(57)【要約】【課題】可変容量コンプレッサ内に液冷媒が溜まった場合、コンプレッサの立ち上がり応答を確保し、液冷媒の排出時間を短縮することで、冷凍サイクルの起動性を向上させることができる車両用空調制御装置を提供すること。【解決手段】冷凍サイクルに可変容量コンプレッサ８とコンデンサ９を有し、前記コンデンサ９の熱交換面に放熱用の電動ファン１６を配置した車両用空調制御装置において、可変容量コンプレッサ８内に液冷媒が滞留していることを検出する液冷媒滞留検出手段と、可変容量コンプレッサ８を使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ前記電動ファン１６の起動を遅延させる制御を行う電動ファン制御手段（図４）と、を備えた。【選択図】図１
2008302721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに可変容量コンプレッサとコンデンサを有し、前記コンデンサの熱交換面に放熱用の電動ファンを配置した車両用空調制御装置において、
前記可変容量コンプレッサ内に液冷媒が滞留していることを検出する液冷媒滞留検出手段と、
前記可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ前記電動ファンの起動を遅延させる制御を行う電動ファン制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用空調制御装置において、
前記液冷媒滞留検出手段は、外気温度が中間負荷と呼ばれる温度域であるという中間負荷条件が成立し、かつ、冷凍サイクル中のエバポレータの出口空気温度が設定温度以下であるというエバポレータ直後温度条件が不成立であることにより、可変容量コンプレッサ内への液冷媒滞留を予測検出することを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用空調制御装置において、
前記電動ファン制御手段は、前記可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、中間負荷条件が成立し、かつ、冷凍サイクル中のエバポレータの出口空気温度が設定温度以下であるというエバポレータ直後温度条件が不成立である間は前記電動ファンの停止を維持し、中間負荷条件が成立したままでエバポレータ直後温度条件が成立に移行すると前記電動ファンを起動させる制御を行うことを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された車両用空調制御装置において、
前記電動ファン制御手段は、前記可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、中間負荷条件が不成立であると、直ちに前記電動ファンを起動させる制御を行うことを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載された車両用空調制御装置において、
前記液冷媒滞留検出手段は、コンプレッサ起動後のコンデンサ出口側高圧圧力とコンプレッサ起動前のコンデンサ出口側高圧圧力の高圧圧力差が設定圧力差以上という高圧圧力差条件の不成立により、可変容量コンプレッサ内への液冷媒滞留を予測検出することを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両用空調制御装置において、
前記電動ファン制御手段は、前記可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、高圧圧力差条件が不成立である間は前記電動ファンの停止を維持し、高圧圧力差条件が成立に移行すると前記電動ファンを起動させる制御を行うことを特徴とする車両用空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルに可変容量コンプレッサとコンデンサを有し、コンデンサの熱交換面に放熱用の電動ファンを配置した車両用空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クールダウン初期のコンデンサ冷却能力を向上させることを目的とし、冷凍サイクルの起動に応答して冷凍サイクルの高圧圧力にかかわらず、所定時間だけコンデンサ冷却用送風機を高速で作動させる電気回路を備えた自動車用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５９−９３１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の自動車用空調装置にあっては、冷凍サイクルがどのような状態であっても、冷凍サイクル状態に関わらず、コンプレッサ起動と同時に電動ファンを高速で作動させるため、コンプレッサに液冷媒溜まりが無い通常状態であれば、高圧圧力が上がらないためクールダウン時には有効ではあるが、自動車を放置している間にクランク室内に液冷媒が溜まることのある可変容量コンプレッサの場合、液冷媒が溜まっていると可変容量コンプレッサの吐出圧が上がらず、可変容量コンプレッサの立ち上がり遅れが懸念される、という問題があった。
【０００４】
