JP2767880B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、可変容量形コンプレッサを備えた車両用空
調装置に関する。

B.従来の技術 本出願人は先に特願昭63−196738号明細書において、
比較的外気温が低いとき（例えば、−５℃〜10℃）でも
十分に除湿が行なわれるようにした車両用空調装置を提
案した。その空調装置では、次のようにしてコンプレッ
サの容量が制御される。

（イ）エバポレータと膨張弁との間の管路外面に冷媒温
度を検出する冷媒温度センサを設け、 （ロ）外気温を基準としてその上下に上側および下側の
目標冷媒温度を設定し、 （ハ）その上側および下側目標冷媒温度を所定の時間間
隔で交互に選択し、 （ニ）冷媒温度センサで計測した冷媒温度と選択された
目標冷媒温度の偏差によりコンプレッサの容量を増減す
る。

このような低温時の除湿制御（以下、低温デミスト制
御と呼ぶ）により、外気温が比較的低い条件下でもエバ
ポレータを凍結させることなく所望の除湿性能を得るよ
うにしている。

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、この低温デミスト制御が内気循環モー
ドで実行されているとき、コンプレッサやその吐出容量
を制御する電子回路が故障したり、あるいはハーネスが
断線するなどしてコンプレッサの吐出容量が最小値で固
定されると、十分な除湿が行えず窓が曇るおそれがあ
る。

本発明の技術的課題は、コンプレッサの作動不良時に
も窓の曇りを極力防止することにある。

D.課題を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発
明は、少なくとも可変容量コンプレッサ101、コンデン
サ102、膨張弁103、およびエバポレータ104を有し、外
気導入と内気循環とが切換え可能な車両用空調装置に適
用される。

第１図に示すとおり本発明は、エバポレータ104下流
の空気温度を検出する温度検出手段105と、検出された
温度が目標温度となるように可変容量コンプレッサ101
の吐出し容量を算出して制御する吐出容量制御手段106
と、この吐出容量制御手段106によるコンプレッサ制御
中に、コンプレッサ101の吐出容量が最小で、かつ、こ
の最小吐出状態が所定時間続くとコンプレッサ制御が不
良になっていると判断するコンプレッサ制御不良状態判
断手段107と、制御不良状態判断時に外気導入に切換え
る切換手段108とを具備するにより、上述した技術的課
題を解決する。

E.作用 エバポレータ104下流の空気温度を検出し、この空気
温度が目標空気温度となるように可変容量コンプレッサ
101の吐出し容量が制御される。コンプレッサ101が最小
容量で所定時間以上運転し続けている場合、コンプレッ
サ制御不良状態判断手段107はコンプレッサ制御不良状
態と判定し、切換手段108に外気導入に切換る。これに
より、外気が導入されて窓の曇りが抑制される。

F.実施例 第２図〜第18図により本発明の一実施例を説明する。

（Ｉ）実施例の構成 ＜Ｉ−1:全体構成＞ 本発明に係る車両用空調装置は、第２図に示すよう
に、エンジン１により駆動される可変容量形コンプレッ
サ2,コンデンサ3,エバポレータ4,リキッドタンク5,膨張
弁６から成る圧縮冷凍サイクルのクーラーユニット100
を備えている。可変容量形コンプレッサ２は、吸入圧力
Psが設定圧力Prを越えると傾き角を大きくして吐出容量
を大きくするもので、その設定圧力Prは、第５図に示す
制御回路40から供給されるソレノイド電流I_SOLによって
制御される。またエバポレータ４は、外気導入口7aおよ
び内気導入口7bを有する空調ダクト７内に配設されてい
る。

各導入口7a,7bには、空調ダクト７内へ導入される空
気流量を制御する内外気切換ドア８が設けられる。更に
空調ダクト７内には、周知のとおりブロアファン９、ヒ
ーターユニット10、エアミックスドア11が設けられると
ともに、空調ダクト７に設けられたベント吹出口7cおよ
び足下吹出口7dからの吹き出し量をそれぞれ調整するベ
ントドア12、フットドア13が設けられる。更に、空調ダ
クト７に設けられたデフロスタ吹出口7eにはデフロスタ
ドア14が設けられる。

＜Ｉ−2:可変容量形コンプレッサ＞ 第３図（ａ）により可変容量形コンプレッサ２につい
て説明する。これはいわゆる斜板形のもので、斜板が配
設されるケーシング内に吸入圧力Psまたは吐出圧力Pdを
導き、これによって斜板の傾き角を変えて吐出容量を変
更するもので、例えば特開昭58−158382号公報に開示さ
れている。

すなわち同図において、コンプレッサ２のケーシング
21内には、エンジン１により駆動されるベルト22によっ
てプーリ23を介して回転する回転軸24が設けられ、この
回転軸24には、これと一体に回転するロータリードライ
ブプレート25がピポット支持されて斜設されている。ロ
ータリードライブプレート25のジャーナル25aには、ノ
ンロータリーワップル26が装着され、このノンロータリ
ーワップル26には、シリンダブロック27内を摺動するピ
ストン28がロッド29を介して連結される。したがって、
ロータリードライブプレート25が回転するとピストン28
が往復動し、吸入側室30sから吸い込まれた冷媒を吐出
側室30dへ送り出し、コンデンサ３に圧送する。周知の
とおり、ピストン28は回転軸24の軸心を中心とする円周
上に等間隔で複数個配設される。

