(57)【要約】【課題】  自動車用空調機のコンプレッサが小容量でも冷媒の吐き出し量を多くし得る自動車の空調機用制御装置を提供する。【解決手段】  自動車の走行状態に応じて自動変速する変速機４０と、変速機４０を制御する変速機制御部４１と、エンジン３０でコンプレッサ１１が駆動される空調機１０とを備えた自動車に、室内の温度を測定する室内温度センサー２１と、室外の温度を測定する外気温センサー２２と、室内温度センサー２１および外気温センサー２２の各測定値に基いて変速機制御部４１に対し変速機４０のアップシフトを所定の範囲で制限するように指示するアップシフト制限指示部２５とを備える。アップシフト制限指示部２５が変速機４０のアップシフトを制限して、エンジンの回転数を増加させることでコンプレッサ１１の容量を増加させて、空調機１０の冷房性能を向上させる。【選択図】  図１
2006256583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の走行状態に応じて自動変速する変速機と、上記変速機を所定の変速段に保持するように上記変速機を制御する変速機制御部と、エンジンでコンプレッサが駆動される空調機と、を備えた自動車に装備され、かつ上記空調機を制御する空調機用制御装置において、
室内の温度を測定する室内温度センサーと、室外の温度を測定する外気温センサーと、上記室内温度センサーおよび上記外気温センサーの各測定値に基いて上記変速機制御部に対し上記変速機のアップシフトを制限するよう指示するアップシフト制限指示部と、を備え、
上記アップシフト制限指示部が上記変速機制御部に上記変速機のアップシフトを制限するように指示を行うと、上記変速機制御部が上記変速機を所定の変速段に保持するよう上記変速機を制御することで、上記エンジンの回転数が増加して上記コンプレッサの容量が増加することを特徴とする、自動車の空調機用制御装置。
【請求項２】
前記アップシフト制限指示部は、前記室内温度センサーの測定値に基いて前記空調機の冷房性能を高める条件に適合するか否かを判定する第１判定部と、前記外気温センサーの測定値に基いて前記空調機の冷房性能を高める条件に適合するか否かを判定する第２判定部と、を備え、
上記第１判定部および上記第２判定部が各条件を満たすと判定した場合に前記アップシフト制限指示部は前記変速機制御部に対し上記変速機のアップシフトを制限するよう指示することを特徴とする、請求項１に記載の自動車の空調機用制御装置。
【請求項３】
前記第１判定部および前記第２判定部の何れか一方が前記空調機の冷房性能を高める条件に適合しないように初期化されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の空調機用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の空調機に用いられるコンプレッサの容量が小さくても空調機の冷房性能を向上させることができる、自動車の空調機用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、所謂カーエヤコンなどの空調機に用いられているコンプレッサは、空調機の冷房性能が最大のときを基準に設計されている。これは、多量の冷媒を循環させることで冷房性能を高めることができるためである。
【０００３】
また、空調機を効率良く制御するための制御装置として、空調負荷が大きい時には十分な空調効果が得られ、かつ、空調負荷が小さい時には低燃費で騒音の少ない自動車用空調機の制御装置がある（特許文献１，２）。
【特許文献１】特開昭５８−２２０９４２号公報
【特許文献２】実公昭６１−４６０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空調機では冷媒の流量を増加させて急速冷房運転を行うため、通常の冷房運転時ではエンジン回転数でコンプレッサの回転数が規制される。よって、低速度、低回転数では、コンプレッサの最大限の能力を使用していない。
