JPH115439A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JPH115439A
JPH115439A JP9159624A JP15962497A JPH115439A JP H115439 A JPH115439 A JP H115439A JP 9159624 A JP9159624 A JP 9159624A JP 15962497 A JP15962497 A JP 15962497A JP H115439 A JPH115439 A JP H115439A
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compressor
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vehicle
cooling degree
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Satoshi Mizutani
聡志 水谷
Yoshiaki Takano
義昭 高野
Hiroshi Kinoshita
宏 木下
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン駆動式のコンプレッサ７へのオイル
戻り性能を確保しながらも、コンプレッサ７の定期的な
トルク変動を抑えることにより、エンジンＥの回転速度
が定期的に変動することを防いで、自動車の動力性能お
よび運転性能の悪化を抑えることのできる自動車用空気
調和装置を提供する。 【解決手段】 先ず、設定温度、内気温度、外気温度お
よび日射量から目標吹出温度を算出し、この算出した目
標吹出温度に応じた第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）を
算出する。次に、外気温度または内気温度に応じたオイ
ル戻り限界の第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）を算出す
る。そして、第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）または第
２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）のうち小さい方の値を目
標エバ後温度（ＴＥＯ）として、この目標エバ後温度
（ＴＥＯ）と実際のエバ後温度（ＴＥ）とが等しくなる
ように、コンプレッサ７の吐出容量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷房負荷の小さい
時でもオイル戻り性能を確保することが可能な車両用空
気調和装置に関するもので、特に各種空調環境因子に基
づいて容量可変制御を行うエンジン駆動式の冷媒圧縮機
を備えた車両用空気調和装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エバ後温度センサで検出した
実際のエバ後温度と目標エバ後温度との比較結果に応じ
て出力される制御信号に基づき容量可変制御を行う冷媒
圧縮機を冷凍サイクルに設けた自動車用空気調和装置
（例えば特開平１−１４７２６０号公報等）が提案され
ている。この従来の技術は、実際のエバ後温度が目標エ
バ後温度に接近して、すなわち、冷房負荷が小さくなっ
て冷媒圧縮機の吐出容量が小さい状態となっても、定期
的に冷媒圧縮機の吐出容量が増大するように切り替える
ことにより、冷媒圧縮機へのオイルリターン性能（オイ
ル戻り性能）を向上している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
は、冷房負荷が小さくても一定時間毎に冷媒圧縮機の吐
出容量を大きい状態にしてオイル戻り性能を確保するも
のであるが、冷媒圧縮機の吐出容量を定期的に小さい状
態から大きい状態に切り替えると、冷媒圧縮機が定期的
に大きくトルク変動することになる。これにより、冷媒
圧縮機をベルト駆動するエンジンの回転速度が定期的に
大きく変動することにより、自動車の加速性能や登坂性
能等の動力性能、および運転性能（ドライバビリティ）
が悪化するという問題が生じている。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、冷媒圧縮機へのオイル
戻り性能を確保しながらも、冷媒圧縮機の定期的なトル
ク変動を抑えることのできる車両用空気調和装置を提供
することにある。また、冷媒圧縮機へのオイル戻り性能
を確保しながらも、車両の動力性能および運転性能の悪
化を抑えることのできる車両用空気調和装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、第１冷却度合決定手段にて決定された第１目標
冷却度合と第２冷却度合決定手段にて決定された第２目
標冷却度合とのうち小さい方の値を目標冷却度合として
いる。これにより、仮に冷却度合検出手段にて検出した
実際の空気冷却度合が空調環境因子に応じた第１目標冷
却度合に接近して空調負荷が小さくなった場合でも、第
１目標冷却度合よりも第２目標冷却度合の方が小さい値
であれば、実際の空気冷却度合を第２目標冷却度合と等
