステップ
２２０）と、この推定稼働率算出手段（ステップ２２
０）によって算出された推定稼働率（φａ）が所定稼働
率（φ1 ）よりも大きいか小さいかを判定する推定稼働
率判定手段（ステップ２３０）と、この推定稼働率判定
手段（ステップ２３０）によって、前記推定稼働率（φ
ａ）が前記所定稼働率（φ1 ）よりも大きいと判定され
たときに、前記圧縮機（２）を作動させるように前記切
換手段（１２）を制御する第１の圧縮機制御手段（ステ
ップ２４０）と、前記推定稼働率判定手段（ステップ２
３０）によって、前記推定稼働率（φａ）が前記所定稼
働率（φ1 ）よりも小さいと判定されたときに、前記冷
却度合い検出手段（１１）が検出した冷却度合いに応じ
て、前記圧縮機（２）を作動または停止させるように前
記切換手段（１２）を制御する第２の圧縮機制御手段
（ステップ２５０〜３３０）とを備える空調装置を特徴
とする。

【００１５】また請求項２記載の発明では、請求項１記
載の空調装置において、前記空気通路（８）内の空気の
うち、前記蒸発器（６）を通過する空気の熱負荷を検出
する空気側負荷検出手段（１０、１１、ステップ２１
０）と、前記蒸発器（６）内を流れる冷媒の冷房能力を
検出する冷媒側能力検出手段（５１、ステップ２１０）
とを備え、前記推定稼働率算出手段（ステップ２２０）
は、前記推定稼働率（φａ）を、前記冷媒側能力検出手
段（５１、ステップ２１０）が検出した能力に対する、
前記空気側負荷検出手段（１０、１１、ステップ２１
０）が検出した負荷の比として算出するように構成され
たことを特徴とする。

【００１６】また請求項３記載の発明では、請求項２記
載の空調装置において、前記空気側負荷検出手段（１
０、１１、ステップ２１０）は、前記蒸発器（６）を通
過する風量と、前記蒸発器（６）の前後における空気の
温度差との積に基づいて、前記蒸発器（６）を通過する
空気の熱負荷を検出するように構成されたことを特徴と
する。

【００１７】また請求項４記載の発明では、請求項２ま
たは３記載の空調装置において、前記冷媒側能力検出手
段（５１、ステップ２１０）は、前記圧縮機（２）の回
転数に基づいて、前記蒸発器（６）内を流れる冷媒の冷
房能力を検出するように構成されたことを特徴とする。
また請求項５記載の発明では、請求項１ないし４いずれ
か１つ記載の空調装置において、前記圧縮機（２）の回
転数を検出する回転数検出手段（５１）と、この回転数
検出手段（５１）によって検出された圧縮機回転数が高
くなる程、前記所定稼働率（φ1 ）を大きな値として決
定する所定稼働率決定手段とを備え、前記推定稼働率判
定手段（ステップ２３０）は、前記推定稼働率算出手段
（ステップ２２０）によって算出された推定稼働率（φ
ａ）が、前記所定稼働率決定手段によって決定された所
定稼働率（φ1 ）よりも大きいか小さいかを判定するよ
うに構成されたことを特徴とする。

【００１８】また請求項６記載の発明では、請求項１な
いし５いずれか１つ記載の空調装置において、前記第２
の圧縮機制御手段（ステップ２５０〜３３０）は、前記
冷却度合い検出手段（１１）が検出した冷却度合いが所
定冷却度合いよりも大きいときに、前記圧縮機（２）を
停止させるように前記切換手段（１２）を制御するとと
もに、前記検出冷却度合いが前記所定冷却度合いよりも
小さいときに、前記圧縮機（２）を作動させるように前
記切換手段（１２）を制御するように構成されたことを
特徴とする。

【００１９】また、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施例の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００２０】