ここで、ノンロータリーワップル26の傾き角は、ケー
シング21内、すなわちケーシング室21R内に吸入圧力Ps
または吐出圧力Pdを導いて各ピストン28の前後の圧力
差、換言するとシリンダ室とケーシング室との圧力差を
調節することによって変更され、第３図（ｂ）のように
吸入圧力Psが導かれると傾き角が大きくなり、第３図
（ｃ）のように吐出圧力Pdが導かれると傾き角が小さく
される。このような傾き角制御のため、このコンプレッ
サ２は、ケーシング室21Rを吸入側室30sまたは吐出側室
30dと択一的に連通する目的で、エンドカバー31内に、
第４図に詳細を示すコントロールバルブ32を有する。

＜Ｉ−3:コントロールバルブ32＞ 第４図はコントロールバルブ32の詳細内部構造を示
す。コントロールバルブ32は、先端側開口に弁シート部
材321が嵌合されたバルブボディ322を有し、そのバルブ
ボディ322には、先端にボール323を一体的に取付けたバ
ルブピン324が内挿される。バルブボディ322内には、吐
出側室30dとポート327で連通する高圧室328と、ポート3
29A,329Bを介してケーシング室21Rに連通する室330とが
形成され、ボール323をスプリング325でシート326に押
し付けて両者が遮断される。

また、バルブボディ322の基部側には、内部にベロー
ズ331を備えたエンドキャップ332が装着される。このベ
ローズ331の両端にはスプリングシート333とエンドメン
バ334とが取付けられ、スプリングシート333とエンドメ
ンバ334との間に介装されたスプリング335でベローズ33
1が伸長方向に付勢される。

更に、スプリングシート333の凹部からエンドメンバ3
34を貫通してロッド336が設けられ、このロッド336の先
端がバルブピン324の基部に設けた凹部に当接される。

エンドキャップ332とベローズ331との間には、エンド
キャップ332とエンドカバー31にそれぞれ形成されたポ
ート337,ポート338を介して吸入側室30sに通ずる制御室
339が構成され、この制御室339は、バルブピン324の基
部に設けた弁体340とバルブボディ322のシート343との
間の通路を介して室341に連通可能とされる。この室341
はポート342を介してケーシング室21Rと連通される。

更に、スプリングシート333には可動板343が固着さ
れ、この可動板343には、電磁アクチュエータ344のプラ
ンジャ345が連結される。この電磁アクチュエータ344の
周囲には可動板343をスプリングシート333に押圧するリ
ターンスプリング346が配設される。このリターンスプ
リング346のばね力はスプリング335のばねよりも十分に
大きくされる。電磁アクチュエータ344のソレノイド部
は第５図に示すようにリレー56を介して出力回路49に接
続され、後述の如くソレノイド電流I_SOLにより制御され
る。

一般には、コンプレッサ２の吸入圧力Psが予め設定さ
れた圧力Pr（以下、設定圧力）を越えるとコントロール
バルブ32が作動する。すなわち、スプリング335のばね
力に抗してベローズ331が収縮してロッド336が下方に変
位し、スプリング325のばね力でバルブピン324もその下
降動作に追動する（このとき可動板343は不動であ
る）。これにより、ボール323がシート326に着座すると
ともに、弁体340がシート343から離れる。この状態を模
式的に示したのが第３図（ｂ）である。この図からも分
かるように、制御室339から吸入圧力Psが室341,ポート3
42を介してケーシング室21Rに導かれて傾き角が大きく
なり吐出容量が増大する。

吸入圧力Psが設定圧力Pr以下の場合には、スプリング
335のばね力によりロッド336がバルブピン324を上方に
押動し、弁体340がシート343に着座すると共に、ボール
323がシート326から離れる（このとき可動板343は不動
である）。この状態を模式的に示したのが第３図（Ｃ）
である。この図からも分かるように、高圧室328,室330
およびポート329Bを経て吐出圧力Pdがケーシング室21R
内に導かれ傾き角が小さくなり、吐出容量が減少する。

ここで、上部設定圧力Prは次のように変更制御され
る。

電磁アクチュエータ344のソレノイド部が消磁されて
いるときは、可動板343はスプリング335と326とがバラ
ンスする位置にあり、ソレノイド電流が増加するのに比
例して可動板343は上方に移動し、スプリング335のばね
力がソレノイド電流に比例して大きくなる。この結果、
コントロールバルブ32の設定圧力Prもソレノイド電流に
比例して大きくなる。

＜Ｉ−4:制御回路40＞ 第５図（ａ）に本発明に係る車両用空調装置の制御回
路40の一例を示す。CPU41には入力回路42を介して、外
気温度T_AMBを検出する外気温センサ43,車室内温度T_INC
を検出する室内温度センサ44,日射量Q_SUNを検出する日
射センサ45,エバポレータ４下流の空気温度（以下、吸
込温度という）T_INTを検出する吸込温度センサ46,膨張
弁６の出口側管面に設けられて冷媒温度Trefを検出する
冷媒温度センサ47,エンジン冷却水温Twを検出する水温
センサ48がそれぞれ接続され、これらのセンサ43〜48か
ら各種温度情報や熱量情報がCPU41に入力される。ま
た、入力回路42には、エアコンスイッチ57、ブロアファ
ンスイッチ58、イグニションスイッチ59、デフロスタス
イッチ60、インテークマニホルドの吸気圧力を検出する
吸気圧力センサ61、エンジンの回転数を検出する回転数
センサ62、エアミックスドア11の開度を検出するエアミ
ックスドア開度センサ63、内外気切換ドア８の位置を検
出する内外気切換ドアセンサ64も接続される。

更に、CPU41には、出力回路49を介してインテークド
アクチュエータ50,エアミックドアアクチュエータ51,ベ
ントドアアクチュエータ52,フットドアアクチュエータ5
3,デフロスタドアアクチュエータ54およびブロアファン
制御回路55が接続され、ブロアファン制御回路55にはブ
ロアファンモータ９が接続されている。出力回路49には
さらに、リレー56を介して、コントロールバルブ32に付
設された電磁アクチュエータ344のソレノイド部が接続
されている。なお、インテークドアアクチュエータ50は
内外気切換ドア８を外気導入位置と内気導入位置との間
で切り換えるものである。