しくなるように、冷媒圧縮機より吐出される冷媒の吐出
量が制御されることにより、オイル戻り性能を十分に確
保できる吐出量となる。したがって、冷媒圧縮機が定期
的に大きくトルク変動することはない。
【０００６】請求項２に記載の発明によれば、冷媒圧縮
機が定期的に大きくトルク変動することはないので、冷
媒圧縮機を回転駆動するエンジンの回転速度が定期的に
大きく変動することもない。これにより、車両の加速性
能や登坂性能等の動力性能、および運転性能の悪化を抑
えることができる。また、請求項３に記載の発明によれ
ば、少なくとも外気温度等の空調環境因子から冷凍サイ
クルの空調負荷を判定し、この判定した空調負荷に応じ
た第１目標冷却度合を決定することにより、第１目標冷
却度合には冷凍サイクルの空調負荷が反映される。
【０００７】請求項４に記載の発明によれば、冷却用熱
交換器に吸い込まれる空気の吸込温度に応じた目標冷却
度合の下限値を、少なくともオイル戻り性能を確保する
ことが可能な第２目標冷却度合とすることにより、仮に
冬期に車室内を除湿する場合でも、冷凍サイクル内を循
環する冷媒の流量が少なくなることを抑えることができ
るので、オイル戻り性能を十分に確保できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕図１ないし図１３は本発明の第
１実施形態を示したもので、図１は自動車用空気調和装
置を示した図である。
【０００９】本実施形態の自動車用空気調和装置は、エ
ンジン（原動機：図４参照）Ｅを搭載する自動車の車室
内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）１にお
ける各空調手段（アクチュエータ）を、空調制御装置
（以下エアコンＥＣＵと言う）１０によって制御するよ
うに構成されている。
【００１０】空調ユニット１は、車室内に空調空気を導
く空気通路１１を成す空調ダクト２を備えている。この
空調ダクト２の最も上流側の一体的に設けられた吸込口
切替箱には、車室外空気（以下外気と言う）を取り入れ
る外気吸込口１２、および車室内空気（以下内気と言
う）を取り入れる内気吸込口１３が形成されている。そ
して、外気吸込口１２および内気吸込口１３の内側に
は、吸込口モードを外気導入モードと内気循環モードと
に切り替える内外気切替ドア１４が回動自在に取り付け
られている。この内外気切替ドア１４は、サーボモータ
１５によって駆動される。
【００１１】次に、内外気切替箱よりも下流側には、空
調ダクト２を経て車室内に向かう空気流を発生させる遠
心式送風機３が設けられている。この遠心式送風機３
は、空調ダクト２に一体的に設けられたスクロールケー
スと、ブロワ駆動回路１６によりヂューティ比（単位時
間当りのパルス数）が制御されるブロワモータ１７と、
このブロワモータ１７に回転駆動される遠心式ファン１
８とから構成されている。なお、本実施形態の遠心式フ
ァン１８の送風量は、０段階（ＯＦＦ）から３２段階ま
で連続的または段階的に切り替えられるように構成され
ている。
【００１２】次に、空調ダクト２の最も下流側の一体的
に設けられた吹出口切替箱には、フロントガラスの内面
に主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口１９、乗員の頭
胸部に主に冷風を吹き出すフェイス吹出口２０および乗
員の足元部に主に温風を吹き出すフット吹出口２１が形
成されている。各吹出口１９〜２１の内側には、デフド
ア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回動
自在に取り付けられている。それらのドア２２〜２４
は、それぞれサーボモータ（図示せず）によって駆動さ
れるもので、それぞれ開閉することにより吹出口モード
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）モードに切り替
える。
【００１３】次に、吹出口切替箱よりも上流側には、ヒ
ータユニットが設けられている。このヒータユニット内
には、後記するエバポレータ４を通過した冷風を再加熱
するヒータコア５が設けられている。このヒータコア５
は、内部にエンジンＥの冷却水が流れ、この冷却水を暖
房用熱源として冷風を再加熱する加熱用熱交換器であ
る。このヒータコア５の空気上流側には、エアミックス
ドア２５が回動自在に取り付けられている。このエアミ
ックスドア２５は、サーボモータ（図示せず）によって
駆動されるもので、停止位置によってヒータコア５を通
過する空気量とヒータコア５を迂回する空気量とを調節
することで空気加熱度合を調節する温度調節手段であ
る。
【００１４】次に、遠心式送風機３とヒータユニットと
の間には、クーリングユニットが設けられている。この
クーリングユニット内には、自身を通過する空気を冷却
する冷却用熱交換器であると共に、車両に搭載された冷
凍サイクル６の一構成部品を成すエバポレータ（本発明
の冷媒蒸発器に相当する）４が、空調ダクト２内の空気
通路１１の全面を塞ぐようにして配されている。上記の
冷凍サイクル６は、冷媒を吸入、圧縮、吐出するコンプ
レッサ（本発明の冷媒圧縮機に相当する）７と、このコ
ンプレッサ７からの冷媒を外気との熱交換によって凝縮
液化させるコンデンサ（冷媒凝縮器）２６と、このコン
