JP3690003B2

JP3690003B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3690003B2
Application number: JP28701996A
Authority: JP
Inventors: 義昭高野; 宏木下; 孝昌河合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH10129234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の制御方法であって、特にコンプレッサの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置のコンプレッサの制御方法として、以下のものが知られている。このものは、各種空調環境因子（例えば、外気温、内気温、設定温度等）に基づいて、空調風の目標となる吹出温度である目標吹出温度を算出し、さらにこの目標吹出温度が高くなるほど、エバポレータから吹き出される空調風の目標蒸発器吹出空気温度を高くなるように算出している。
【０００３】
そして、このものではコンプレッサの容量を、エバポレータからの空調風が上記目標蒸発器吹出空気温度となるように可変制御することで、コンプレッサの省動力化を達成するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなコンプレッサの制御方法では、以下の問題点があある。つまり、高温高湿で、外気温度が高い夏期等において、上記設定温度を手動にて上昇させた場合に、上記目標吹出温度が高くなって、目標蒸発器吹出空気温度も高くなる。
【０００５】
この結果、夏期等において、エバポレータでの冷却度合いが少なくなって除湿能力が不足するといった問題が発生する。さらに夏期以外の季節でも、降雨等によって非常に高湿な条件では、エバポレータでの冷却度合いが小さくなるので、除湿能力が不足するといった問題がある。
そこで、本発明は、コンプレッサの省動力化を達成しつつ、エバポレータでの除湿能力を確保することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１および２記載の発明では、車室外の温度（ＴＡＭ）が高くなるほど、エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第１目標空気温度（ＴＥＯ１）が高くなるように算出すると共に、車室外の温度が所定値より高くなると第１目標空気温度（ＴＥＯ１）が一定となるように算出する第１目標空気温度算出手段（Ｓ１１０）と、少なくとも前記設定温度（Ｔｓｅｔ）、前記車室内の温度（ＴＲ）、および前記車室外の温度（ＴＡＭ）に基づいて、車室内に吹き出す空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出し、この目標吹出温度（ＴＡＯ）が高くなるほど、エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第２目標空気温度（ＴＥＯ２）が高くなるように算出するとともに、さらに設定温度（Ｔｓｅｔ）が高くなるほど第２目標空気温度（ＴＥ０２）が低くなるように算出する第２目標空気温度算出手段（Ｓ１３０）とを有し、
コンプレッサ制御手段（２０）は、
第１、第２目標空気温度算出手段（Ｓ１１０、１３０）にて算出された、第１目標空気温度（ＴＥＯ１）および第２目標空気温度（ＴＥＯ２）のうち、低い方を実際の吹出空気温度（ＴＥＯ）となるように前記コンプレッサ（２）を制御することを特徴としている。
【０００７】
これにより、第１目標空気温度算出手段にて、車室外の温度が高くなるほど第１目標空気温度が高くなるように算出すると共に、車室外の温度が所定値より高くなると第１目標空気温度が一定となるように算出される。一方第２目標空気温度算出手段にて、目標吹出温度が高くなるほど第２目標空気温度が高く算出すると共に、設定温度が高くなるほど、第２目標空気温度が低く決定される。
【０００８】
そして、コンプレッサ制御手段は、これら第１目標空気温度と第２目標空気温度のうち低い方となるように、エバポレータから吹き出される空調風の温度を制御する。
この結果、高温高湿で、外気温度が高い夏期等において、上記設定温度を手動にて上昇させた場合でも、この設定温度が大きくなるほど第２目標空気温度が低く算出されるので除湿能力を確保できると共に、コンプレッサの省動力化を達成できる。
【０００９】
さらに夏期以外の季節、つまり降雨等によって非常に高湿な条件で、外気温度が所定値より低い領域では、外気温度が高くなるほど、エバポレータの冷却度合いは大きくて良く、第１目標空気温度算出手段にて第１目標空気温度が高くなるように算出されるので、外気温度によって要求される最適なエバポレータでの除湿能力を設定できると共に、コンプレッサの省動力化を達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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（コンプレッサ）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（エバポレータ）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。
【００１１】
この蒸発器６は、車室内の空気または外気を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（図示しない）が設けられている。
また、空調ダクト８内のうち、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（空調風温度）を検出する検出手段１０（以下、エバ後温度センサという）が設けられている。
【００１２】
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。
【００１３】
ところで、上記圧縮機２は電磁クラッチ１２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、走行用の自動車エンジン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。