また、コンプレッサの吐き出し量を多くするために、エンジンの動力をベルトを用いてコンプレッサに伝えるための電磁クラッチのプーリーの径を小さくし、コンプレッサの回転数を上げることも有利ではある。しかし、電磁クラッチを介しているため、伝達機能上、クラッチ板の有効径を確保する必要や、ベルトのねじれや振動の発生のおそれ等から、プーリーの小径化にも限界がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、空調機のコンプレッサが小容量でも冷媒の吐き出し量を多くすることができる自動車の空調機用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、自動車の走行状態に応じて自動変速する変速機と変速機を所定の変速段に保持するように変速機を制御する変速機制御部とエンジンでコンプレッサが駆動される空調機とを備えた自動車に装備され、かつ空調機を制御する空調機用制御装置において、室内の温度を測定する室内温度センサーと、室外の温度を測定する外気温センサーと、室内温度センサーおよび外気温センサーの各測定値に基いて変速機制御部に対し変速機のアップシフトを制限するよう指示するアップシフト制限指示部とを備え、アップシフト制限指示部が変速機制御部に変速機のアップシフトを制限するように指示を行うと、変速機制御部が変速機を所定の変速段に保持するよう変速機を制御することで、エンジンの回転数が増加してコンプレッサの容量が増加することを特徴とする。
好ましくは、アップシフト制限指示部は、室内温度センサーの測定値に基いて空調機の冷房性能を高める条件に適合するか否かを判定する第１判定部と、外気温センサーの測定値に基いて空調機の冷房性能を高める条件に適合するか否かを判定する第２判定部と、を備え、第１判定部および第２判定部が各条件を満たすと判定した場合にアップシフト制限指示部は変速機制御部に対し変速機のアップシフトを制限するよう指示する。
好ましくは、第１判定部および第２判定部の何れか一方が空調機の冷房性能を高める条件に適合しないように初期化される。
【０００７】
この構成により、空調機用制御装置は、室内温度センサーと外気温センサーとの測定値から冷房性能を向上させる必要があると判断すると、変速機制御部に対して車両速度が増加してもアップシフトを禁止する。つまり、変速機制御部が変速機を制御する際に変速線を切り換え、エンジン回転数を増加させてコンプレッサの稼動力を増加させて空調機の冷房性能を向上させる。よって、空調機の定常状態における冷房性能を維持できるコンプレッサを用いても、空調機は急速冷房運転を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷房性能最大時であるクールダウン時には変速機のシフトアップを一定範囲で禁止し、コンプレッサの回転数を増加させることができる。よって、容量のワンランク小さいコンプレッサを使用することができる。そのため、コンプレッサを軽量化できると共に、コンプレッサの費用を削減でき、軽量化に伴って燃費を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
図１は自動車の空調機１０とこの空調機１０を制御するための自動車の空調機用制御装置２０を備えたシステム構成図である。図１に示すように、エンジン３０と、自動車の走行状態に応じて自動変速する変速機４０と、室内を空調するための空調機１０が、自動車に装備される。
【００１０】
空調機１０は、冷媒の気化潜熱で空気を吸熱して空冷を行うものであり、例えば、図１のように構成されている。冷媒がコンプレッサ１１で圧縮されて高温高圧となって凝縮器１２に送られ、凝縮器１２で冷却液化する。そして、凝縮した冷媒が膨張弁１３を通じて蒸発器１４に流入する。蒸発器１４は空調ケース１５内に配置され、蒸発器１４に流入した低圧の冷媒が、空調ケース１５内の空気から吸熱して蒸発する。その後、冷媒は再度コンプレッサ１１に戻されて循環するようになっている。このように冷媒を吸入し圧縮するコンプレッサ１１は、電磁クラッチ１６のプーリー１６ａとベルト１７とを介在させて、エンジン３０の動力により駆動される。
【００１１】
また、空調ケース１５は空気の通風路を形成するように構成され、蒸発器１４の上流側には送風機１８が設けられ、室内の空気である内気や車外からの空気である外気が送風機１８で空調ケース１５内に送風される。一方、空調ケース１５の下流側には図示しない吹き出し口が形成されており、乗員の足元や上半身に冷風が吹き出るようになっている。
【００１２】
また、エンジン３０の回転は変速機４０で変速されて、最終的に駆動輪（図示せず）に伝達される。このような変速機４０は、例えばトルクコンバーターとギア類とこれらを制御する油圧系のコントロール部から構成されている。この変速機４０は、コンピュータで構成された変速機制御部４１で制御される。すなわち、変速機制御部４１で各種の条件を判断し油圧コントロールにより変速やロックアップ作動を細かく行うことができる。ここで、変速機制御部４１は変速機４０を所定の変速段に保持するよう、つまり変速機のアップシフトを制限できる機能を備え、自動車の走行状態、つまり、エンジンのスロットル開度や車両速度などにより変速段を変化させる状況であっても変速段が一段上らないよう変速機４０を制御することができる。