デンサ２６からの冷媒を気液分離すると共に、冷凍サイ
クル６内の余剰冷媒を一時的に蓄えるレシーバ（気液分
離器）２７と、このレシーバ２７からの液冷媒を減圧膨
張させる膨張弁（減圧手段）２８と、この膨張弁２８か
らの低圧冷媒を空調ダクト２内の空気との熱交換によっ
て蒸発気化させる上記のエバポレータ４とが冷媒配管に
よって結合されている。なお、２９は駆動モータ３０に
より回転駆動される冷却ファンで、コンデンサ２６に強
制的に外気を吹き付ける。
【００１５】次に、本実施形態のコンプレッサ７を図１
ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図２は
電磁クラッチと一体化された吐出容量可変式のコンプレ
ッサ７を示した図である。このコンプレッサ７には、エ
ンジンＥの動力をコンプレッサ７に伝達したり遮断する
電磁クラッチ８が接続されている。
【００１６】この電磁クラッチ８は、円環状の取付フラ
ンジ３１を介してコンプレッサ７のハウジング４４に固
定されたステータハウジング３２と、エンジンＥにベル
トＶを介して連結されるプーリ３３が外周に接合された
ロータ３４と、このロータ３４との間に狭い間隙を隔て
て対向配置され、ロータ３４の摩擦面と摩擦係合する摩
擦面が形成されたアーマチャ３５と、通電されると磁束
を発生することによりアーマチャ３５をゴムハブ（弾性
体）３６の弾性力に抗してロータ３４に吸着させる電磁
コイル３７と、アウターハブ３８およびゴムハブ３６を
介してアーマチャ３５とコンプレッサ７のシャフト４０
とを連結するインナーハブ３９とから構成されている。
【００１７】コンプレッサ７は、自身の吐出容量を変更
可能な例えばワッフルタイプの周知のもので、電磁クラ
ッチ８のインナーハブ３９と一体的に回転するシャフト
４０と、このシャフト４０に斜めに固定された斜板４１
と、この斜板４１にセットされたピストン４２と、この
ピストン４２が摺動するシリンダ（リヤハウジング）４
３を連結するハウジング（フロントハウジング）４４
と、このハウジング４４の後端側に連結され、コンプレ
ッサ７の吐出容量を可変するための電磁式容量制御弁
（本発明の吐出容量可変手段に相当する）９とから構成
されている。
【００１８】ここで、シリンダ４３は、ピストン４２と
の間にシリンダ室４５を形成している。このシリンダ室
４５を形成するバルブプレート４６の中央寄りには、弾
性金属板で形成されたサクションバルブ（図示せず）に
より開閉される吸入口（図示せず）が形成されている。
この吸入口は、電磁式容量制御弁９のバルブボディ４７
に形成された吸入ポート４８に連通している。また、バ
ルブプレート４６の外側寄りには、弾性金属板で形成さ
れたディスチャージバルブ４９により開閉される吐出口
５０が形成されている。この吐出口５０は、バルブボデ
ィ４７に形成された吐出ポート５１に連通している。な
お、ハウジング４４の内部には、斜板４１を変位自在に
動かせるためのクランク室５２と吸入ポート４８とを効
果的に連通する固定絞り５３（図３参照）が設けられて
いる。
【００１９】以上により、電磁クラッチ８の電磁コイル
３７が通電状態（ＯＮ）のときには、電磁クラッチ８の
アーマチャ３５がロータ３４に吸着してロータ３４とア
ーマチャ３５とが摩擦係合することにより、エンジンＥ
の動力がベルトＶおよび電磁クラッチ８を介してコンプ
レッサ７のシャフト４０に伝達される。これにより、冷
凍サイクル６が起動することによってエバポレータ４に
よる空気冷却作用が行われる。また、電磁クラッチ８の
電磁コイル３７への通電が停止（ＯＦＦ）のときには、
電磁クラッチ８のアーマチャ３５がロータ３４に離れて
ロータ３４とアーマチャ３５との摩擦係合が遮断され
る。これにより、エンジンＥの動力がコンプレッサ７の
シャフト４０に伝達されず、エバポレータ４による空気
冷却作用が停止される。
【００２０】次に、電磁式容量制御弁９を図１ないし図
３に基づいて説明する。ここで、図３（ａ）はコンプレ
ッサ７に内蔵された電磁式容量制御弁９を示した図で、
図３（ｂ）は制御電流と吸入圧力の設定値との関係を示
したグラフである。
【００２１】電磁式容量制御弁９には、コンプレッサ７
の吸入圧力（Ｐｓ）が与えられる圧力通路５４と、コン
プレッサ７の吐出圧力（Ｐｄ）が与えられる圧力通路５
５と、コンプレッサ７のクランク室５２にクランク室内
圧力（Ｐｃ）を与える圧力通路５６と、圧力通路５５、
５６を連通する連通口５７とが形成されたバルブボディ
４７が設けられている。
【００２２】そして、連通口５７の開度は、弁体５８の
停止位置により決められている。その弁体５８の停止位
置は、プランジャ５９およびベローズ６０の変位位置に
より決定されるように構成されている。プランジャ５９
およびベローズ６０は、ロッド６１、６２を介して弁体
５８と連結している。そして、プランジャ５９の設定位
置は、電磁コイル６３への制御電流の大きさにより変更
されるように構成されている。なお、６４はプランジャ
５９を初期位置に戻すためのリターンスプリングであ
る。
【００２３】したがって、電磁式容量制御弁９は、図３
（ｂ）に示したように、エアコンＥＣＵ１０からの制御
電流によってコンプレッサ７の吸入圧力（Ｐｓ）の設定
値を変えることにより、コンプレッサ７の吐出容量を可