【発明の作用効果】請求項１ないし６記載の発明によれ
ば、求めるのが非常に困難な冷房能力比に代えて、この
冷房能力比とほぼ同じ値である圧縮機の稼働率を推定稼
働率算出手段によって推定する。そして、この推定稼働
率が所定稼働率（図８におけるφ1 ）よりも大きいとき
は第１の圧縮機制御手段による制御（容量制御）を行
う。この場合、圧縮機は作動状態となるので、そのとき
の冷房負荷に応じて圧縮機の容量が変化し、この容量変
化によって、空気通路内を流れる空気は蒸発器によって
ほぼ所定温度に冷却され、室内に導かれる。

【００２１】反対に、前記推定稼働率が前記所定稼働率
よりも小さいときは第２の圧縮機制御手段による制御
（オンオフ制御）を行う。この場合、冷却度合い検出手
段が検出した冷却度合いに応じて、圧縮機を作動させた
り停止させたりする。すなわち、例えば前記検出冷却度
合いが所定冷却度合いよりも大きいときは、圧縮機を停
止させて蒸発器での空気冷却度合いを低め、前記検出冷
却度合いが所定冷却度合いよりも小さいときは、圧縮機
を作動させて蒸発器での空気冷却度合い高める。これに
よって、空気通路内を流れる空気は蒸発器によってほぼ
所定温度に冷却され、室内に導かれる。

【００２２】このように本発明では、推定稼働率が前記
所定稼働率よりも大きいとき、すなわち冷房能力比Ｑ／
Ｑ0 がＱ1 以上のときは第１の圧縮機制御手段による制
御（容量制御）を行い、推定稼働率が所定稼働率よりも
小さいとき、すなわち冷房能力比Ｑ／Ｑ0 がＱ1 以下の
ときは第２の圧縮機制御手段による制御（オンオフ制
御）を行うようにしているので、圧縮機の動力比を最も
小さくすることができる。

【００２３】また、本発明者等の実験の結果、前記所定
稼働率は圧縮機の回転数が高くなる程大きな値となるこ
とが分かった。そこで請求項５記載の発明のように、所
定稼働率決定手段にて、圧縮機回転数が高くなる程、所
定稼働率を大きな値として決定し、推定稼働率判定手段
による判定を、この所定稼働率決定手段にて決定された
所定稼働率に基づいて行うことによって、圧縮機の回転
数によらず常に圧縮機の動力比を最も小さくすることが
できる。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は本実施例の全体構成図である。本実施例における冷
凍サイクル１は自動車に搭載されるものであり、冷媒を
吸入、圧縮、吐出する圧縮機２と、圧縮機２からの冷媒
を、外部の空気との熱交換によって凝縮させる凝縮器３
と、凝縮器３からの冷媒を気液分離するとともに、冷凍
サイクル１内の余剰冷媒を一時的に蓄える気液分離器４
と、気液分離器４からの液冷媒を減圧する減圧手段５
（具体的には膨張弁）と、減圧手段５からの低圧冷媒
を、空調ダクト８内の空気との熱交換によって蒸発させ
る蒸発器６とが、それぞれ冷媒配管７によって結合され
た周知のものである。

【００２５】この蒸発器６は、自動車室内の空気または
外気を自動車室内に導く空調ダクト８内に配設されてい
る。また、この空調ダクト８の空気上流側には、この空
調ダクト８内に空気流を発生する送風手段９が設けられ
ている。この送風手段９は、後述する空調制御装置２０
（以下、ＥＣＵという。図３参照）によって制御される
送風駆動手段９ａ（具体的にはブロワモータ）と、この
送風駆動手段９ａの駆動によって回転するファン９ｂと
から構成される。

【００２６】また、空調ダクト８内のうち、蒸発器６の
空気直上流側部位には、蒸発器６をを通過する直前の空
気温度を検出する検出手段１０（以下、蒸発器前温度セ
ンサという）が設けられ、蒸発器６の空気直下流側部位
には、蒸発器６を通過した直後の空気温度を検出する検
出手段１１（以下、蒸発器後温度センサという）が設け
られている。