すなわち、コンプレッサは、吐出圧にて得られる圧縮反力にて立ち上がる。つまり、吐出圧を速やかに上昇させることができれば、コンプレッサを立ち上げることができる。しかし、クランク室内に液冷媒が溜まっている可変容量コンプレッサの場合、コンプレッサ起動と同時に電動ファンを高速で作動させると、コンデンサでの放熱による冷媒液化作用が促進され、可変容量コンプレッサの吐出ポートの下流側に配置されるコンデンサ内の冷媒圧力が上がらない。したがって、可変容量コンプレッサを起動させても、コンデンサ内の冷媒圧力が低いままであるため、可変容量コンプレッサの吐出圧も低いままでしばらく推移し、可変容量コンプレッサの立ち上がりが遅れるし、立ち上がり遅れにより溜まっている液冷媒の排出にも長時間を要する。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、可変容量コンプレッサ内に液冷媒が溜まった場合、コンプレッサの立ち上がり応答を確保し、液冷媒の排出時間を短縮することで、冷凍サイクルの起動性を向上させることができる車両用空調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】
上記目的を達成するため、本発明では、冷凍サイクルに可変容量コンプレッサとコンデンサを有し、前記コンデンサの熱交換面に放熱用の電動ファンを配置した車両用空調制御装置において、
前記可変容量コンプレッサ内に液冷媒が滞留していることを検出する液冷媒滞留検出手段と、
前記可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ前記電動ファンの起動を遅延させる制御を行う電動ファン制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の車両用空調制御装置にあっては、電動ファン制御手段において、可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ電動ファンの起動を遅延させる制御が行われる。
すなわち、可変容量コンプレッサ内に液冷媒が溜まっていた場合、可変容量コンプレッサの起動と同時に電動ファンを起動させないことで、コンデンサでの放熱による冷媒液化作用が抑えられる。このため、コンデンサの冷媒圧力が上昇傾向になり、これに伴ってコンデンサの上流側に配置されている可変容量コンプレッサの吐出圧も上昇傾向となる。したがって、可変容量コンプレッサの吐出圧がコンプレッサ起動後から速やかに上昇し、吐出圧にて得られる圧縮反力により可変容量コンプレッサが応答良く立ち上がり、可変容量コンプレッサ内に溜まっていた液冷媒を短時間にて排出することができる。
この結果、可変容量コンプレッサ内に液冷媒が溜まった場合、コンプレッサの立ち上がり応答を確保し、液冷媒の排出時間を短縮することで、冷凍サイクルの起動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の車両用空調制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用空調制御装置を示す全体システム図である。
実施例１の車両用空調制御装置の冷凍サイクルは、図１に示すように、可変容量コンプレッサ８と、コンデンサ９と、リキッドタンク１０と、温度式自動膨脹弁１１と、エバポレータ１２と、を備えている。
【００１０】
前記可変容量コンプレッサ８は、図外のエンジンの回転側との連結をオン・オフできるＡ／Ｃクラッチ（図示せず）を有する。Ａ／Ｃクラッチのオフ時には、エンジンの回転側との連結が切断され、可変容量コンプレッサ８の駆動が停止される。Ａ／Ｃクラッチのオン時には、エンジンの回転により可変容量コンプレッサ８が駆動され、エバポレータ１２から送られてくる低温低圧の気化冷媒を高温高圧の気化冷媒としてコンデンサ９に送る。
また、可変容量コンプレッサ８は、コントロールバルブ１３を有する。コントロールバルブ１３は、空調コントロールユニット１４と情報交換するエンジンコントロールユニット１５からの外部制御信号である制御パルス信号のデューティ比によって冷媒の吐出容量を可変にする。なお、可変容量コンプレッサ８の構成についての詳しい説明は後述する。
【００１１】
前記コンデンサ９は、図外のラジエータの前面あるいは後面に配置されている。コンデンサ９は、走行風や電動ファン１６の風によって、高温高圧の気化冷媒を凝縮点まで冷却して高圧中温の液化冷媒とする。そして、高圧中温の液化冷媒をリキッドタンク１０に送る。
【００１２】
前記リキッドタンク１０は、高圧中温の液化冷媒に含まれる水分やゴミを取り除き、冷媒が円滑に供給できるように溜める。そして、このように溜められた液化冷媒を温度式自動膨脹弁１１に送る。
【００１３】
前記温度式自動膨脹弁１１は、高圧中温の液化冷媒を急激に膨脹させ、低圧低温の霧状の液化冷媒としてエバポレータ１２に送る。
【００１４】
前記エバポレータ１２は、霧状の液化冷媒を、ブロワファン１７により車室内へと送られる送風の熱を奪うことによって蒸発させ、低圧低温の気化冷媒とする。そして、低圧低温の気化冷媒を可変容量コンプレッサ８に送る。なお、エバポレータ１２は、インストルメントパネル内に配置される空調ユニット１８に内蔵される。
【００１５】
前記電動ファン１６は、ファンモータ１９の駆動力によって回転される。ファンモータ１９は、エンジンコントロールユニット１５からのモータ駆動電圧をＰＷＭモジュール２０でＰＷＭ（パルス幅変調）された信号によって駆動される。
【００１６】
前記ブロワファン１７は、回転駆動により内気及び／又は外気を吸い込み、この吸い込んだ送風をエバポレータ１２に送り、熱交換により冷風を車室内に吹き出す。なお、ブロワファン１７のファンモータは、空調コントロールユニット１４からの駆動制御信号によって駆動される。
【００１７】
実施例１の車両用空調制御装置の制御系は、図１に示すように、空調コントロールユニット１４と、エンジンコントロールユニット１５と、双方向通信線２１と、車室内温度センサ６２と、外気温度センサ６３と、日射センサ６４と、エバ出口空気温度センサ６５と、高圧圧力センサ６６と、を備えている。
【００１８】