変する吐出容量可変手段である。すなわち、電磁式容量
制御弁９は、図３（ａ）に示したように、バルブボディ
４７内の電磁コイル６３に制御電流を加えることでプラ
ンジャ５９およびベローズ６０への外力を可変させる構
造であり、吸入圧力（Ｐｓ）に対する弁体５８の開度の
関係を可変させることで、目標エバ後温度（ＴＥＯ）と
なるように制御する。
【００２４】次に、本実施形態の自動車用空気調和装置
の制御系を図１および図４に基づいて説明する。ここ
で、図４は自動車用空気調和装置の制御系の構成を示し
た図である。空調ユニット１における各空調手段を制御
するエアコンＥＣＵ１０には、車室内前面に設けられた
エアコン操作パネル（図示せず）上の各スイッチからの
各スイッチ信号が入力される。
【００２５】なお、エアコン操作パネル上には、車室内
の温度を所望の温度に設定する温度設定スイッチ（温度
設定手段）７１、吸込口モードを外気導入モードまたは
内気循環モードに固定する内外気切替スイッチ（内外気
設定手段）７２、冷凍サイクル６の起動または停止を指
令するエアコンスイッチ７３、オートエアコン制御を指
令するオートスイッチ７４、吹出口モードを切り替える
モード切替スイッチ（図示せず）および遠心式ファン１
８の風量段階（ＯＦＦ、Ｌｏ、Ｍｅ１、Ｍｅ２、Ｈｉ）
を固定する風量切替スイッチ（図示せず）等が設置され
ている。
【００２６】また、エアコンＥＣＵ１０の内部には、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、各センサからの各センサ信号が図示
しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイク
ロコンピュータへ入力されるように構成されている。な
お、エアコンＥＣＵ１０は、自動車のエンジンＥの作動
および運転停止を司るイグニッションスイッチ（キース
イッチ）７５が投入（ＯＮ）されたときに、自動車に搭
載されたバッテリ（車載電源）７６から直流電源が供給
されるように構成されている。
【００２７】また、マイクロコンピュータには、例えば
目標吹出温度（ＴＡＯ）等に基づいて第１目標エバ後温
度（ＴＥＯ１）を決定する第１目標エバ後温度決定手段
（本発明の第１冷却度合決定手段に相当する）１０１
と、コンプレッサ７のオイル戻り性能を確保することが
可能なオイル戻り限界エバ後温度としての第２目標エバ
後温度（ＴＥＯ２）を決定する第２目標エバ後温度決定
手段（本発明の第２冷却度合決定手段に相当する）１０
２とが設けられている。そして、マイクロコンピュータ
には、第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）と第２目標エバ
後温度（ＴＥＯ２）とのうち小さい方の値を目標エバ後
温度（ＴＥＯ）として出力する目標エバ後温度決定手段
（本発明の冷却度合決定手段に相当する）１０３と、実
際のエバ後温度（ＴＥ）が目標エバ後温度（ＴＥＯ）と
等しくなるようにコンプレッサ７の容量制御を行うコン
プレッサ制御手段（本発明の圧縮機制御手段に相当す
る）１０４とが設けられている。
【００２８】なお、上記の各スイッチや各センサは、車
室内を空調するのに必要な空調環境因子を検出するもの
である。エアコンＥＣＵ１０には、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検出手段と
しての内気温センサ９１、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検出手段としての外気
温センサ９２、車室内に入射する日射量を検出する日射
量検出手段としての日射センサ９３が接続されている。
また、エバポレータ４による実際の空気冷却度合を検出
する冷却度合検出手段としてのエバ後温度センサ９４、
車室内の湿度を検出する湿度検出手段としての湿度セン
サ９５、自動車のエンジンＥの回転速度を検出する回転
速度検出手段としての回転速度センサ９６も接続されて
いる。このうち、エバ後温度センサ９４は、図１および
図４にも示したように、空気通路１１のうちエバポレー
タ４の直空気下流側部位に設けられて、この部位におけ
る冷風温度を検出するサーミスタである。具体的には、
エバ後温度センサ９４はエバポレータ４を通過した直後
の空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出する。
【００２９】そして、エアコンＥＣＵ１０は、マニュア
ル制御の場合には内外気切替スイッチ７２の操作位置、
オート制御の場合にはサーボモータ１５への制御信号に
よって、吸込口モード（外気導入モードであるか内気循
環モードであるか）を検出する。また、エアコンＥＣＵ
１０は、マニュアル制御およびオート制御共に、ブロワ
駆動回路１６への制御信号によって遠心式ファン１８の
風量段階（ブロワレベル）を検出する。なお、風量切替
スイッチの設定位置によって遠心式ファン１８のブロワ
レベルを検出しても良い。
【００３０】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
のエアコンＥＣＵ１０の作動を図１ないし図１３に基づ
いて簡単に説明する。ここで、図５はエアコンＥＣＵ１
０によるコンプレッサ容量可変制御を示したフローチャ