【００２７】また、空調ダクト８内には、図示はしない
が、蒸発器６を通過した冷風を再加熱する加熱手段、こ
の加熱手段における加熱度合いを調節する温度調節手段
等が配設されており、さらに空調ダクト８の空気下流端
には、車室内乗員の上半身に空気を吹き出すフェイス吹
出口、車室内足元に空気を吹き出すフット吹出口、フロ
ントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ吹出口が形
成されている。

【００２８】ところで、上記圧縮機２は電磁クラッチ１
２と接続されている。そして圧縮機２は、ＥＣＵ２０
（図３）からの制御信号に基づいて電磁クラッチ１２が
通電状態となったときに、自動車エンジン１３の動力が
伝達されて冷凍サイクル１の冷媒を圧縮し、逆に電磁ク
ラッチ１２が非通電状態となったときに、エンジン１３
の動力の伝達が遮断されて冷媒圧縮機能がなくなるよう
に構成されている。

【００２９】次に、圧縮機２の内部構造を図２を用いて
簡単に説明する。なお、以下説明する内部構造は、特開
平４−３０１１８９号公報に開示されているのて、詳細
な説明は省略する。圧縮機２のハウジング３１内には、
エンジン１３の回転に伴って回転する回転軸３２が設け
られているとともに、この回転軸３２とは一緒に回転し
ない状態で斜板３３が設けられている。そして、回転軸
３２と一緒にシリンダケース３４が回転するときには、
ピストン３５の一端側に設けられた摺動部材３６が斜板
３３の面に沿って摺動し、これによってピストン３５が
シリンダ室３７内で図中左右方向に往復運動する。つま
り、斜板３３の傾きに応じて、ピストン３５のストロー
ク、すなわち圧縮機２の吐出容量が変化する。

【００３０】この斜板３３は、その一部位がホルダ３８
とピストン３９とによって挟持されている。ここでホル
ダ３８には、コイルスプリング４０の弾性力によって、
斜板３３の上記一部位を図中右方向に押す力が作用し、
またピストン３９には、制御圧力室４１内の制御圧力Ｐ
c によって、斜板３３の上記一部位を図中左方向に押す
力が作用している。すなわち、斜板３３の傾きは、これ
ら弾性力および制御圧力Ｐc によって決まる。

【００３１】ところで上記制御圧力室４１内には、蒸発
器６側の低圧圧力Ｐs が連通通路４２、４３を介して導
かれ、また圧縮機２自身によって高圧となった高圧圧力
Ｐdが連通通路４２、４４を介して導かれるように構成
されている。また、上記連通通路４２と４３との連通部
分には弁体４５が設けられており、この弁体４５の位置
が変化して、この連通部分における通路面積が変わるこ
とによって、制御圧力Ｐc が変化するように構成されて
いる。

【００３２】ここで、冷房負荷が大きい場合には、上記
低圧圧力Ｐs が高くなるので、ダイヤフラム４６が図中
下方に押し下がる。すると、ロッド４７を介して弁体４
５が図中下方に下がるので、制御圧力室４１内の制御圧
力Ｐc は高くなる。この制御圧力Ｐc が高くなれば、ピ
ストン３９によって斜板３３の上記一部位を図中左側に
押す力が大きくなるので、結果的に斜板３３の傾きが大
きくなり、圧縮機２の吐出容量が大きくなる。

【００３３】反対に、冷房負荷が小さい場合には、低圧
圧力Ｐs が低くなるので、ダイヤフラム４６が図中上方
に押し上がる。すると、ロッド４７を介して弁体４５が
図中上方に上がるので、制御圧力室４１内の制御圧力Ｐ
c は低くなる。従って、結果的に斜板３３の傾きは小さ
くなり、圧縮機２の吐出容量が小さくなる。このよう
に、本実施例の圧縮機記２は、冷房負荷に応じて吐出容
量が自動的に変わる、いわゆる内部可変容量型圧縮機と
呼ばれるもので、このような内部可変容量型圧縮機を用
いることによって、蒸発器６を通過後の空気温度をほぼ
所定温度（例えば０℃〜１℃）一定となるように制御し
ている。