前記空調コントロールユニット１４は、双方向通信線２１を介してエンジンコントロールユニット１５に接続されている。この空調コントロールユニット１４には、車室内温度センサ６２、外気温度センサ６３、日射センサ６４、エバ出口空気温度センサ６５等からのセンサ情報が入力される。空調コントロールユニット１４は、これらセンサ類等からの入力情報に基づいて、ブロワファン１７のファンモータ制御やエアミックスドアや各モードドア等のドア開度制御等を行う。
【００１９】
前記エンジンコントロールユニット１５は、双方向通信線２１を介して空調コントロールユニット１４に接続されている。このエンジンコントロールユニット１５には、高圧圧力センサ６６等からのセンサ情報が入力される。エンジンコントロールユニット１５は、空調コントロールユニット１４に接続されたセンサ類や高圧圧力センサ６６等から入力情報に基づいて、可変容量コンプレッサ８の容量制御、電動ファン１６の電動ファン制御、エンジン制御、Ａ／Ｃクラッチ制御等を行う。
【００２０】
ここで、エンジンコントロールユニット１５で行われる可変容量コンプレッサ８の容量制御は、次のように行われる。各種センサの検出値と温度調整ダイアルにより乗員が設定した目標室内温度に基づき、車両用空調装置からの目標吹き出し温度、目標吹き出し風量等を演算する。この時、目標エバポレータ出口空気温度を求め、更に、目標エバポレータ出口空気温度とエバポレータ出口空気温度検出値の差により可変容量コンプレッサ８のデューティ比を算出する。コントロールバルブ１３は、この算出されたデューティ比により可変容量コンプレッサ８の容量を制御する。
【００２１】
図２は実施例１の車両用空調制御装置に適用された可変容量コンプレッサの一例を示す断面図である。図３は車両用空調制御装置に適用された可変容量コンプレッサの可変容量制御メカニズムの説明図である。
【００２２】
可変容量コンプレッサ８は、図２に示すように、周方向に複数のハウジングボア２２ａが形成されたハウジング２２と、このハウジング２２の中心位置に配置され、プーリ２３の回転によって回転される回転軸２４と、この回転軸２４に斜板駆動体２５を介して連結された斜板２６と、この斜板２６の回転に応じて各ハウジングボア２２ａ内を往復移動し、この往復ストロークを斜板２６の傾斜角によって可変する複数の冷媒圧縮部材であるピストン２７と、ピストン背圧に作用するクランク室圧Ｐｃを変化させ、これで斜板２６の傾斜角が可変することによって冷媒の吐出容量を制御するコントロールバルブ１３と、を備えている。
【００２３】
前記ピストン２７は、往復運動によって吸入室５０の冷媒をシリンダ室５１に吸引し、シリンダ室５１で吸引した冷媒を圧縮し、この圧縮した冷媒を吐出室２９に吐出する。
【００２４】
前記斜板２６及びピストン２７は、可変容量コンプレッサ８の運転停止時において、吐出室２９の高圧圧力と吸入室５０の低圧側圧力が均等になると、第１バネ５２と第２バネ５３のスプリング力によって初期位置（例えば、ミニマムストローク位置、あるいは、ミニマムストローク位置とフルストローク位置の中間位置等）に配置される。
【００２５】
前記吐出室２９とクランク室３０の間は供給通路５４によって、クランク室３０と吸入室５０の間は抽気通路（図示せず）によって、それぞれ連通されている。そして、前記供給通路５４の途中位置に、その通路面積を可変できるコントルールバルブ１３が配置されている。
【００２６】
前記コントロールバルブ１３は、図３に示すように、ハウジング２２に対して往復移動自在に配置された制御体２８を有する。この制御体２８は、吐出室２９からクランク室３０への導入冷媒流量を制御する高圧ボール３１と、吸入室５０のコンプレッサ吸入側圧力Ｐｓが作用されたダイアフラム３２と、セットバネ３３のバネ力が作用されたバネ受け部３４を一体に有し、電磁コイル３５の通電によって発生する電磁力を移動方向に受けるように形成されている。電磁コイル３５には、エンジンコントロールユニット１５からの制御パルス信号のデューティ比による通電が行われ、デューティ比に比例する電磁力が制御体２８に作用する。これにより、高圧ボール３１の開弁ポイントが可変され、吐出室２９からクランク室３０への導入冷媒流量を制御し、斜板２６の傾斜角が可変される。
【００２７】
以上により、エンジンコントロールユニット１５がコントロールバルブ１３に送る制御パルス信号のデューティ比によって可変容量コンプレッサ８の冷媒の吐出容量が制御される。具体的には、最大容量運転信号、つまりデューティ比をＭＡＸ状態（１００％）とすると、コントロールバルブ１３が閉位置となり、クランク室３０の圧力が低下し、斜板２６が最大傾斜角で、ピストン２７がフルストローク位置側に配置される。最小容量運転信号、つまりデューティ比をＭＩＮ状態（０％）とすると、コントロールバルブ１３が開位置となり、クランク室３０の圧力が上昇し、斜板２６が最小傾斜角で、ピストン２７がミニマムストローク位置側に配置されることになる。このように実施例１で用いた可変容量コンプレッサ８は、吐出室２９からクランク室３０への冷媒流量を調整することで冷媒の吐出容量を制御する。
【００２８】
図４は実施例１の車両用空調制御装置のエンジンコントロールユニット１５において実行される電動ファン制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（電動ファン制御手段）。
【００２９】
ステップＳ１は、コンプレッサ起動か否かを判断する。
ここで、「コンプレッサ起動」は、実施例１のように、Ａ／Ｃクラッチを有する場合、電磁クラッチOFF→ONによりコンプレッサ起動とする。なお、Ａ／Ｃクラッチが無いクラッチレスの場合には、デューティ比１００％の信号出力によりコンプレッサ起動とする。
ステップＳ１において、Yes（コンプレッサ起動）と判断された場合は、ステップＳ２へ移行し、No（コンプレッサ停止）と判断された場合は、ステップＳ１の判断を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ２は、ステップＳ１でのコンプレッサ起動であるとの判断、あるいは、ステップＳ５でのエバ直温＞T3との判断に続き、電動ファン１６のファンモータ１９に対しファン停止の信号を出力し、ステップＳ３へ移行する。