ートである。
【００３１】先ず、イグニッションスイッチ７５がＯＮ
されてエアコンＥＣＵ１０に直流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、エアコン操作パ
ネル上の各スイッチから各スイッチ信号を読み込む（温
度設定手段：ステップＳ１）。具体的には、温度設定ス
イッチ７１にて設定された設定温度（Ｔｓｅｔ）等を読
み込む。次に、各アクチュエータに出力している制御信
号を読み込む（制御出力検出手段：ステップＳ２）。具
体的には、サーボモータ１５への制御信号を読み込むこ
とにより吸込口モードを検出する。そして、ブロワ駆動
回路１６への制御信号を読み込むことによって遠心式フ
ァン１８の風量段階（ブロワレベル）を検出する。
【００３２】次に、各センサから各センサ信号を読み込
む（冷却度合検出手段、エバ後温度検出手段：ステップ
Ｓ３）。具体的には、内気温センサ９１にて検出した内
気温度（Ｔｒ）、外気温センサ９２にて検出した外気温
度（Ｔａｍ）、日射センサ９３にて検出した日射量（Ｔ
ｓ）、エバ後温度センサ９４にて検出した実際のエバ後
温度（ＴＥ）、湿度センサ９５にて検出した車室内の湿
度（ＲＨ）、回転速度センサ９６にて検出したエンジン
Ｅの回転速度（ＮＥ）を読み込む。
【００３３】次に、冷凍サイクル６の冷房負荷の大小を
決定する。具体的には、予めＲＯＭに記憶された下記の
数１の式に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標吹出
温度（ＴＡＯ）を算出する（目標吹出温度決定手段：ス
テップＳ４）。具体的には、予めＲＯＭに記憶された図
６に示すパターン（特性図、マップ）から、目標吹出温
度（ＴＡＯ）が高くなる程、第１エバ後温度（ＴＥＯ
１）が高くなるように算出（設定）する。
【数１】ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋ
ａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
【００３４】なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ７１に
て設定された設定温度で、Ｔｒは内気温センサ９１にて
検出した内気温度で、Ｔａｍは外気温センサ９２にて検
出した外気温度で、Ｔｓは日射センサ９３にて検出した
日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは
ゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００３５】つぎに、ステップＳ４にて決定された目標
吹出温度（ＴＡＯ）に対し、湿度センサ９５にて検出し
た車室内の湿度（ＲＨ）および内気温センサ９１にて検
出した内気温度（Ｔｒ）に基づき湿度補正を行う（湿度
補正手段：ステップＳ５）。具体的には、予めＲＯＭに
記憶された図７に示すパターン（特性図、マップ）か
ら、下記の数２の式によって２５℃相当の相対湿度（以
下ＲＨ２５とする）を算出し、このＲＨ２５に基づき、
数３の式によって湿度補正値ｆ２（ＲＨ２５）を算出
（決定）する。
【数２】ＲＨ２５＝ｆ（Ｔｒ）×ＲＨ／６０
【数３】 ｆ２（ＲＨ２５）＝（ＲＨ２５−６０）×０．１５
【００３６】なお、ＲＨは湿度センサ９５にて検出した
車室内の湿度で、Ｔｒは内気温センサ９１にて検出した
内気温度である。但し、ＲＨ２５≦３０の時はＲＨ＝３
０とし、ＲＨ２５≧９０の時はＲＨ＝９０とする。
【００３７】次に、ステップＳ４にて決定された目標吹
出温度（ＴＡＯ）およびステップＳ５にて算出した湿度
補正値ｆ２（ＲＨ２５）に基づいて、数４の式によって
エバポレータ４から吹き出す空調風の第１目標エバ後温
度（ＴＥＯ１：第１目標冷却度合、第１目標空気温度）
を算出（決定）する（第１冷却度合決定手段、第１目標
エバ後温度決定手段：ステップＳ６）。
【数４】ＴＥＯ１＝ｆ（ＴＡＯ）−ｆ２（ＲＨ２５）
【００３８】次に、ステップＳ１で読み込んだスイッチ
信号、ステップＳ２で読み込んだ制御信号およびステッ
プＳ３で読み込んだセンサ信号に基づき、コンプレッサ
７のオイル戻り性能が確保できる限界エバ後温度である
第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２：第２目標冷却度合、第
２目標空気温度）を算出（決定）する（第２冷却度合決
定手段、第２目標エバ後温度決定手段：ステップＳ
７）。
【００３９】具体的には、吸込口モードが内気循環モー
ドの場合には、予めＲＯＭに記憶された図８に示すパタ
ーン（特性図、マップ）に基づき、内気温センサ９１に
て検出した内気温度（Ｔｒ）から第２目標エバ後温度
（以下ｆ（ｏｉｌ）ＴＥＯと言う）を算出する。また、
吸込口モードが外気導入モードの場合には、予めＲＯＭ
に記憶された図９に示すパターン（特性図、マップ）に
基づき、外気温センサ９２にて検出した外気温度（Ｔａ
ｍ）から第２目標エバ後温度（以下ｆ（ｏｉｌ）ＴＥＯ
と言う）を算出する。
【００４０】さらに、予めＲＯＭに記憶された図１０に
示すパターン（特性図、マップ）に基づき、遠心式ファ
ン１８のブロワレベルから風量補正値ｆ（Ｌｂｗ）ＴＥ