【００３４】次に、本実施例の制御系の構成について図
３を用いて説明する。上記ＥＣＵ２０には、上記蒸発器
前温度センサ１０、蒸発器後温度センサ１１の他に、圧
縮機２の回転数を検出する回転数センサ５１（具体的に
はエンジン１３の回転数を検出するセンサ）や、空調制
御に必要な情報を検出するセンサ５２（例えば車室内空
気温度センサ、外気温度センサ、日射量センサ等）が接
続されている。またこの他にも、車室内乗員が自分の希
望する温度を設定するための温度設定器５３が接続され
てれる。

【００３５】またＥＣＵ２０の内部には、図示しないＣ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピ
ュータが設けられ、上記各センサ１０、１１、５１、５
２からの信号は、ＥＣＵ２０内の図示しない入力回路に
よってＡ／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータ
へ入力されるように構成されている。なお、ＥＣＵ２０
は、エンジン１３の図示しないイグニッションスイッチ
がオンされ、かつオートエアコンスイッチがオンされた
ときに、図示しないバッテリーから電源が供給される。

【００３６】次に、本実施例のマイクロコンピュータが
行う制御処理について、図４、５に基づいて説明する。
まず、イグニッションスイッチがオンされてＥＣＵ２０
に電源が供給されると、図４のルーチンが起動される。
そしてステップ１１０にて、上記各センサ１０、１１、
５１、５２の各値をＡ／Ｄ変換した信号を読み込むとと
もに、温度設定器５３からの信号を読み込む。

【００３７】そして次のステップ１２０にて、上記ステ
ップ１１０で読み込んだ信号に基づいて、車室内へ吹き
出す空気の目標吹出温度（以下、ＴＡＯという）を算出
する。そして次のステップ１３０にて、上記ステップ１
２０で算出したＴＡＯに対応するブロワ電圧を、ＲＯＭ
からサーチして決定する。またステップ１４０では、上
記ステップ１３０で算出したＴＡＯに対応するその他の
空調目標値（圧縮機２の空調目標値は除く）を、ＲＯＭ
からサーチして決定する。

【００３８】次にステップ１５０にて、上記ステップ１
３０で決定したブロワ電圧を送風駆動手段９ａに出力
し、次のステップ１６０にて、上記ステップ１４０で決
定した空調目標値を、その他の空調手段（電磁クラッチ
１２は除く）に出力する。そして再びステップ１１０に
戻る。また、上記マイクロコンピュータは、図４のルー
チンの他に図５のルーチンも行う。なお、図５は、マイ
クロコンピュータが行う処理のうちの、圧縮機２の制御
に関する処理を示すフローチャートである。

【００３９】具体的には、イグニッションスイッチがオ
ンされてＥＣＵ２０に電源が供給されると、図５のルー
チンが起動される。そしてステップ２１０にて、蒸発器
前温度センサ１０、蒸発器後温度センサ１１、および回
転数センサ５１の各値をＡ／Ｄ変換した信号（Ｔef、Ｔ
er、Ｎc ）を読み込むとともに、図４のステップ１３０
で決定したブロワ電圧もここで読み込む。

【００４０】そして次のステップ２２０では、上記数式
２に基づいて上記推定稼働率φａを算出し、次のステッ
プ２３０では、上記ステップ２２０で算出したφａが所
定値φ1 よりも小さいか否かを判定する。なお、ここで
いう所定値φ1 は、図２に示す圧縮機２について、図８
に示す実験データを予め作り、この実験データから冷房
能力比Ｑ1 を求め、このＱ1 をパーセンテージに修正す
ることで得られる値である。

【００４１】そして、このステップ２３０にてＮＯ、す
なわちφａ≧φ1 ならばステップ２４０にて、圧縮機２
が作動状態となるように電磁クラッチ１２を制御する。
すなわちこの場合は、冷房負荷に応じた容量制御が行わ
れる。反対にＹＥＳと判定された場合は、ステップ２５
０〜３３０にて、図６に示すヒステリシス特性となるよ
うに、蒸発器後温度センサ１１の検出値（Ｔer）に基づ
いて圧縮機のオンオフ制御を行う。