CPU41は、各センサ43〜48,61〜64、各スイッチ57〜60
から入力された各種情報に基づいて、インテークドアク
チュエータ50,エアミックスドアアクチュエータ51など
の各種アクチュエータを駆動制御して空気の吸込口や吹
出口および吹出し温度あるいはコントロールバルブ32の
設定出力Prを適切に制御する。さらに、風量制御信号に
よりブロアファン制御回路55を介してブロアファンモー
タ９を駆動制御してブロアファンの風量を適切に制御す
る （II）実施例の動作 次に実施例の動作を説明する。

＜II−1:基本フローチャート−＞ 第６図はCPU41で実行される空調制御装置の基本制御
を示すフローチャートである。

ステップS10では初期設定を行い、通常のオートエア
コンモードにおいては、例えば設定温度T_PTCを25℃に初
期設定する。ステップS20では各センサからの各種情報
を入力する。

これらの各センサのデータ情報を具体的に説明する
と、設定温度T_PTCは図示しないコントロールパネルか
ら、車室内温度T_INCは室内温度センサ44から、外気温度
T_AMBは外気温センサ43から、吸込温度T_INTは吸込温度セ
ンサ46から、冷媒温度Trefは冷媒温度センサ47からそれ
ぞれ与えられる。また、エンジン水温Twは水温センサ48
から、日射量Q_SUNは日射センサ45から与えられる。

次にステップS30では、外気温センサ43から得られる
外気温度T_AMBに対して他の熱源からの影響を除き、現実
の外気温度に相当した値T_AMに処理する。次にステップS
40では日射センサ45からの光量としての日射量情報を以
降の換算に適した熱量としての値Ｑ′_SUNに処理する。
ステップS50ではコントロールパネルで設定された設定
温度T_PTCを外気温度に応じて補正した値Ｔ′_PTCに処理
する。ステップS60ではＴ′_PTC,T_INC,T_AN,Q′_SUNから目
標吹出温度Toを算出すると共に、この目標吹出温度Toと
実際の吹出温度との偏差に応じてエアーミックスドア11
の開度を算出する。ステップS70ではコンプレッサ２を
以下に述べるように制御する。ステップS80では各吹出
口を制御する。ステップS90では吹込口、即ち、外気導
入口7aおよび内気導入口7bの選択切換を制御する。

ステップS100ではブロアファン９を制御することによ
り、吹出口からの風量を制御する。

＜II−2:コンプレッサ制御＞ 第７図（ａ）は第６図のコンプレッサ制御（ステップ
S70）を詳細に説明するフローチャートである。

第７図（ａ）においてステップS701ではブロアファン
９が作動しているか（オンしているか）否かをブロアフ
ァンスイッチ58からの信号により判定し、非作動ならば
ステップS702でコンプレッサ２を停止（オフ）する。作
動中ならばステップS703において、検出された冷媒温度
Trefに基づいて状態１か２かを読み取りその状態を所定
の格納領域に格納する。なお、ステップS703におけるTr
ef₁は熱負荷が小さい状態での冷媒温度であり、Tref₂は
Tref₁よりもある程度高い冷媒温度である。なお、このT
ref₁は、後述する低温デミスト制御において外気温T_AM
から定められる基準冷媒温度T₂₁よりも低い冷媒温度で
ある。次いで、ステップS704で状態２と判定されると、
ステップS702においてコンプレッサを停止する。

以上述べたステップS703,704,702によれば、コンプレ
ッサの破壊が確実に防止される。すなわち、冷媒流量が
極めて少ない条件（例えば、後述する所定低外気温度領
域下における低温デミスト制御）では、エバポレータを
通過する風のエバポレータへの熱負荷も極めて小さいこ
とから、エバポレータ内部の冷媒状態が不安定になりコ
ンプレッサへ悪影響を与えるので、冷媒温度が所定値以
下になるとコンプレッサをオフするものである。

そして状態１と判定されると、ステップS705におい
て、回転数センサ62からの信号によりエンジン回転数の
状態を判定し、低回転領域のとき（第７図（ｂ）に示す
ようにエンジン回転数が所定回転数Rref₂に上昇するま
での間）にはステップS706に進み、高回転領域のとき
（同図（ｂ）に示すように回転数が所定回転数Rref₁に
低下するまでの間）にはステップS712のデストローク制
御に進む。高低の回転領域は、回転数の大きさに応じて
第７図（ｂ）のように定められる。ステップS706では、
補正処理された外気温度T_AMに基づいて、状態３〜５の
いずれかを判定して所定の格納領域に格納し、ステップ
S707に進む。なお、ステップS706において、T_AM1および
T_AM2は外気温度が極めて低い状態を言い、T_AM3およびT
_AM4は外気温度がある程度高い状態を言う。

ステップS707ではデフロスタスイッチ60がオンしてい
るか否かを判定し、オフならばステップS708において、
ステップS60で演算された目標吹出温度Toが、ヒータユ
ニット10へ流入する空気をエアミックスドア11が全て遮
断するような温度Trcd以下か否かを判定する。Trcd以下
ならばステップS709に進んで急速クールダウン制御を行
う。

なお、このステップS708の判定は、イグニションスイ
ッチ59のオフからオン時に１回だけ行ったり、ブロアフ
ァンスイッチ58のオフからオン時に１回だけ行うように
する。

＜II−3:急速クールダウン制御＞ 第８図（ａ）は第７図（ａ）のステップS709における
急速クールダウン制御のフローチャートを示す。ステッ
プS7091において、エバポレータを通過する空気の出口
側の目標温度（以下、目標吸込温度という）Ｔ′_INTを
エバポレータの凍結開始可能温度以下の温度T₁とすると
ともに、タイマの計時時間Time1としてt₁を設定する。