【００１４】
また、上記コンプレッサ２は、上記エバ後温度センサ１０が検出する温度が３°Ｃより低いときには、エバポレータ６のフロスト防止として電磁クラッチ１２は非通電状態となって、停止状態となる。上記コンプレッサ２は、上記エバ後温度センサ１０が検出する温度が４°Ｃより高いときには、電磁クラッチ１２が通電状態となって、作動状態となる。なお、このような電磁クラッチ１２の制御は、後述のＥＣＵ２０にて行われる。
【００１５】
また、圧縮機２は、吐出容量（以下、単に容量と言う）が可変な例えばワッフルタイプの周知のものであって詳細は省略するが、圧縮機２内には図示しない圧力制御弁が設けられており、圧縮機２は、この圧力制御弁に設けられた電磁コイルへの通電量を制御することで、吐出容量が制御（以下、容量制御）されるようになっている。
【００１６】
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は、周知のコンピュータ手段である。ＥＣＵ２０には、図示しないＣＰＵ、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ている。
ＥＣＵ２０には、入力端子として、上記エバ後センサ１０の他に、空調制御に必要な情報を検出するセンサ、具体的には、車室内の温度（車室内温度）を検出する検出手段である内気センサ１３、車室外の温度（車室外温度）を検出する検出手段である外気センサ、車室内に入射する日射量を検出する手段である日射センサ１５が接続されている。また、この他にも、ＥＣＵ２０には、車室内乗員が自分の希望する設定温度を手動にて設定するための温度設定器１６が接続されている。
【００１７】
そして、このようなセンサ１３〜１５、および温度設定器１６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。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２〜４に基づいて説明する。なお、図１中ＥＣＵ２０内には、図３に示すフローチャートの各ステップと対応するブロック図を示すものである。
【００１８】
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２のルーチンが起動される。そしてステップＳ１００にて、上記各センサ１０、１３〜１５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１６からの信号を読み込む。
そして、次のステップＳ１１０にて、上記ステップＳ１００で読み込んだ外気センサの検出温である外気温度ＴＡＭ（°Ｃ）に基づいて、エバポレータ６から吹き出す空調風の第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１（第１目標空気温度）を算出（決定）する。具体的には、ステップＳ１１０では図３に示すように外気温度ＴＡＭが高くなる程、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１が高くなるように算出（設定）するとともに、外気温度が所定値（本実施形態では１７°Ｃ）より高い場合は、第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１が一定な第１特性パターン（マップ）から決定される。
【００１９】
なお、ここで、本実施形態では外気温度が１７°Ｃより高いときには、第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１が所定値（１２°Ｃ）となるように設定されており、この１２°Ｃという温度は、エバポレータ６を通過した空気が快適な湿度まで除湿されているという判定値である。
次に、ステップＳ１２０にて車室内へ吹き出す空調風の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯ（以下、ＴＡＯという）を算出（決定）する。そして、次のステップＳ１３０にて、上記ステップ１２０で算出したＴＡＯに基づいて、エバポレータ６から吹き出す空調風の第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２（第２目標空気温度）を算出（決定）する。
【００２０】
具体的には、ステップＳ１３０では、図３に示す第２特性パターン（マップ）から、ＴＡＯが高くなる程、第２エバ吹出空気温度ＴＥＯ２が高くなるように算出（設定）する。ここで、この第２特性パターンは、図４に示すように設定温度器１６にて設定された設定温度Ｔｓｅｔが高くなるほど、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２が低くなるようになっている。
【００２１】
次にステップＳ１４０では、上記ステップＳ１２０およびステップＳ１３０にて決定された第１、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ１、ＴＥＯ２がどちらが低いかを判定する。そして、ステップＳ１４０での判定結果がＹＥＳで、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１の方が、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２より低いと判定されると、ステップＳ１５０に進む。
【００２２】
ステップＳ１５０では、エバ後温センサ１０にて検出される実際のエバポレータ６からの吹出空気温度ＴＥＯが、上記第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１となるように上記コンプレッサ２の容量制御を行う。
一方、ステップＳ１４０での判定結果がＮＯで、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２の方が、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１より低いと判定されると、ステップＳ１６０に進む。そして、ステップＳ１６０では、エバ後温センサ１０にて検出される実際のエバポレータ６からの吹出空気温度ＴＥＯが、上記第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２となるように上記コンプレッサ２の容量制御を行う。