【００４２】具体的には、まずステップ２５０にてフラ
グＢＭＣがセットされているか否かを判定し、セットさ
れていると判定されたら、今度はステップ２６０にて、
上記検出値（Ｔer）が第１所定温度ＴeLよりも低いか否
かを判定する。ここで低いと判定されたら、圧縮機２を
停止するように電磁クラッチ１２を制御し、次のステッ
プ２８０にてフラグＢＭＣをリセットした後、ステップ
２１０の処理に戻る。反対に、第１所定温度ＴeL以上と
判定されたら、ステップ２９０にてフラグＢＭＣセット
した後、ステップ２１０の処理に戻る。

【００４３】一方、ステップ２５０にてフラグＢＭＣが
リセットされていると判定されたら、ステップ３００に
て、上記検出値（Ｔer）が、上記第１所定温度ＴeLより
も高い第２所定温度ＴeHよりも高いか否かを判定する。
ここで高いと判定されたら、圧縮機２を作動させるよう
に電磁クラッチ１２を制御し、次のステップ３２０にて
フラグＢＭＣセットした後、ステップ２１０の処理に戻
る。反対に、第２所定温度ＴeH以下であると判定された
ら、ステップ３３０にてフラグＢＭＣセットした後、ス
テップ２１０の処理に戻る。

【００４４】以上説明したように本実施例では、ブロワ
電圧、蒸発器前温度センサ１０、蒸発器後温度センサ１
１、および圧縮機回転数の各決定値、検出値に基づい
て、圧縮機２の推定稼働率φａを求め、このφａが上記
所定値φ1 以下のときにはオンオフ制御、φ1 以上のと
きには容量制御を行うようにしたので、図８からも分か
るように、圧縮機２の動力比Ｌ／Ｌ0 が最も小さくなる
ように圧縮機２の制御を行うことができる。従って、エ
ンジン１３の省燃費に極めて有効となる。

【００４５】（変形例）図７に示すように、容量制御を
行ったときの冷房能力比Ｑ／Ｑ0 と圧縮機動力比Ｌ／Ｌ
0 との関係は、そのときの圧縮機回転数によって異な
る。従って、例えば上記ステップ２３０の前のどこか
に、圧縮機回転数に基づいて所定値φ1 を決定するステ
ップ（請求項５記載の発明の所定稼働率決定手段）を設
け、このステップで決定したφ1 に基づいてステップ２
３０の判定を行うようにしても良い。この場合、図７か
らも分かるように、圧縮機回転数が高い程、φ1 を大き
な値として決定すれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の全体構成図である。

【図２】上記実施例の圧縮機２の内部構造を示す一部断
面図である。

【図３】上記実施例の制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】上記実施例のマイクロコンピュータが行う制御
処理を示すフローチャートである。

【図５】上記マイクロコンピュータが行う制御処理を示
すフローチャートである。

【図６】上記実施例の蒸発器後空気温度と目標圧縮機状
態との関係を示す特性図である。

【図７】圧縮機の容量制御とオンオフ制御についての、
冷房能力比と圧縮機動力比との関係を示す実験データで
ある。

【図８】圧縮機の容量制御とオンオフ制御についての、
冷房能力比と圧縮機動力比との関係を示す実験データで
ある。

【図９】実際の圧縮機稼働率φと冷房能力比との関係を
示す実験データである。

【図１０】推定稼働率φａと実際の稼働率φとの関係を
示す実験データである。

【図１１】（ａ）は、図１０の丸印のデータをとったと
きの蒸発器後空気温度と目標圧縮機状態との関係を示す
特性図であり、（ｂ）は、図１０の三角印のデータを取
ったときの蒸発器後空気温度と目標圧縮機状態との関係
を示す特性図である。