ここで、目標吸込温度Ｔ′_INTをかかる温度T₁とした
のは、夏季日中のように周囲温度が高い場合には、エバ
ポレータ下流の実際の空気温度T_INTを凍結開始可能温度
よりも更に低い温度T₁にしても所定時間内ならば凍結し
ないことを本発明者が確認したことによるものであり、
また、このように目標吸込温度Ｔ′_INTを温度T₁のよう
に低くすることにより、コンプレッサ２の吐出容量を調
節するコントロールバルブ32の設定圧力Prを低くでき、
もって、より低い吸入圧力Psの領域でコンプレッサ２の
吐出容量を大きく保持でき、冷却能力を十分に発揮でき
るからである。

次にステップS7092において、ソレノイド通電電流I
_SOL1を演算する。

この演算は第９図のフローチャートに示されるよう
に、まず吸込温度T_INTと目標吸込温度Ｔ′_INTの差（T
_INT−Ｔ′_INT）を演算し（ステップS941）、この差から
比例項電流I_Pおよび積分項電流I_Iをそれぞれ第10図およ
び第11図に従ってステップS942で求める。ここで、比例
項電流I_PはステップS941で演算された差に基づいて第11
図から求められ、積分項電流I_Iは、同様の差に基づいて
第10図からΔI_Iを求め、このΔI_Iに前回までのI_Iを加え
た値I_I（＝I_I＋ΔI_I）として求められる。そしてステッ
プS943において、比例項電流I_Pと積分項電流I_Iとの差に
相当する電流をソレノイド通電電流I_SOL1として求め
る。すなわちソレノイド通電電流I_SOL1は、 I_SOL＝I_P−I_I ・・・（１） で求められる。

ただし、I_Pはアンペア、I_Iはミリアンペアである。

また、第８図（ａ）のステップS7093においては、吸
込温度T_INTが凍結開始可能温度T₄か否かを判定し、肯定
するまで繰り返しステップS7092とステップS7093とを実
行し、T_INT＝T₄になると、ステップS7094においてタイ
マTime1の計時を開始してステップS7095に進む。ステッ
プS7095においては、ステップS7092と同様にソレノイド
通電電流I_SOL1を演算する。次いでステップS7096におい
て、目標吹出温度Toが温度T₅以上か否かを判定する。こ
こで、温度T₅は、エアミックスドア11がヒータユニット
10への空気の流入を開始するような温度である。ステッ
プS7096が肯定されるとステップS7098に進み、否定され
るとステップS7097においてタイマTime1がt₁の計時を完
了したか否かを判定する。このステップS7097が否定さ
れるとステップS7094に戻る。肯定されるとステップS70
98に進んでエバポレータ目標吸込温度Ｔ′_INTを１度／
秒づつ増加する。

したがって、第10図、第11図および第１式からわかる
ように、急速クールダウン時においては、I_SOL1はエバ
ポレータ４の吸込温度T_INTが温度T₁になるまで急減す
る。ソレノイド電流I_SOL1が小さくなると、第４図に示
した電磁アクチュエータ344の可動板343が下方に変位し
て、弁体340を開放する設定圧力Prが低くなる。この結
果、コンプレッサ吸込圧力Psが小さい値でも弁体340が
開いてケーシング室21Rには吸込圧力Psが導かれ、傾き
角が大きくすなわちコンプレッサ吐出容量が大きく（冷
却能力が大きく）される。

このような制御は、第８図（ｂ）の特性図に示すとお
り、吸込温度T_INTが温度T₄まで低下してからt₁分間、ま
たは目標吹出温度Toが温度T₅以上になるまで続行され
る。すなわち、吸込温度T_INTが温度T₁に設定されたまま
所定時間だけコンプレッサ２がオーバストローク運転さ
れ急速クールダウン制御が実行され、夏季日中など急速
に車室内を冷却することができる。

一方、第７図のステップS708において、目標吹出温度
Toが温度Trcd以下でないときには、ステップS710におい
て、吸気圧力センサ61で検出されたインテークマニホル
ドの吸気圧力に基づいて加速状態か否かを判定し、加速
状態であれば、ステップS711において、吸込温度T_INTが
T_INT1度以下か否かを判定する。肯定されるとステップS
712においてデストローク制御を実行する。

＜II−4:デストローク制御＞ 第12図（ａ）はデストローク制御のフローチャートを
示す。ステップS7121において、 T_INT＞Ｔ′_INT＋１ か否かを判定し、否定されるとステップS7122に進み、
肯定されるとステップS7123に進む。ステップS7122で
は、目標吹出温度Ｔ′_INTをT₁₀度だけ増加させ、次のス
テップS7124において、上述の第10図及び第11図のグラ
フから第１式に基づいて電磁アクチュエータ344のソレ
ノイド部に供給する電流値I_SOL1を制御する。一方、ス
テップS7123では、目標吹出温度Ｔ′_INTをT₁₁度（＞
T₁₀）として、ステップS7124で同様に第１式から求めた
電流値I_SOL1により電磁アクチュエータ344を制御する。

すなわち、ステップS7121において、目標吸込温度
Ｔ′_INTと吸込温度T_INTとの相対比較により、現在のエ
バポレータの冷却状態を判定する。否定されることはあ
る程度エバポレータが目標値に近づいて運転されること
を意味し、ステップS7122において、目標吸込温度Ｔ′
_INTを比較的小さい数値であるT₁₀度だけ高くして電流値
I_SOL1を決定する。この結果、第４図の可動板343が上方
に移動してスプリング335のばね力が大きくなり、コン
トロールバルブ32の設定圧力Prが高めに設定され、コン
プレッサ２の吸入圧力Psが従前よりも高めの状態でもケ
ーシング室21R内にはコンプレッサ吐出圧力Pdが導かれ
て傾き角が小さめに保持される。この場合、目標吸込温
度Ｔ′_INTが高くなると、実際に検出される吸込温度T
_INTが高くなり目標吹出温度Toとの偏差が変わりエアミ
ックスドア11が閉じ側に駆動されるから、冷媒流量が減
っても吹き出し温度は上昇しない。