【００２３】
次に、上述したフローチャートにおける車両用空調装置の作用効果について説明する。
本実施形態では、実際の吹出空気温度ＴＥＯが、外気温度ＴＡＭにより決定された第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１、およびＴＡＯによって決定された第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２のうち、低い方となるようにコンプレッサ２の容量制御を行う。
【００２４】
そして、高温高湿で、外気温度が高い夏期等において、上記設定温度器１６の設定温度Ｔｓｅｔを手動にて上昇させた場合に、上記目標吹出温度ＴＡＯが高くなって、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２も高くなって除湿不足を引き起こす。
しかしながら、本実施形態では、図４に示すように同じＴＡＯであっても、設定温度Ｔｓｅｔが、高くなるほど、第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２が低く決定され、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１と第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２のうち低い方となるように、上記ＴＥＯが制御されるので、このような除湿不足を抑制できると共に、コンプレッサ２の省動力化を達成できる。
【００２５】
また、夏期以外の季節、つまり図３中外気温度ＴＡＭが１７°Ｃより低いときでも、降雨等によって非常に高湿な条件では、エバポレータでの冷却度合いが小さくなるので、除湿能力が不足するといった問題がある。しかしながら、図３に示すように外気温度ＴＡＭが１７°Ｃより低い領域において、外気温度ＴＡＭが高くなるほど、エバポレータ６の冷却度合いは大きくて良く、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１が高くなるように決定されるので、外気温度によって要求される最適なエバポレータ６での除湿能力を設定できると共に、コンプレッサの省動力化を達成できる。
【００２６】
（変形例）
上記実施形態では、エバポレータ６から吹き出す空気温度ＴＥＯが、第１目標エバ吹出温度ＴＥＯ１もしくは第２目標エバ吹出温度ＴＥＯ２となるようにコンプレッサ２の容量制御を行ったが、例えばコンプレッサを固定容量のものとし、このコンプレッサをオン、オフさせることで、上記実際の吹出空気温度ＴＥＯを制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】上記実施形態における車両用空調装置の作動を表すフローチャートである。
【図３】上記実施形態における外気温度を第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１との相関関係を示す図である。
【図４】上記実施形態における目標吹出温度ＴＡＯと第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１との相関、および設定温度Ｔｓｅｔと第１エバ吹出空気温度ＴＥＯ１との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
２…コンプレッサ、６…エバポレータ、２０…ＥＣＵ

Claims

少なくとも車室内の設定温度（Ｔｓｅｔ）、前記車室内の温度（ＴＲ）、および前記車室外の温度（ＴＡＭ）に基づいて、エバポレータ（６）から吹き出される実際の空調風の温度をコンプレッサにて制御するコンプレッサ制御手段（２０）を有する車両用空調装置であって、
前記車室外の温度（ＴＡＭ）が高くなるほど、前記エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第１目標空気温度（ＴＥＯ１）が高くなるように算出すると共に、前記車室外の温度が所定値より高くなると前記第１目標空気温度（ＴＥＯ１）が一定となるように算出する第１目標空気温度算出手段（Ｓ１１０）と、
少なくとも前記設定温度（Ｔｓｅｔ）、前記車室内の温度（ＴＲ）、および前記車室外の温度（ＴＡＭ）に基づいて、車室内に吹き出す空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出し、この目標吹出温度（ＴＡＯ）が高くなるほど、前記エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第２目標空気温度（ＴＥＯ２）が高くなるように算出するとともに、前記設定温度（Ｔｓｅｔ）が高くなるほど前記第２目標空気温度（ＴＥ０２）が低くなるように算出する第２目標空気温度算出手段（Ｓ１３０）とを有し、
前記コンプレッサ制御手段（２０）は、
前記第１、第２目標空気温度算出手段（Ｓ１１０、１３０）にて算出された、前記第１目標空気温度（ＴＥＯ１）および前記第２目標空気温度（ＴＥＯ２）のうち、低い方を実際の吹出空気温度（ＴＥＯ）となるように前記コンプレッサ（２）を制御することを特徴とする車両用空調装置。
前記第１目標空気温度算出手段（Ｓ１１０）は、
前記車室外の温度（ＴＡＭ）が高くなるほど、前記エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第１目標蒸発器吹出空気温度（ＴＥＯ１）を高くなるように、かつ前記車室外の温度（ＴＡＭ）が所定値より高くなると前記第１目標蒸発器吹出空気温度（ＴＥＯ１）が一定となるように設定する第１特性パターンを有し、
前記第２目標空気温度算出手段（Ｓ１３０）は、
前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が高くなるほど、前記エバポレータ（６）から吹き出す空調風の第２目標蒸発器吹出空気温度（ＴＥＯ２）を高くなるように、且つ前記設定温度（Ｔｓｅｔ）が高くなるほど前記第２目標蒸発器吹出空気温度（ＴＥＯ２）が高くなるように設定する第２特性パターンを有することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。