【００３１】
ステップＳ３は、ステップＳ２での電動ファン停止に続き、外気温度センサ６３からの外気温情報（＝外気温度情報）と、エバ出口空気温度センサ６５からのエバ直温情報（＝エバポレータ直後温度情報）が読み込まれる。
【００３２】
ステップＳ４は、ステップＳ３での温度情報の読み込みに続き、外気温が第２設定温度T2以上で第１設定温度T1以下の範囲内にあるという中間負荷条件が成立するか否かを判断する（液冷媒滞留検出手段）。Yes（T2≦外気温≦T1）と判断された場合はステップＳ５へ移行し、No（外気温＜T2、または、外気温＞T1）と判断された場合はステップＳ６へ移行する。
ここで、第２設定温度T2は、例えば、15℃に設定され、第１設定温度T1は、例えば、25℃に設定される。つまり、負荷条件として、可変容量コンプレッサ８に液冷媒が溜まり易い中間負荷と呼ばれる春（例えば、初夏の時期）や秋（例えば、残暑の時期）であるどうかを、外気温が15℃から25℃の温度域に存在することで判断する。
【００３３】
ステップＳ５は、ステップＳ４でのT2≦外気温≦T1であるとの判断に続き、エバ直温が第３設定温度T3以下のエバポレータ直後温度条件が成立するか否かを判断する（液冷媒滞留検出手段）。Yes（エバ直温≦T3）と判断された場合はステップＳ６へ移行し、No（エバ直温＞T3）と判断された場合はステップＳ２へ戻る。
ここで、第３設定温度は、例えば、8℃に設定される。つまり、エバ直温が低いとうことは、可変容量コンプレッサ８には液冷媒の溜まりがなく、冷媒が流れていることであり、冷凍サイクルの起動遅れはないとみなすことができる。これに対し、エバ直温が高いということは、可変容量コンプレッサ８に液冷媒が溜まっていることにより冷媒が足りず、冷凍サイクルが起動遅れ状態であるとみなすことができることによる。
【００３４】
ステップＳ６は、ステップＳ５でのエバ直温≦T3との判断、あるいは、ステップＳ４での外気温＜T2、または、外気温＞T1との判断に続き、電動ファン１６のファンモータ１９に対しファン作動信号を出力し、ステップＳ７へ移行する。
【００３５】
ステップＳ７は、ステップＳ６での電動ファンONに続き、高圧圧力情報等を用いた通常の電動ファン制御が開始される。
【００３６】
次に、本発明に至る経緯を説明する。
車両用空調制御装置で、冷凍サイクルのコンプレッサとして、可変容量コンプレッサを用いた場合、例えば、初夏の時期や残暑の時期等のように、昼と夜の温度差が大きな時期の夜間に、放置状態で外に車両を駐車しておくと、可変容量コンプレッサのシリンダ室内に液冷媒が溜まる。
【００３７】
その理由は、冷凍サイクルの構成要素のうち、車室内に配置されるエバポレータは、夜になっても高い温度を維持するのに対し、エンジンルーム内に配置される可変容量コンプレッサは、夜になったら外気温の低下に伴って温度が低下する。このため、冷凍サイクルのうち、エバポレータやエバポレータに接続される管路系内の冷媒圧力が高くなり、可変容量コンプレッサやコンプレッサに接続される管路系内の冷媒圧力が低くなる。このように冷媒圧力差が生じると、冷凍サイクルにおいて、圧力が高いエバポレータ側から低いコンプレッサ側へと冷媒が流れ込む冷媒流れが生じ、可変容量コンプレッサのシリンダ室内に液冷媒が溜まるというメカニズムによる。
【００３８】
このように、可変容量コンプレッサのシリンダ室内に液冷媒が溜まっている状態で、従来技術にて提案されているように、コンプレッサ起動と同時に電動ファンを高速で作動させると、可変容量コンプレッサの吐出圧が上がらず、可変容量コンプレッサの立ち上がり遅れが懸念される。
【００３９】
その理由を説明する。まず、コンプレッサは、吐出圧にて得られる圧縮反力にて立ち上がる。つまり、吐出圧を速やかに上昇させることができれば、コンプレッサを立ち上げることができる。しかし、クランク室内に液冷媒が溜まっている可変容量コンプレッサの場合、コンプレッサ起動と同時に電動ファンを高速で作動させると、コンデンサでの放熱による冷媒液化作用が促進され、可変容量コンプレッサの吐出ポートの下流側に配置されるコンデンサ内の冷媒圧力が上がらない。また、可変容量コンプレッサの場合、ガス化した冷媒を圧縮して圧力を上げる構造であるため、仮に可変容量コンプレッサを起動するときの初期状態をフルストローク位置としても（通常、初期状態はフルストロークではなく、例えばミニマムストローク位置等に設定する場合が多い。）、吐出圧の急激な上昇を望むことができない。
【００４０】
したがって、クランク室内部に液冷媒が溜まっている可変容量コンプレッサを起動させても、コンデンサ内の冷媒圧力が低いままであるため、可変容量コンプレッサの吐出圧も低いままでしばらく推移し、可変容量コンプレッサの立ち上がりが遅れるし、立ち上がり遅れにより溜まっている液冷媒の排出に長時間を要する。
この結果、冷凍サイクルが正常に作動する冷凍サイクルの起動タイミングが遅れ、冷風を車室内に吹き出すまでに要する時間も大幅に遅れることになり、例えば、乗員がエアコンを入れても、例えば、エアコンを入れてから１分間以上も冷風が車室内に吹き出されないことがあり、乗員に違和感を与えることになる。
【００４１】
本発明者は、クランク室内部に液冷媒が溜まっているとき、可変容量コンプレッサの立ち上がり遅れがあるという問題に対し、コンプレッサは吐出圧を速やかに上昇させることができれば圧縮反力によりコンプレッサを立ち上げることができる点と、コンデンサの冷媒圧力を上げるとこれに伴ってコンプレッサの吐出圧も上昇する点と、走行風の無い停車時には電動ファンのみでコンデンサの高圧圧力をコントロールできる点に着目した。
【００４２】