なお、エアミックスドア11の開度は第12図（ｂ）に示
すように制御される。

第12図（ｂ）において、ステップS601で定数Ａ〜Ｇを
初期化し、ステップS602で、エアミックスドア開度セン
サ63の信号により現在のエアミックスドア開度Ｘを入力
する。次いでステップS603において、図示の式に基づい
て目標吹出温度Toと実際の吹出温度との偏差Ｓを求め
る。そしてステップS604においてこの偏差Ｓを所定値So
と比較する。Ｓ＜−Soの場合、ステップS605でエアミッ
クスドア開度をコールド側、すなわちヒータユニット10
を通過する空気流量が少なくなるように閉じ側にする。
Ｓ＞−Soの場合、エアミックスドア開度をホット側、す
なわちヒータユニット10を通過する空気流量が多くなる
ように開き側にする。|S|≦＋Soの場合、現状の開度を
そのまま維持する。

一方、デストローク制御のステップS7121が否定され
ることは、エバポレータを通って吸い込まれる空気温度
T_INTがT₁₀度以下でありエバポレータの冷却能力はかな
り発揮されているが、目標吸込温度Ｔ′_INTとはまだ隔
たりがあることを意味し、冷却性能はある程度無視して
加速性能を重視するため、エバポレータ目標吸込温度
Ｔ′_INTをT₁₁度にしてソレノイド通電電流I_SOL1を大き
くする。ここで、この所定温度T₁₁は、コンプレッサを
停止させずに吐出容量を最小にした状態でのエバポレー
タ下流の空気温度に相当する温度で実験的に求められ
る。したがって、可動板343がステップS7122の場合より
も更に上方に移動してコントロールバルブ32の設定圧力
Prが上述の場合よりも更に高めに設定され、コンプレッ
サ２の吸入圧力Psがかなり高くなってもケーシング室21
R内にはコンプレッサ吐出圧力Pdが導かれて傾き角が小
さめに保持される。

以上の各ステップS7121〜S7123は、第７図（ａ）のス
テップS705でエンジン回転数が高いと判定されたときに
も実行される。

以上のようにデストローク制御は加速時あるいはエン
ジン高回転域運転時に実行され、それぞれのデストロー
ク制御によって次のような作用効果がある。

加速時のデストローク制御 このデストローク制御は、加速時であってエバポレー
タ吸込温度T_INTがT_INT1度以下のときに実行されるが、
エバポレータ吸込温度T_INTがT_INT1度以下の場合はエバ
ポレータの冷却能力がかなり発揮されているので、冷却
性能を多少犠牲にして加速性能を向上させるものであ
る。すなわち、デストローク条件が判定されると、コン
トロールバルブ32の設定圧力Prを上げてコンプレッサ２
の吸入圧力Psが比較的大きくなってもケーシング室21R
にコンプレッサ吐出圧力Pdを導き、これにより、コンプ
レッサの吐出容量を小さめにする。この結果、コンプレ
ッサの吸収馬力を低減して加速性能を向上させる。

この場合、現在の冷却がほぼ十分であれば、具体的に
は、吸込温度T_INTが目標吸込温度Ｔ′_INTにほぼ達して
いれば、コントロールバルブ32の設定圧力Prを多少高め
に設定し、冷却性能をある程度維持しつつ加速性能を向
上させる。一方、吸込温度T_INTが目標吸込温度Ｔ′_INT
とはまだ隔たりがあれば、コントロールバルブ32の設定
圧力Prをより高めに設定し、冷却性能を無視して加速性
能を前者よりも重視する。

高回転領域でのデストローク制御 エンジン回転数が高回転領域においては、可変容量コ
ンプレッサも高速回転しその耐久性に悪影響を及ぼす。
また、高速回転であれば、コンプレッサの傾きが小さく
ても必要な冷媒流量を得られる。このため、高速回転領
域では、可変容量形コンプレッサの傾き角を小さくして
ピストンの往復動速度を遅くして、耐久性の向上を図
る。

また、第７図（ａ）のステップS711が否定されると、
ステップS713において、エアコンスイッチ57がオンか否
かを判定する。オンならばステップS716にジャンプし、
オフならばステップS714でそれぞれ上述の状態３〜５の
いずれであるかを判定する。状態３ならばステップS715
において省燃費，省動力制御を行い、状態４又は５のと
きはステップS702に進み、コンプレッサ２をオフする。

＜II−5:省燃費，省動力制御＞ 第13図（ａ）は省燃費，省動力制御のフローチャート
を示す。ステップS7151において、吹出口がバイレベル
（B/L）モードか否かを判定する。B/Lモードならばステ
ップS7152に進み、B/LモードでなければステップS7153
に進む。ステップS7152およびS7153においては、第13図
（ｂ）のグラフに従って、目標吹出温度Toから目標吸込
温度Ｔ′_INTを求める。すなわち、B/Lモードでは特性線
図IIにしたがって目標吸込温度Ｔ′_INTを設定し、B/Lモ
ード以外のモードでは特性線図Ｉにしたがって目標吸込
温度Ｔ′_INTを設定する。