Ｏを算出し、予めＲＯＭに記憶された図１１に示すパタ
ーン（特性図、マップ）に基づき、コンプレッサ７の回
転速度Ｎｃ（回転速度センサ９６にて検出したエンジン
Ｅの回転速度にプーリ比を掛けた値）から回転速度補正
値ｆ（Ｎｃ）ＴＥＯを算出し、下記の数５の式によって
第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）を算出（決定）する。
【数５】ＴＥＯ２＝ｆ（ｏｉｌ）ＴＥＯ＋ｆ（Ｌｂｗ）
ＴＥＯ＋ｆ（Ｎｃ）ＴＥＯ
【００４１】次に、ステップＳ６にて決定された第１目
標エバ後温度（ＴＥＯ１）がステップＳ７にて決定され
た第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）よりも低い値か否か
を判定する（冷却度合決定手段：ステップＳ８）。この
判定結果がＹＥＳで、第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）
が第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）よりも低い値と判定
された場合には、エバ後温度センサ９４にて検出した実
際のエバ後温度（ＴＥ）が、第１目標エバ後温度（ＴＥ
Ｏ１）と等しくなるようにコンプレッサ７の容量制御を
行う（圧縮機制御手段、コンプレッサ制御手段：ステッ
プＳ９）。具体的には、電磁式容量制御弁９の電磁コイ
ル６３を流れる制御電流（Ｉ）を制御する。その後にリ
ターンする。
【００４２】一方、ステップＳ８の判定結果がＮＯで、
第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）が第１目標エバ後温度
（ＴＥＯ１）以下の低い値と判定された場合には、エバ
後温度センサ９４にて検出した実際のエバ後温度（Ｔ
Ｅ）が、第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）と等しくなる
ようにコンプレッサ７の容量制御を行う（圧縮機制御手
段、コンプレッサ制御手段：ステップＳ１０）。具体的
には、電磁式容量制御弁９の電磁コイル６３を流れる制
御電流（Ｉ）を制御する。その後にリターンする。
【００４３】次に、電磁式容量制御弁９によるコンプレ
ッサ７の吐出容量の可変方法について図１２および図１
３を用いて説明する。ここで、図１２（ａ）は吐出容量
の大きい時の電磁式容量制御弁の状態を示した図で、図
１２（ｂ）は吐出容量の大きい時のコンプレッサの状態
を示した図である。また、図１３（ａ）は吐出容量の小
さい時の電磁式容量制御弁の状態を示した図で、図１３
（ｂ）は吐出容量の小さい時のコンプレッサの状態を示
した図である。
【００４４】先ず、実際のエバ後温度（ＴＥ）が目標エ
バ後温度（ＴＥＯ）よりもかなり高温の場合、あるいは
コンプレッサ７へのオイル戻り性能を確保する場合に
は、電磁式容量制御弁９の電磁コイル６３を流れる制御
電流（Ｉ）を小さくして、コンプレッサ７の吸入圧力
（Ｐｓ）の設定値を大きくする。この場合には、図１２
（ａ）に示したように、電磁式容量制御弁９のベローズ
６０が収縮することによって電磁式容量制御弁９の弁体
５８が小さく変位して連通口５７の開度が小さくなる。
これにより、コンプレッサ７の吐出圧力（Ｐｄ）が圧力
通路５６に入り難くなりクランク室内圧力（Ｐｃ）が小
さくなる。そして、クランク室内圧力（Ｐｃ）が小さく
なることにより、図１２（ｂ）に示したように、コンプ
レッサ７の斜板４１の傾きが大きくなることによってピ
ストン４２のストロークが長くなる。この結果、コンプ
レッサ７の吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるので、コンプレ
ッサ７の吐出容量が大きくなる。
【００４５】また、実際のエバ後温度（ＴＥ）が目標エ
バ後温度（ＴＥＯ）に略等しい場合、あるいはコンプレ
ッサ７へのオイル戻り性能が確保されている場合には、
電磁式容量制御弁９の電磁コイル６３を流れる制御電流
（Ｉ）を大きくして、コンプレッサ７の吸入圧力（Ｐ
ｓ）の設定値を小さくする。この場合には、図１３
（ａ）に示したように、ベローズ６０が伸長することに
よって弁体５８が大きく変位して連通口５７の開度が大
きくなる。これにより、コンプレッサ７の吐出圧力（Ｐ
ｄ）が圧力通路５６に入りクランク室内圧力（Ｐｃ）が
大きくなる。そして、クランク室内圧力（Ｐｃ）が大き
くなることにより、図１３（ｂ）に示したように、コン
プレッサ７の斜板４１の傾きが小さくなることによって
ピストン４２のストロークが短くなる。この結果、コン
プレッサ７の吐出圧力（Ｐｄ）が低くなるので、コンプ
レッサ７の吐出容量が小さくなる。
【００４６】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態の自動車用空気調和装置は、実際のエバ後温度
（ＴＥ）が、冷房負荷、すなわち、目標吹出温度（ＴＡ
Ｏ）等により決定された第１目標エバ後温度（ＴＥＯ
１）、およびコンプレッサ７へのオイル戻り性能を確保
する第２エバ後温度（ＴＥＯ２）のうち、低い値となる
ように、電磁式容量制限弁９の電磁コイル６３を流れる
制御電流（Ｉ）を制御することにより、コンプレッサ７
の吐出圧力（Ｐｄ）を変化させてコンプレッサ７の吐出