この着目点にしたがって、可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ電動ファンの起動を遅延させる制御を行う構成を採用した。この構成を採用することによって、可変容量コンプレッサ内に液冷媒が溜まった場合、コンプレッサの立ち上がり応答が確保され、液冷媒の排出時間が短縮されることで、冷凍サイクルの起動性を向上させることができる。
【００４３】
次に、作用を説明する。
以下、実施例１の車両用空調制御装置における作用を、「外気温度条件不成立時の電動ファン制御作用」、「外気温度条件とエバポレータ直後温度条件が成立時の電動ファン制御作用」、「外気温度条件成立時でエバポレータ直後温度条件が不成立時の電動ファン制御作用」に分けて説明する。
【００４４】
［外気温度条件不成立時の電動ファン制御作用］
例えば、昼と夜の温度差が小さな真冬の時期にエアコンを入れた場合、外気温条件は、外気温＜T2（例えば、T2＝15℃）となる。また、例えば、昼と夜の温度差が小さな真夏の時期にエアコンを入れた場合、外気温条件は、外気温＞T1（例えば、T1＝25℃）となる。
このため、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まることがない真冬や真夏の時期にエアコンを入れ、可変容量コンプレッサ８を起動させると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、ステップＳ６では、コンプレッサ起動からの遅延時間を待つことなく、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされる。
したがって、例えば、真夏の時期にエアコンを入れると、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされるため、コンデンサ９での冷媒液化が促進され、高圧圧力が上がらず、クールダウン時に有効な電動ファン制御となる。
【００４５】
［外気温度条件とエバポレータ直後温度条件が成立時の電動ファン制御作用］
中間負荷と呼ばれる春や秋の時期にエアコンを入れると、ステップＳ４の外気温条件は成立する。しかし、エアコンの入切を繰り返している場合等であって、エバポレータ直後温度が低い場合には、エバポレータ直後温度条件は、エバ直温≦T3となる。
このため、中間負荷条件は成立しているときであって、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない状況でエアコンを入れ、可変容量コンプレッサ８を起動させると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、ステップＳ６では、コンプレッサ起動からの遅延時間を待つことなく、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされる。
したがって、例えば、春や秋の時期であって、エアコンの入切を繰り返している場合等においては、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされるため、コンデンサ９での冷媒液化が促進され、高圧圧力が上がらず、エアコン入操作に対し応答良く冷風吹き出しが始まる応答の良い冷房運転を行うことができる。
【００４６】
［外気温度条件成立時でエバポレータ直後温度条件が不成立時の電動ファン制御作用］
例えば、中間負荷と呼ばれる春や秋の時期に、夜間は自動車を車庫内に駐車させている場合等であって、最初にエアコンの入れた直後のエバポレータ直後温度が高い場合には、エバポレータ直後温度条件は、エバ直温＞T3となる。
このため、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない状況であり、中間負荷条件は成立しているが、エバポレータ直後温度が不成立のときにエアコンを入れ、可変容量コンプレッサ８を起動させると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、ステップＳ５からステップＳ２へ戻り、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５を繰り返し、ステップＳ５において、エバポレータ直後温度が成立するとステップＳ６へ進む。
したがって、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない状況では、コンプレッサ起動直後から冷凍サイクルが起動を開始することで、エバポレータ直後温度が第３設定温度T3以下に低下するまでの僅かな遅延時間を待って、電動ファン１６がONとされる。
【００４７】
例えば、中間負荷と呼ばれる春や秋の時期に、夜間は自動車を屋外に放置したまま駐車させている場合等であって、エアコンの入れたときのエバポレータ直後温度が高い場合には、エバポレータ直後温度条件は、エバ直温＞T3となる。
このため、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっている状況であり、中間負荷条件は成立しているが、エバポレータ直後温度が不成立のときにエアコンを入れ、可変容量コンプレッサ８を起動させると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、ステップＳ５からステップＳ２へ戻り、ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５を繰り返し、ステップＳ５において、エバポレータ直後温度が成立するとステップＳ６へ進む。