次いで、ステップS7154に進み、吸込温度T_INTが、凍
結開始可能温度T₄およびそれよりも若干低い温度である
温度T₆によって定められる温度範囲のいずれにあるかを
読み込み、ステップS7155において状態７か否かを判定
し、肯定されると、すなわち状態７ならばステップS715
7でコンプレッサをオフして所定の処理に戻る。一方、
状態６と判定されると、ステップS7156において、上述
したと同様にしてソレノイド電流値I_SOL1を制御して所
定の処理に戻る。

以上の手順によれば、目標吹出温度Toに応じた吸込温
度T_INTとなるようにコンプレッサが極め細かく制御さ
れ、以下の理由により、省燃費，省動力が図られる。

従来のように、現在の吸込温度T_INTと目標吹出温度To
との偏差によりエアミックスドア11の開度を調節して所
望の吹出温度を得る場合には、運転状態によって吸込温
度T_INTが不所望に低くなりすぎることがあり、この場
合、エアミックスドア11を開き気味にして吹出温度を目
標値に制御している。このため、コンプレッサが無駄に
動力を使い燃費にも悪影響を与える。

この実施例によれば、ある目標吹出温度Toに対して、
その温度を得るためにはエバポレータ４下流の空気温
度、すなわち、吸込温度T_INTをどの程度にすればよいか
を実験値として決定しておき、第13図（ｂ）のグラフに
従って演算される目標吹出温度Toから目標吸込温度Ｔ′
_INTを決定し、この目標吸込温度Ｔ′_INTによりコンプレ
ッサの吐出容量を制御して、吸込温度T_INTがむやみに低
下し過ぎないようにしている。このことは、コンプレッ
サが必要最低限の吐出容量（傾き角）で運転されている
ことを意味し、したがって、その吸収馬力も小さくな
り、省動力，省燃費に寄与する。

ところで、この実施例のように、コンプレッサを必要
最低限の能力で運転することは、吸込温度T_INTが目標吹
出温度Toと極めて接近することを意味し、両者の偏差が
大きいほど開度が大きく制御されるエアミックスドア11
は、ほぼ全閉状態となる。このため、吹き出し口をB/L
モードにするとき、例えば足下吹出口7dから吹き出され
る空気温度と、ベント吹出口7cから吹き出される空気温
度とがほぼ等しくなり、いわゆる頭寒足熱の効果が得ら
れなくなる。そこで、B/Lモード時には、上述した意味
での省動力，省燃費の効果は若干低下するが、吸込温度
T_INTを低めに設定してエアミックスドア11を開き気味に
し、例えば、足下吹出口7dから吹き出される空気温度を
高めにし、これにより頭寒足熱の効果を得る。

すなわち、同一の目標吹出温度Toに対して、B/Lモー
ドにおける目標吸込温度Ｔ′_INTがそれ以外のモードに
おける目標吸込温度Ｔ′_INTより低く設定され、B/Lモー
ドではそれ以外のモードに比べて第１式によるソレノイ
ド電流I_SOL1が小さくなり、同一の目標吹出温度Toに対
する吸込温度T_INTが小さくなり、上述したようにエアミ
ックスドア11が開き側に設定されて頭感足熱の効果が得
られる。

また第７図（ａ）において、ステップS707が肯定され
ると、すなわち、デフロスタスイッチ60がオンしている
ときには、ステップS706で格納された状態３〜５をステ
ップS716で判定しその結果に応じて、各種の制御が行わ
れる。

すなわち、状態３の場合は、ステップS717においてMA
X除湿制御が行われる。

＜II−6:MAX除湿制御＞ 第14図はMAX除湿制御のフローチャートを示す。ステ
ップS7171において、目標吸込温度Ｔ′_INTを上述した凍
結開始可能温度T₄度に設定する。次いで、ステップS717
2において、吸込温度T_INTに基づき状態６か７かを読み
込み、ステップS7173において状態７と判定されると、
ステップS7174においてコンプレッサ２をオフする。状
態６と判定されると、ステップS7175において、第９図
に示したとおり上述の第１式，第10図および第11図に基
づいて電磁アクチュエータ344のソレノイド電流I_SOL1を
制御する。

一方、第７図（ａ）のステップS716において状態４が
判定されると、ステップS718において低温デミスト制御
を行う。

＜II−7:低温デミスト制御＞ 第15図（ａ），（ｂ）は低温デミスト制御のフローチ
ャートである。この制御においては、電磁アクチュエー
タ344へ通電される電流は、外気導入時には冷媒温度Tre
fと目標冷媒温度Ｔ′refとに基づいて第17図および第18
図のグラフから求められるI_PとΔI_Iとにより、第１式に
基づき算出され、内気循環時には上述の第10図，第11図
から求められるI_PとΔI_Iとにより算出される。以下、順
を追って低温デミスト制御について説明する。

まず、ステップS7281において、内外気切換ドアセン
サ64からの信号により内気循環か外気導入かを判定す
る。外気導入ならばステップS7282に進み、補正された
外気温度T_AMを用いて、第15図（ｄ）のグラフから基準
冷媒温度T₂₁,T₂₂を算出する。ステップS7283では、検出
された冷媒温度Trefが状態21か22かを判定する。状態21
ならば第７図のステップS702にジャンプしてコンプレッ
サをオフする。

状態22ならびステップS7181（第15図（ｂ））に進
み、目標冷媒温度Ｔ′ref₂として外気温度T_AM＋T₈を、
目標冷媒温度Ｔ′ref₃として外気温度T_AM−T₉をそれぞ
れ設定する。また、タイマTime2にt₂分を、タイマTime3
にt₃分をそれぞれ設定する。次いでステップS7182でフ
ラグ１が０か否かを判定し、肯定されると、ステップS7
183でフラグ２が０か否かを判定する。肯定判定される
と、ステップS7184において、Time2の計時を開始し、ス
テップS7185において、Ｔ′refとしてまず目標冷媒温度
Ｔ′ref₃を選択し、ステップS7186において、ソレノイ
ド電流I_SOL2を第16図の手順により求める。これは、第1
7図と第18図のグラフに示すように、比例項電流I_Pと積
分項電流I_Iを目標冷媒温度Ｔ′refで求める点以外は第
９図のソレノイド電流I_SOL1の手順と同様であり、説明
を省略する。