容量を制御するようにしている。
【００４７】したがって、定期的にコンプレッサ７の吐
出容量を大きくするものではないので、コンプレッサ７
が定期的に大きくトルク変動することはない。このた
め、コンプレッサ７を回転駆動するエンジンＥの回転速
度が定期的に大きく変動することもない。これにより、
自動車の加速性能や登坂性能等の動力性能、および運転
性能の悪化を抑えることができる。
【００４８】〔第２実施形態〕図１４は本発明の第２実
施形態を示したもので、コンプレッサに内蔵された電磁
式容量制御弁を示した図である。
【００４９】本実施形態のコンプレッサ７に内蔵された
電磁式容量制御弁９には、プランジャ５９を初期位置に
戻すためのリターンスプリング８１、このリターンスプ
リング８１のバネ座８２、およびプランジャ５９の変位
量を調整するための調整用栓８３が設けられている。ま
た、ベローズ６０の内部にも、ベローズ６０を初期位置
に戻すためのリターンスプリング８４が設けられてい
る。さらに、電磁コイル６３には、エアコンＥＣＵ１０
に電気的に接続するためのコード８５が設けられてい
る。そして、バルブボディ４７の端部には、リターンス
プリング８４の初期荷重を設定するための栓８６が設け
られている。
【００５０】〔第３実施形態〕図１５は本発明の第３実
施形態を示したもので、外気温度と第３目標エバ後温度
との相関関係を示した特性図である。
【００５１】本実施形態では、第１実施形態の図５のフ
ローチャートのステップＳ７の演算処理の代わりに、外
気温センサ９２にて検出した外気温度（Ｔａｍ）を用い
て、予めＲＯＭに記憶された図１５に示すパターン（特
性図、マップ）に基づき、外気温度（Ｔａｍ）から第３
目標エバ後温度ｆ（Ｔａｍ）を算出し、下記の数６の式
によって第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）を算出（決
定）している。
【数６】 ＴＥＯ１＝ＭＩＮ｛ｆ（ＴＡＯ），ｆ（Ｔａｍ）｝ なお、数６の式では、ｆ（ＴＡＯ）の値とｆ（Ｔａｍ）
の値とを比較して、小さい方の値を第１目標エバ後温度
（ＴＥＯ１）と決定する。
【００５２】〔他の実施形態〕本実施形態では、エバポ
レータ４の下流直後の空気温度、つまりエバ後温度（Ｔ
Ｅ）が第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）または第２目標
エバ後温度（ＴＥＯ２）となるようにエンジン駆動式の
コンプレッサ７の吐出容量を制御したが、例えば電動モ
ータ駆動式のコンプレッサのようにエンジンＥから独立
した動力によって駆動する構造であれば、吐出容量制御
の代わりにコンプレッサの回転速度を変化させることに
よりコンプレッサの吐出容量を制御しても良い。
【００５３】本実施形態では、エアコンＥＣＵ１０のマ
イクロコンピュータ内に、第１目標エバ後温度決定手段
１０１、第２目標エバ後温度決定手段１０２、目標エバ
後温度決定手段１０３およびコンプレッサ制御手段１０
４を組み込んだが、これらはそれぞれ別体でも良く、そ
の一部または全てをエアコン制御回路またはエンジンＥ
ＣＵに組み込んでも良い。
【００５４】そして、第１目標エバ後温度（ＴＥＯ１）
の算出において、マップ化するパラメータは、目標吹出
温度（ＴＡＯ）の代わりに、外気温度（Ｔａｍ）、設定
温度（Ｔｓｅｔ）と内気温度（Ｔｒ）との温度差、日射
量（Ｔｓ）等の空調負荷（冷房負荷）を用いても良い。
【００５５】そして、第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）
の算出において、マップ化するパラメータは、外気温度
（Ｔａｍ）の代わりに吐出圧力を用いても良く、エンジ
ンＥの回転速度（ＮＥ）の代わりに車速やコンプレッサ
７の回転速度を用いても良い。
【００５６】本実施形態では、エバポレータ４に吸い込
む空気の吸込温度として内気温度（Ｔｒ）および外気温
度（Ｔａｍ）の両方を利用したが、エバポレータ４に吸
い込む空気の吸込温度として内気温度（Ｔｒ）または外
気温度（Ｔａｍ）のうちの一方のみの温度でも良い。ま
た、第２目標エバ後温度（ＴＥＯ２）の算出において、
マップ化するパラメータは、外気温度（Ｔａｍ）のみ用
いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用空気調和装置の全体構造を示した構成
図である（第１実施形態）。
【図２】電磁クラッチと吐出容量可変式のコンプレッサ
を示した断面図である（第１実施形態）。
【図３】（ａ）はコンプレッサ７に内蔵された電磁式容
量制御弁９を示した説明図で、（ｂ）は制御電流と吸入
圧力の設定値との関係を示したグラフである（第１実施
形態）。
【図４】自動車用空気調和装置の制御系の構成を示した
ブロック図である（第１実施形態）。
【図５】エアコンＥＣＵによるコンプレッサ容量可変制
御を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図６】目標吹出温度と第１目標エバ後温度との相関関
係を示した特性図である（第１実施形態）。
【図７】内気温度と湿度補正値との相関関係を示した特
性図である（第１実施形態）。
【図８】内気温度と第２目標エバ後温度との相関関係を
示した特性図である（第１実施形態）。