したがって、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっている状況では、この電動ファンOFFの状態としたままで、コンプレッサ起動から、可変容量コンプレッサ８の立ち上がり、液冷媒の排出、冷凍サイクルの起動開始の一連の動作が速やかに行われる。そして、冷凍サイクルの起動開始後、エバポレータ直後温度が第３設定温度T3以下に低下するまでの遅延時間を待って、電動ファン１６がONとされる。
【００４８】
すなわち、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていた場合、可変容量コンプレッサ８の起動と同時に電動ファン１６を起動させないことで、コンデンサ９での放熱による冷媒液化作用が抑えられる。このため、コンデンサ９の冷媒圧力が上昇傾向になり、これに伴ってコンデンサ９の上流側に配置されている可変容量コンプレッサ８の吐出圧も上昇傾向となる。したがって、可変容量コンプレッサ８の吐出圧がコンプレッサ起動後から速やかに上昇し、吐出圧にて得られる圧縮反力により可変容量コンプレッサ８が応答良く立ち上がり、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を短時間にて排出することができる。
【００４９】
加えて、コンプレッサ起動後、エバポレータ直後温度条件の成立を待って電動ファン１６の作動を開始するようにしているため、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない場合には、最短の遅延時間となり、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっている場合には、より多くの液冷媒が溜まっているほど遅延時間が延びる。つまり、電動ファン１６の停止を解除するタイミングを、冷凍サイクルの起動開始を確認することができるエバポレータ直後温度条件により与えているため、コンプレッサ起動から電動ファン１６の作動を開始するまでの遅延時間として、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を排出して冷凍サイクルの起動に至るまでの必要時間に一致する最適可変時間を得ることができる。
【００５０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用空調制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５１】
(1) 冷凍サイクルに可変容量コンプレッサ８とコンデンサ９を有し、前記コンデンサ９の熱交換面に放熱用の電動ファン１６を配置した車両用空調制御装置において、前記可変容量コンプレッサ８内に液冷媒が滞留していることを検出する液冷媒滞留検出手段と、前記可変容量コンプレッサ８を使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ前記電動ファン１６の起動を遅延させる制御を行う電動ファン制御手段（図４）と、を備えたため、可変容量コンプレッサ８内に液冷媒が溜まった場合、コンプレッサの立ち上がり応答を確保し、液冷媒の排出時間を短縮することで、冷凍サイクルの起動性を向上させることができる。
例えば、可変容量コンプレッサ８内に液冷媒が滞留しているとき、従来は１分以上冷凍サイクルが起動しないような場合があったのに対し、電動ファン１６の起動を遅延させる制御により、冷凍サイクルが起動するまでの時間を３０秒（１分の1/2）〜１２秒（１分の1/5）のレベルまで短縮することができた。
【００５２】
(2) 前記液冷媒滞留検出手段は、外気温度が中間負荷と呼ばれる温度域（T2≦外気温≦T1）であるという中間負荷条件が成立し（ステップＳ４でYes）、かつ、冷凍サイクル中のエバポレータ１２の出口空気温度が設定温度以下（エバ直温≦T3）であるというエバポレータ直後温度条件が不成立である（ステップＳ５でNo）ことにより、可変容量コンプレッサ８内への液冷媒滞留を予測検出するため、既存のセンサを流用した低コストの検出手段としながら、季節的に液冷媒滞留がみられる春と秋の時期に限定し、かつ、冷凍サイクルが起動していることを確認できるエバポレータ直後温度条件を加えたことで、液冷媒の滞留が解消されたタイミングを精度良く予測検出することができる。
【００５３】
(3) 前記電動ファン制御手段（図４）は、前記可変容量コンプレッサ８を使った冷凍サイクル起動時、中間負荷条件が成立し（ステップＳ４でYes）、かつ、冷凍サイクル中のエバポレータ１２の出口空気温度が設定温度以下であるというエバポレータ直後温度条件が不成立（ステップＳ５でNo）である間は前記電動ファン１６の停止を維持し、中間負荷条件が成立したままで（ステップＳ４でYes）エバポレータ直後温度条件が成立に移行すると（ステップＳ５でYes）前記電動ファン１６を起動させる制御を行う（ステップＳ６）ため、コンプレッサ起動から電動ファン１６の作動を開始するまでの遅延時間として、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を排出して冷凍サイクルの起動に至るまでの必要時間に一致する最適可変時間を得ることができる。
【００５４】
(4) 前記電動ファン制御手段（図４）は、前記可変容量コンプレッサ８を使った冷凍サイクル起動時、中間負荷条件が不成立であると（ステップＳ４でNo）、直ちに前記電動ファン１６を起動させる制御（ステップＳ６）を行うため、真冬や真夏の時期にエアコンを入れると、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされ、クールダウン要求に対して有効な電動ファン制御とすることができる。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は、実施例１では検出温度に基づいて電動ファン制御を行う例を示したが、高圧圧力差の判別に基づいて電動ファン制御を行うようにした例である。