【符号の説明】

１…冷凍サイクル、２…圧縮機、３…凝縮器、５…膨張
弁（減圧手段）、６…蒸発器、８…空調ダクト（空気通
路）、９…送風手段、１１…蒸発器後温度センサ（冷却
度合い検出手段）、１２…電磁クラッチ（切換手段）、
５１…回転数センサ（回転数検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前山 守 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−90815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−96952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−211784（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−237815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−74384（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−25022（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60818（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−120618（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32 623 B60H 1/32 622 B60H 1/32 624 F25B 1/00 341 F25B 1/00 361

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機、こ
   の圧縮機が吐出した冷媒を凝縮させる凝縮器、この凝縮
   器からの冷媒を減圧する減圧手段、およびこの減圧手段
   からの冷媒を蒸発させる蒸発器をそれぞれ備える冷凍サ
   イクルと、 空気流を発生する送風手段と、 この送風手段によって発生した空気を室内に導くととも
   に、前記蒸発器が内部に設けられた空気通路と、 前記蒸発器が前記空気通路内の空気を冷却する度合いを
   検出する冷却度合い検出手段とを備えた空調装置におい
   て、 前記圧縮機は、冷房負荷に応じて容量が変化する内部可
   変容量型圧縮機として構成されるとともに、この圧縮機
   には、この圧縮機の作動、停止を切り換える切換手段が
   接続され、 前記圧縮機の推定稼働率を算出する推定稼働率算出手段
   と、 この推定稼働率算出手段によって算出された推定稼働率
   が所定稼働率よりも大きいか小さいかを判定する推定稼
   働率判定手段と、 この推定稼働率判定手段によって、前記推定稼働率が前
   記所定稼働率よりも大きいと判定されたときに、前記圧
   縮機を作動させるように前記切換手段を制御する第１の
   圧縮機制御手段と、 前記推定稼働率判定手段によって、前記推定稼働率が前
   記所定稼働率よりも小さいと判定されたときに、前記冷
   却度合い検出手段が検出した冷却度合いに応じて、前記
   圧縮機を作動または停止させるように前記切換手段を制
   御する第２の圧縮機制御手段とを備えることを特徴とす
   る空調装置。
2. 【請求項２】 前記空気通路内の空気のうち、前記蒸発
   器を通過する空気の熱負荷を検出する空気側負荷検出手
   段と、 前記蒸発器内を流れる冷媒の冷房能力を検出する冷媒側
   能力検出手段とを備え、 前記推定稼働率算出手段は、 前記推定稼働率を、前記冷媒側能力検出手段が検出した
   能力に対する、前記空気側負荷検出手段が検出した負荷
   の比として算出するように構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の空調装置。
3. 【請求項３】 前記空気側負荷検出手段は、 前記蒸発器を通過する風量と、前記蒸発器の前後におけ
   る空気の温度差との積に基づいて、前記蒸発器を通過す
   る空気の熱負荷を検出するように構成されたことを特徴
   とする請求項２記載の空調装置。
4. 【請求項４】 前記冷媒側能力検出手段は、 前記圧縮機の回転数に基づいて、前記蒸発器内を流れる
   冷媒の冷房能力を検出するように構成されたことを特徴
   とする請求項２または３記載の空調装置。
5. 【請求項５】 前記圧縮機の回転数を検出する回転数検
   出手段と、 この回転数検出手段によって検出された圧縮機回転数が
   高くなる程、前記所定稼働率を大きな値として決定する
   所定稼働率決定手段とを備え、 前記推定稼働率判定手段は、前記推定稼働率算出手段に
   よって算出された推定稼働率が、前記所定稼働率決定手
   段によって決定された所定稼働率よりも大きいか小さい
   かを判定するように構成されたことを特徴とする請求項
   １ないし４いずれか１つ記載の空調装置。
6. 【請求項６】 前記第２の圧縮機制御手段は、 前記冷却度合い検出手段が検出した冷却度合いが所定冷
   却度合いよりも大きいときに、前記圧縮機を停止させる
   ように前記切換手段を制御するとともに、前記検出冷却
   度合いが前記所定冷却度合いよりも小さいときに、前記
   圧縮機を作動させるように前記切換手段を制御するよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１ないし５いずれ
   か１つ記載の空調装置。