【図９】外気温度と第２目標エバ後温度との相関関係を
示した特性図である（第１実施形態）。
【図１０】遠心式ファンのブロワレベルと風量補正値と
の相関関係を示した特性図である（第１実施形態）。
【図１１】コンプレッサの回転速度と回転速度補正値と
の相関関係を示した特性図である（第１実施形態）。
【図１２】（ａ）は吐出容量の大きい時の電磁式容量制
御弁の状態を示した説明図で、（ｂ）は吐出容量の大き
い時のコンプレッサの状態を示した説明図である（第１
実施形態）。
【図１３】（ａ）は吐出容量の小さい時の電磁式容量制
御弁の状態を示した説明図で、（ｂ）は吐出容量の小さ
い時のコンプレッサの状態を示した説明図である（第１
実施形態）。
【図１４】コンプレッサに内蔵された電磁式容量制御弁
を示した断面図である（第２実施形態）。
【図１５】外気温度と第３目標エバ後温度との相関関係
を示した特性図である（第３実施形態）。
【符号の説明】
１ 空調ユニット ２ 空調ダクト ３ 遠心式送風機 ４ エバポレータ（冷却用熱交換器、冷媒蒸発器） ５ ヒータコア（加熱用熱交換器） ６ 冷凍サイクル ７ コンプレッサ（冷媒圧縮機） ８ 電磁クラッチ ９ 電磁式容量制御弁（吐出容量可変手段） １０ エアコンＥＣＵ（空調制御装置） ９１ 内気温センサ（内気温度検出手段） ９２ 外気温センサ（外気温度検出手段） ９３ 日射センサ（日射量検出手段） ９４ エバ後温度センサ（冷却度合検出手段） ９５ 湿度センサ（湿度検出手段） ９６ 回転速度センサ（回転速度検出手段） １０１ 第１目標エバ後温度決定手段（第１冷却度合決
定手段） １０２ 第２目標エバ後温度決定手段（第２冷却度合決
定手段） １０３ 目標エバ後温度決定手段（冷却度合決定手段） １０４ コンプレッサ制御手段（圧縮機制御手段）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）車室内に空気を送るためのダクト
    と、 （ｂ）このダクト内において車室内に向かう空気流を発
    生させる送風機と、 （ｃ）前記ダクト内を流れる空気を冷媒と熱交換して冷
    却する冷却用熱交換器、およびこの冷却用熱交換器より
    吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機を有する冷
    凍サイクルと、 （ｄ）車室内を空調するのに必要な空調環境因子に応じ
    た第１目標冷却度合を決定する第１冷却度合決定手段
    と、 （ｅ）少なくともオイル戻り性能を確保することが可能
    な第２目標冷却度合を決定する第２冷却度合決定手段
    と、 （ｆ）前記第１目標冷却度合または前記第２目標冷却度
    合のうち小さい方の値を目標冷却度合とする冷却度合決
    定手段と、 （ｇ）前記冷却用熱交換器による実際の空気冷却度合を
    検出する冷却度合検出手段と、 （ｈ）前記冷却度合決定手段にて決定した目標冷却度合
    と前記冷却度合検出手段にて検出した実際の空気冷却度
    合とが等しくなるように、前記冷媒圧縮機より吐出する
    冷媒の吐出量を制御する圧縮機制御手段とを備えた車両
    用空気調和装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
    いて、 前記冷媒圧縮機は、車両に搭載されたエンジンにより回
    転駆動されるコンプレッサであって、 吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を可変する吐出容
    量可変手段を有することを特徴とする車両用空気調和装
    置。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
    気調和装置において、 前記第１冷却度合決定手段は、少なくとも外気温度等の
    空調環境因子から冷凍サイクルの空調負荷を判定し、こ
    の判定した空調負荷に応じた前記第１目標冷却度合を決
    定することを特徴とする車両用空気調和装置。
  4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のうちいずれか１
    つに記載の車両用空気調和装置において、 前記第２冷却度合決定手段は、前記冷却用熱交換器に吸
    い込まれる空気の吸込温度に応じた目標冷却度合の下限
    値を、前記第２目標冷却度合とすることを特徴とする車
    両用空気調和装置。
  5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のうちいずれか１
    つに記載の車両用空気調和装置において、 前記冷却用熱交換器は、前記冷凍サイクルの減圧手段よ
    り流入した冷媒を蒸発気化させる冷媒蒸発器であり、 前記冷却度合検出手段は、前記冷媒蒸発器を通過した直
    後の空気温度を検出する蒸発器後温度センサであること
    を特徴とする車両用空気調和装置。
JP9159624A 1997-06-17 1997-06-17 車両用空気調和装置 Pending JPH115439A (ja)

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