【００５６】
まず、構成を説明する。
図５は実施例２の車両用空調制御装置のエンジンコントロールユニット１５において実行される電動ファン制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（電動ファン制御手段）。
なお、ステップＳ２１，ステップＳ２２，ステップＳ２６，ステップＳ２７の各ステップは、図４のフローチャートのステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ６，ステップＳ７の各ステップと同様の処理を行うステップであるため、説明を省略する。
【００５７】
ステップＳ２３は、ステップＳ２２での電動ファン停止に続き、高圧圧力センサ６６からのＡ／ＣクラッチON後の高圧圧力情報と、Ａ／ＣクラッチOFF時に読み込み記憶されていた高圧圧力情報が読み込み、ステップＳ２４へ移行する。
なお、実施例２のように、Ａ／Ｃクラッチを有する場合、電磁クラッチのON時とOFF時の高圧圧力情報を読み込むが、Ａ／Ｃクラッチが無いクラッチレスの場合には、デューティ比１００％後の高圧圧力情報とデューティ比０％時の高圧圧力情報を読み込む。
【００５８】
ステップＳ２４は、ステップＳ２３での高圧圧力情報の読み込みに続き、Ａ／ＣクラッチON後の高圧圧力から、Ａ／ＣクラッチOFF時の高圧圧力を差し引くことにより高圧圧力差を算出し、ステップＳ２５へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２５は、ステップＳ２４での高圧圧力差の算出に続き、算出された高圧圧力差が設定圧力差ΔＰ以上であるか否かを判断する（液冷媒滞留検出手段）。Yes（高圧圧力差≧ΔＰ）と判断された場合はステップＳ２６へ移行し、No（高圧圧力差＜ΔＰ）と判断された場合はステップＳ２２へ戻る。
ここで、設定圧力差ΔＰは、例えば、高圧圧力差が低いと液冷媒の排出が無く、起動遅れが生じていると判断することができ、また、高圧圧力差が高いと液冷媒が無く正常に稼働していて、起動遅れが無いと判断することができる。よって、液冷媒が無く正常に稼働していて、起動遅れが無いと判断することができる値に設定される。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００６０】
次に、作用を説明する。
以下、実施例２の車両用空調制御装置における高圧圧力差条件による電動ファン制御作用について説明する。
可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない状況であっても液冷媒が溜まっている状況であっても、エアコンを入れると、可変容量コンプレッサ８の起動直後は、高圧圧力差＜ΔＰとなる。
【００６１】
したがって、可変容量コンプレッサ８を起動させると、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ２５へと進み、ステップＳ２５からステップＳ２２へ戻り、ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ２５を繰り返し、ステップＳ２５において、高圧圧力差条件（高圧圧力差≧ΔＰ）が成立するとステップＳ２６へ進む。
【００６２】
例えば、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まることがない真冬や真夏の時期にエアコンを入れた場合、あるいは、春や秋の時期であっても、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない状況では、コンプレッサ起動から直ちにコンプレッサが立ち上がり、冷凍サイクルが正常に起動を開始することで、短時間にて高圧圧力差条件が成立する。
【００６３】
したがって、例えば、真夏の時期にエアコンを入れると、コンプレッサ起動と同時に電動ファン１６がONとされるため、コンデンサ９での冷媒液化が促進され、高圧圧力が上がらず、クールダウン時に有効な電動ファン制御となる。
【００６４】
例えば、中間負荷と呼ばれる春や秋の時期に、夜間は自動車を屋外に放置したまま駐車させている場合等であって、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっている状況でエアコンを入れると、電動ファンOFFの状態としたままであるため、コンプレッサ起動から、可変容量コンプレッサ８の立ち上がり、液冷媒の排出、冷凍サイクルの起動開始の一連の動作が速やかに行われる。
【００６５】
すなわち、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていた場合、可変容量コンプレッサ８の起動と同時に電動ファン１６を起動させないことで、コンデンサ９での放熱による冷媒液化作用が抑えられる。このため、コンデンサ９の冷媒圧力が上昇傾向になり、これに伴ってコンデンサ９の上流側に配置されている可変容量コンプレッサ８の吐出圧も上昇傾向となる。したがって、可変容量コンプレッサ８の吐出圧がコンプレッサ起動後から速やかに上昇し、吐出圧にて得られる圧縮反力により可変容量コンプレッサ８が応答良く立ち上がり、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を短時間にて排出することができる。
【００６６】