次に、ステップS7187において、Time2の計時が完了し
たか否かを判定する。計時完了前では否定されてステッ
プS7194に進み、フラグ１に１を設定して、所定の手順
にリターンする。一方、Time2の計時が完了すると、ス
テップS7188において、フラグ１を０とし、ステップS71
89でTime3の計時を開始する。次いでステップS7190にお
いて、Ｔ′refとして目標冷媒温度Ｔ′ref₂を選択して
ステップS7191に進み、上述と同様にしてソレノイド電
流I_SOL2を制御する。更にステップS7192において、Time
3の計時が完了したか否かを判定し、計時完了前ならば
ステップS7195に進んでフラグ２に１を設定して所定の
手順に戻る。計時が完了すると、ステップS7193におい
てフラグ２に０を設定して所定の手順に戻る。

この第15図（ｂ）に示すステップS7181〜S7195の手順
によれば、時間経過と共に、目標冷媒温度Ｔ′ref₃と
Ｔ′ref₂とが第15図（ｃ）のように選択されてI_SOL2が
調節される。この結果、Ｔ′ref₃でI_SOL2を調節すると
きは冷媒温度を外気温度よりもT₉（例えば、４度）低く
して除湿が行われる。なお、Ｔ′ref₃とＴ′ref₂とを交
互に選択してコンプレッサを脈動運転するのは、冷媒の
流量が少ない運転時のオイル潤滑性を向上させコンプレ
ッサの焼き付きを防止するためである。

一方、ステップS7281（第15図（ａ））において内気
循環と判定されればステップS7284に進み、内気循環に
切換わった直後か否かを判定する。肯定されるとステッ
プS7288においてフラグ３が０か否かを判定し、肯定さ
れるとステップS7289でタイマTime4の計時を開始する。
そしてステップS7290でTime4の計時が終了されたか否か
を判定し、否定されるとステップS7291でフラグ３に１
を設定してステップS7286に進む。Time4の計時が終了す
るとステップS7292でフラグ３に０を設定してステップS
7285に進む。ステップS7284において外気導入から内気
循環への切換え直後ではないと判定されるとステップS7
285に進む。

ステップS7285では、検出された吸込空気温度T_INTが
状態23か24かを判定し、状態23のときには第７図（ａ）
のステップS702にジャンプしてコンプレッサを停止し、
状態24のときにはステップS7286で、目標吸込温度Ｔ′
_INTに所定温度T_RECを設定する。この所定温度T_RECは、
０度より大きく凍結開始可能温度T₄よりも低い温度であ
る。その後、ステップS7287において、検出された吸込
空気温度T_INTと目標吸込温度Ｔ′_INTとに基づいてソレ
ノイドへの通電電流I_SOL1が算出されてコンプレッサの
容量が制御される。

このような手順によれば、低温デミスト制御実行中に
冷媒温度Trefが基準冷媒温度T₂₁以下になるとコンプレ
ッサが停止してエバポレータの凍結が防止される。そし
て、この基準冷媒温度T₂₁を第15図（ｄ）のグラフのよ
うに外気温に運動させているので、低温デミスト制御の
実行が許容される外気温度範囲（第７図のステップS706
の状態４）内における比較的低温の状態では、上記基準
冷媒温度T₂₁が低めに設定されるからコンプレッサが不
所望に停止せず、十分に除湿が行なわれる。一方、比較
的高温の状態では、基準冷媒温度T₂₁が高めに設定され
るから、冷却能力が過剰になる前にコンプレッサが停止
されエバポレータの凍結が防止される。

また、内気循環時に冷媒温度Tref,Tref′によるコン
プレッサ制御を行なうと、車室内の暖気により冷媒温度
センサ47が冷媒温度を高めに検出し、その結果、冷却能
力が過剰になりエバポレータが凍結するおそれがある。
そこで、内気循環時には吸込空気温度T_INT,T′_INTによ
りコンプレッサを制御し、車室内の暖気による除湿性能
への影響を抑制するとともに、エバポレータの凍結を防
止している。

さらにまた、第15図（ｅ）の外気温に対する窓晴れ性
を示すグラフからわかるように、内気循環時にコンプレ
ッサを駆動していないときは（符号ｃの特性）、外気導
入時にコンプレッサを駆動しているとき（符号ａの特
性）に比べて同一外気温下での窓晴れ性が悪い。特に、
０度以下の低温状態では、特性ｃの窓晴れ性は非常に低
い。一方、内気循環時には吸込温度T_INTが凍結防止の基
準吸込温度T₂₃以下になるとコンプレッサを停止するよ
うにしている（第15図（ａ）ステップS7285）。しか
し、内気循環への切換え直後に直ぐにコンプレッサを停
止すると、特に０度以下の低温時では窓が急激に曇るお
それがある。そこで、この実施例のように内気循環への
切換直後は、吸込温度T_INTが基準吸込温度以下であって
も所定時間だけはコンプレッサを駆動して急激な窓曇り
を防止している。