なお、エンジン３０には、エンジン３０の回転数などを検出する各種センサーからの信号を受けてエンジン３０を制御するためのエンジン制御部３１が備えられている。
【００１３】
本発明では、空調機１０を制御するために、室内温度を測定するための室内温度センサー２１と、外気温を測定するための外気温センサー２２とを備える。例えば、室内温度センサー２１は、計器類を取り付けるインストルメントパネルに取り付けられる。また外気温センサー２２は、バンパーの開口部などに設置される。そして、室内温度センサー２１や外気温センサー２２からの測定値を受けて、空調機１０を制御する空調機用制御装置２０が備えられている。
空調機用制御装置２０は、図１に示すように、室内温度センサー２１で測定した室内温度が予め設定された条件に適合するか否かを判定する第１判定部２３と、外気温センサー２２で測定した外気温が予め設定された条件に適合するか否かを判定する第２判定部２４とを備える。
【００１４】
ここで、第１判定部２３および第２判定部２４に予め設定されている条件について説明する。
図２は、第１判定部２３および第２判定部２４に予め設定されている条件をグラフとして示した図であり、（Ａ）は第１判定部２３に設定される条件、（Ｂ）は第２判定部２４に設定される条件について示している。
第１判定部２３では、室内温度センサー２１で測定した室内温度Ｔｒに応じて判定値Ｆ１を求める。つまり、図２（Ａ）に示すように、判定値が０の状態で室内温度ＴｒがＴ２未満では判定値Ｆ１は０であり、この状態で室内温度ＴｒがＴ２になると判定値Ｆ１を１とし、空冷により室内温度Ｔｒが低下し室内温度ＴｒがＴ１になると、再び判定値Ｆ１を０に戻す。
同様に、第２判定部２４では、外気温センサー２２で測定した外気温ＴＡＭに応じて判定値Ｆ２を求める。つまり、図２（Ｂ）に示すように、判定値Ｆ２が１の状態で外気温ＴＡＭがＴ３になると判定値Ｆ２を０とし、外気温が上昇してＴ４になると再度判定値Ｆ２を１とする。
図２に示したＴ１〜Ｔ４は、室内温度センサー２１および外気温センサー２２の取付位置などから設定され、例えば、Ｔ１＝３６℃、Ｔ２＝４０℃、Ｔ３＝４０℃、Ｔ４＝４５℃と設定される。
【００１５】
また、第１判定部２３および第２判定部２４は、空調機１０が作動したり、またはエンジン３０で点火を行った場合には、エンジン制御部３１やコンプレッサ１１からの始動信号を受けて、それぞれ判定値Ｆ１，Ｆ２が初期化される。この初期化状態を示したのが、図２の丸印である。図２に示すように、第１判定部２３の判定値Ｆ１は０となるよう初期化され、第２判定部２３の判定値Ｆ２は１となるよう初期化される。
【００１６】
第１判定部２３および第２判定部２４による判定値Ｆ１，Ｆ２は、何れも空調機１０の冷房性能を向上させる条件に適合するか否かを示しており、第１判定部２３および第２判定部２４の判定値Ｆ１，Ｆ２が何れも１の場合には、外気温、室内温度の何れもが高い状態であることから、空調機用制御装置２０は空調機１０の冷房性能を向上させるように制御する。
【００１７】
空調機用制御装置２０は、そのために、変速機制御部４１に対してアップシフトを制限するように指示するアップシフト制限指示部２５を備えている。アップシフト制限指示部２５は、第１判定部２３および第２判定部２４による判定値Ｆ１，Ｆ２が共に１の場合に、変速機４０をコンピュータで制御する変速機制御部４１に対して、変速機４０によるアップシフトを制限するように指示し、これを受けた変速機制御部４１は、変速線を切り換え、制限前で第Ｎ速になるような車両速度範囲においては、制限時では第（Ｎ−１）速とするように変速機４０を制御する。ここで、Ｎは３〜６の自然数である。
なお、空調機用制御装置２０は、乗員による室内温度設定や空調機１０の動作を開始したり停止したりするためのスイッチ類などを備えた操作ボックス２６を備え、操作ボックス２６からの操作信号と、送風機１８やコンプレッサ１１などの稼動状況を示す信号とを受けて、空調機１０の制御を行うように構成されている。すなわち、コンプレッサ１１や送風機１８が稼動していない場合には、空調機１０の冷房性能は機能しないため、コンプレッサ１１や送風機１８が稼動していることも、アップシフト制限指示部２５が変速機制御部４１に指示を出すための条件として設定されている。
【００１８】
次に、このように構成されたシステムによる空調機１０の制御について説明する。