加えて、コンプレッサ起動後、高圧圧力差条件の成立を待って電動ファン１６の作動を開始するようにしているため、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっていない場合には、最短の遅延時間となり、可変容量コンプレッサ８のシリンダ室５１内に液冷媒が溜まっている場合には、より多くの液冷媒が溜まっているほど遅延時間が延びる。つまり、電動ファン１６の停止を解除するタイミングを、冷凍サイクルの起動開始を確認することができる高圧圧力差条件により与えているため、コンプレッサ起動から電動ファン１６の作動を開始するまでの遅延時間として、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を排出して冷凍サイクルの起動に至るまでの必要時間に一致する最適可変時間を得ることができる。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用空調制御装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６８】
(5) 前記液冷媒滞留検出手段は、コンプレッサ起動後のコンデンサ出口側高圧圧力とコンプレッサ起動前のコンデンサ出口側高圧圧力の高圧圧力差が設定圧力差ΔＰ以上という高圧圧力差条件の不成立（ステップＳ２５でNo）により、可変容量コンプレッサ８内への液冷媒滞留を予測検出するため、既存のセンサを流用した低コストの検出手段としながら、冷凍サイクルが起動していることを確認できる高圧圧力差条件により、液冷媒の滞留が解消されたタイミングを精度良く予測検出することができる。
【００６９】
(6) 前記電動ファン制御手段（図５）は、前記可変容量コンプレッサ８を使った冷凍サイクル起動時、高圧圧力差条件が不成立（ステップＳ２５でNo）である間は前記電動ファン１６の停止を維持し、高圧圧力差条件が成立（ステップＳ２５でYes）に移行すると前記電動ファン１６を起動させる制御を行うため、コンプレッサ起動から電動ファン１６の作動を開始するまでの遅延時間として、可変容量コンプレッサ８内に溜まっていた液冷媒を排出して冷凍サイクルの起動に至るまでの必要時間に一致する最適可変時間を得ることができる。
【００７０】
以上、本発明の車両用空調制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７１】
実施例１，２では、Ａ／Ｃクラッチ付きの可変容量コンプレッサ８の例を示したが、クラッチレスの可変容量コンプレッサやメカニカルコントロールバルブを採用したクラッチ付きの可変容量コンプレッサにも適用できる。
【００７２】
実施例１，２では、液冷媒滞留検出手段として、外気温度及びエバポレータ直後温度の検出による手段と高圧圧力差の検出による手段の例を示したが、例えば、温度と圧力の両方を用いて液冷媒の滞留を検出する手段としても良いし、直接的に可変容量コンプレッサ内に液冷媒が滞留していることを検出する手段としても良い。
【００７３】
実施例１，２では、電動ファン制御手段として、液冷媒滞留の検出条件と電動ファンの起動開始条件を分けることなく、液冷媒が排除され、冷凍サイクルが起動していることが想定される１つの条件を用いて電動ファンの起動を遅延させる制御例を示した。しかし、例えば、コンプレッサ起動後、液冷媒が滞留しているという所定の条件が成立すると、電動ファンの停止を維持し、少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間を温度情報や圧力情報により決め、電動ファンを停止した後、設定時間の経過を待って電動ファンの起動を開始するようなタイマー管理による電動ファン制御としても良い。
【００７４】
要するに、可変容量コンプレッサ内に液冷媒が滞留していることを検出する液冷媒滞留検出手段と、可変容量コンプレッサを使った冷凍サイクル起動時、液冷媒滞留が検出されると少なくとも液冷媒の排出に要する設定時間だけ前記電動ファンの起動を遅延させる制御を行う電動ファン制御手段と、を備えたものであれば、実施例１，２に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、コンプレッサの吐出圧を上げて液冷媒の排出時間を短縮するのが目的であるため、コントロールバルブの制御方式は、実施例１，２に示す制御方式に限られることはなく、様々な制御方式でも適用可能である。要するに、冷凍サイクルに可変容量コンプレッサとコンデンサを有し、コンデンサの熱交換面に放熱用の電動ファンを配置した車両用空調制御装置であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１の車両用空調制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の車両用空調制御装置に適用された可変容量コンプレッサの一例を示す断面図である。
【図３】車両用空調制御装置に適用された可変容量コンプレッサの可変容量制御メカニズムの説明図である。
【図４】実施例１の車両用空調制御装置のエンジンコントロールユニット１５において実行される電動ファン制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例２の車両用空調制御装置のエンジンコントロールユニット１５において実行される電動ファン制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
８  可変容量コンプレッサ
９  コンデンサ
１０  リキッドタンク
１１  温度式自動膨脹弁
１２  エバポレータ
１３  コントロールバルブ
１４  空調コントロールユニット
１５  エンジンコントロールユニット
１６  電動ファン
１９  ファンモータ
６３  外気温度センサ
６５  エバ出口空気温度センサ
６６  高圧圧力センサ
【図１】
2008302721.tif 000003
【図２】
2008302721.tif 000004
【図３】
2008302721.tif 000005
【図４】
2008302721.tif 000006
【図５】
2008302721.tif 000007