また、ステップS7287に続いてステップS7293に進み、
フラグ４が０か否かを判定する。肯定されるとステップ
S7294に進み、タイマTime5の計時を開始し、ステップS7
295でフラグ４に１を設定する。その後、ステップS7296
において、ステップS7287で算出されたソレノイド電流I
_SOL1がI₀mAか否かを判定し、肯定されるとステップS729
7に進む。ここで、I_SOL1がI₀mAのとき、コンプレッサが
最小の吐出容量になる。ステップS7297では、タイマTim
e5が計時を完了したか否かを判定し、計時完了と判定さ
れるとステップS7298において内外切換ドア８を外気導
入位置に切換えるべくインテークドアアクチュエータ50
を駆動する。そしてステップS7299においてフラグを０
にしてリターンする。ステップS7296,7297が否定された
場合もリターンする。

このようなステップS7293〜S7299の手順によれば、ソ
レノイド電流I_SOL1が所定時間以上I₀mAの場合には制御
回路40の故障と判定し、内外気切換ドア８を外気導入位
置に切換える。すなわち、第15図（ａ），（ｂ）に示す
低温デミスト制御は、比較的低温時に除湿性能を向上す
る目的で操作者の意志で行なわれるもので、このような
制御においてコンプレッサが所定時間以上最小容量のま
ま運転を継続することは通常はあり得ないのでこれを故
障と判定する。そして、コンプレッサが最小容量のとき
冷却能力は最も低く、内気循環のままだと窓が曇るおそ
れがあり、したがって、上記故障が判定されると外気導
入に切換えて窓の曇りを抑制する。

なお、以上の空調装置では、I_SOL1＝I₀mAでコンプレ
ッサが最小容量になるタイプなので、I_SOL1＝I₀mAが所
定時間以上継続することで故障と判定するようにした
が、I_SOL1＝０のときにコンプレッサが最小容量になる
タイプでは、I_SOL1＝０が所定時間以上継続しているか
否かにより故障を判定する。あるいは、コンプレッサの
斜抜の実傾斜角を検出し、最小傾斜角が所定時間以上継
続されたときに故障と判定してもよい。

以上の実施例の構成において、冷媒温度センサ47が冷
媒温度検出手段105を、コントロールバルブ32や吸込圧
力Ps,吐出圧力Pdをケーシング室21Rに導くための構造、
CPU41,特に第15図（ａ），（ｂ）、第16図の各ステップ
等が吐出容量制御手段106を、CPU41、特に第15図（ａ）
ステップS7293〜S7297が故障検出制御手段107を、イン
テークドアアクチュエータ50が切換手段108それぞれ構
成する。

なお、コンプレッサの吐出容量は斜板の傾き角によっ
て制御したが、斜軸式でも良い。また、吸入圧力または
吐出圧力をケーシング室内に導いて傾き角を制御した
が、その他の方式でも良い。

G.発明の効果 本発明によれば、コンプレッサ容量が最小のまま所定
時間以上運転される状態を検出して制御不良状態と判定
し、このとき強制的に外気導入に切換えるようにしたの
で、コンプレッサが制御不良に陥っても窓の曇りを確実
に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図〜第18図は本発明に係る車両用空調装置の一実施
例を説明するもので、第２図が全体の構成図、第３図
（ａ）が可変容量コンプレッサの内部構造図、第３図
（ｂ），（ｃ）がその動作を説明する図、第４図がその
コントロールバルブの詳細内部構造図、第５図が制御回
路のブロック図、第６図が基本フローチャート、第７図
（ａ）がコンプレッサ制御のフローチャート、第７図
（ｂ）が回転数領域を示す線図、第８図（ａ）が急速ク
ールダウン制御のフローチャート、第８図（ｂ）がその
ときの吸込温度T_INTの時間変化を示す特性図、第９図が
ソレノイド電流I_SOL1を制御するためのフローチャー
ト、第10図および第11図がソレノイド電流I_SOL1を演算
するためのグラフ、第12図（ａ）がデストローク制御の
フローチャート、第12図（ｂ）がエアミックスドア開度
制御のフローチャート、第13図（ａ）が省燃費，省動力
制御のフローチャート、第13図（ｂ）がその時の２つの
特性を選択するためのグラフ、第14図がMAX除湿制御の
フローチャート、第15図（ａ）および（ｂ）が低温デミ
スト制御のフローチャート、第15図（ｃ）が低温デミス
ト制御時の目標冷媒温度Tref₂およびTref₃の時間変化を
示す特性図、第15図（ｄ）が外気温度と凍結防止基準温
度との関係を示すグラフ、第15図（ｅ）が外気温に対す
る窓晴れ性を示すグラフ、第16図がソレノイド電流I
_SOL2を制御するためのフローチャート、第17図および第
18図が低温デミスト制御時のソレノイド電流I_SOL2を演
算するためのグラフである。 1:エンジン、2:コンプレッサ 4:エバポレータ、8:内外気切換ドア 9:ブロアファン、10:ヒータユニット 32:コントロールバルブ、40:制御回路 60:内外気切換ドアセンサ 101:可変容量コンプレッサ 102:コンデンサ、103:膨張弁 104:エバポレータ 106:温度検出手段 107:吐出容量制御手段 108:コンプレッサ制御不良状態判断手段、109:切換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−146617（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−136569（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60H 1/00 - 1/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも可変容量コンプレッサ、コンデ
   ンサ、膨張弁、およびエバポレータを有し、外気導入と
   内気循環とが切換え可能な車両用空調装置において、 エバポレータ下流の空気温度を検出する温度検出手段
   と、 検出された温度が目標温度となるように前記可変容量コ
   ンプレッサの吐出し容量を算出して制御する吐出容量制
   御手段と、 この吐出容量制御手段によるコンプレッサ制御中に、前
   記コンプレッサの吐出容量が最小で、かつ、この最小吐
   出状態が所定時間続くとコンプレッサ制御が不良になっ
   ていると判断するコンプレッサ制御不良状態判断手段
   と、 制御不良状態判断時に外気導入に切換える切換手段とを
   具備することを特徴とする車両用空調装置。