例えば、乗員から空調機１０の動作開始の指示を操作ボックス２６を通じて空調機用制御装置２０が受けると、送風機１８が稼動したり電磁クラッチ１６によりエンジン３０の動力がコンプレッサ１１に伝達される。また、第１判定部２３および第２判定部２４の判定値の初期化が行われる。
この状態で、室内温度センサー２１と外気温センサー２２とで測定された温度をそれぞれ第１判定部２３および第２判定部２４がリアルタイムに受けて条件を満たすか否かを判定する。
【００１９】
いま、第１判定部２３および第２判定部２４が何れも前記条件を満たすと判定し、判定値Ｆ１，Ｆ２ともに１となったとする。すると、アップシフト制限指示部２５は、判定値Ｆ１，Ｆ２が共に１であることを判断して、変速機制御部４１に対して変速機４０のアップシフトを制限するように指示する。すると、変速機制御部４１により、車両速度が増加しても一定の範囲においてはアップシフトしないで、エンジン回転数を増加させる。すなわち、車両速度が増加しても、変速機４０の入力回転数と出力回転数との変速比が所定の範囲で変化することなく、同じ変速比を保って、エンジン回転数４０を増加させることができる。つまり、変速機制御部４１は、予め変速機４０の構成に応じて設定されている変速線を別の変速線に切り換えて、切り換えた変速線に対応するようにエンジン回転数を増加させる。これにより、空調機１０の冷房性能が向上して室温が低下し、室内温度センサー２１の測定値が減少して第１判定部２３が判定値Ｆ１を０に戻すと、アップシフト制限指示部２５は、第１判定部２３の判定値が変化したことを検知して、変速機制御部４１に対してアップシフトの制限を解除するように指示する。
【００２０】
図３は、アップシフト制限指示部２５により変速機４０のアップシフトが制限された場合と制限されていない場合との各々の車両速度とエンジン回転数との関係について、その一例を示した図である。横軸は車両速度（ｋｍ／時）であり、縦軸はエンジン回転数（回転／分）である。実線は変速機４０のアップシフトが制限されていない場合の車両速度とエンジン回転数との関係を示し、点線は変速機４０のアップシフトが制限されている場合の車両速度とエンジン回転数との関係を示す。
変速機４０のアップシフトが制限されていない場合、つまり、通常の状態では、時速１５ｋｍ／時で第２速に切り換わり、時速２４ｋｍ／時で第３速、時速３４ｋｍ／時で第４速に、時速約５０ｋｍ／時で第５速、時速７０ｋｍ／時で第６速に切り換わるが、アップシフトが制限されている場合には、時速２４ｋｍ／時では切り換わらず時速３４ｋｍ／時で第３速に、時速５０ｋｍ／時で第４速、時速７０ｋｍ／時で第５速に切り換わる。
【００２１】
このように、変速比の自動可変を一定の範囲、すなわちエンジン回転数が通常よりも増加した状態で初めて可変となるように制限し、エンジン回転数を増加させる。これで、エンジン回転数が増加することで、ベルト１７およびプーリー１６ａを介在してエンジン３０の動力がコンプレッサ１１に伝達されるので、コンプレッサ１１が循環させる冷媒量も増加する。よって、空調機１０による冷房性能が向上する。
従って、容量のワンランク小さいコンプレッサ１１を使用することができ、そのため、コンプレッサ１１を軽量化できると共に、コンプレッサ１１の費用を削減でき、コンプレッサ１１の軽量化に伴い燃費を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】自動車の空調機とこの空調機を制御するための自動車の空調機用制御装置を備えたシステム構成図である。
【図２】第１判定部および第２判定部に予め設定されている条件をグラフとして示した図であり、（Ａ）は第１判定部に設定される条件、（Ｂ）は第２判定部に設定される条件について示している。
【図３】アップシフト制御指示部により変速機のアップシフトが制限された場合と制限されていない場合との各々の車両速度とエンジン回転数との関係についてその一例を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  空調機
１１  コンプレッサ
１２  凝縮器
１３  膨張弁
１４  蒸発器
１５  空調ケース
１６  電磁クラッチ
１６ａ  プーリー
１７  ベルト
１８  送風機
２０  空調機用制御装置
２１  室内温度センサー
２２  外気温センサー
２３  第１判定部
２４  第２判定部
２５  アップシフト制限指示部
２６  操作ボックス
３０  エンジン
３１  エンジン制御部
４０  変速機
４１  変速機制御部
【図１】
2006256583.tif 000003
【図２】
2006256583.tif 000004
【図３】
2006256583.tif 000005