(57)【要約】【課題】広い範囲の熱負荷に対して可変容量コンプレッサ１を安定して制御でき、エバポレータ出口空気の温度の変動が小さい車両用空調装置Ａの提供。【解決手段】車両用空調装置Ａは、コントロールバルブ１１を有する可変容量コンプレッサ１、コンデンサ２、気液分離器３、膨張弁４、およびエバポレータ５を冷媒配管で環状に連設してなる冷凍サイクル６と、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出する出口空気温度センサ８２と、外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサと、高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　を検出する冷媒圧力センサ８１と、可変容量コンプレッサ１の吐出容量を制御する制御器８とを備え、制御器８は、外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、通電量ＤＴ＝ＤＴ（ｎ−１）　＋Ｋｐ　｛（Ｅｎ　−Ｅｎ−１　）＋Θ／（Ｔｉ　×Ｅｎ　）｝の演算式に基づいてコントロールバルブ１１へ通電する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出容量を連続的に可変するための容量制御弁を有し、車載エンジンまたはモータにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設してなる冷凍サイクルと、
熱負荷を検出する熱負荷検出手段と、
所定の演算式に基づいて前記容量制御弁へ通電量で通電し、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する制御器とを備える車両用空調装置において、
前記制御器は、演算式中の制御定数を前記熱負荷に対応して変化させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
吐出容量を連続的に可変するための容量制御弁を有し、車載エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設してなる冷凍サイクルと、
エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出する出口空気温度検出手段と、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度検出手段と、
高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　または冷媒流量を検出する冷媒状態検出手段と、
所定の演算式に基づいて前記容量制御弁へ通電量ＤＴで通電し、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する制御器とを備える車両用空調装置において、
前記制御器は、前記外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、演算式中の制御定数を、前記冷媒吐出圧力または前記冷媒流量に対応して変化させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
吐出容量を連続的に可変するための容量制御弁を有し、車載エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設してなる冷凍サイクルと、
エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出する出口空気温度検出手段と、
外気温度Ｔａｍを検出する外気温度検出手段と、
高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する制御器とを備える車両用空調装置において、
前記制御器は、前記外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、つぎの演算式に基づいて前記容量制御弁へ通電量ＤＴで通電することを特徴とする車両用空調装置。
ＤＴ＝ＤＴ（ｎ−１）　＋Ｋｐ　｛（Ｅｎ　−Ｅｎ−１　）＋Θ／（Ｔｉ　×Ｅｎ　）｝
但し、Ｅｎ　＝エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　−目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏ
Ｋｐ　＝Ｋｐ’／（高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　×Ｐｈ’）
Ｔｉ　＝Ｔｉ’／（高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　×Ｐｈ’’　）
Ｋｐ’、Ｔｉ’、Ｐｈ’、Ｐｈ’’　は定数
Θはサンプリング周期
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量コンプレッサを有する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に記載の可変容量コンプレッサ制御装置では、エンジン回転数Ｎｅおよび車室内温度Ｔｒを、実験式Ｐｄ’＝Ｇ（Ｎｅ、Ｔｒ）に基づいて吐出圧力目標値Ｐｄ’を算出し、この吐出圧力目標値Ｐｄ’を用いて吐出圧力ＰｄのＰＩ制御を行っている。
【０００３】
また、アイドリング調整バルブへの駆動電圧Ｖｎ　を下記に示す数式１に基づいて算出して引加する技術も知られている（特許文献２）。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−　２７８５６７号公報　（第６頁〜第１０頁、　図２）
【特許文献２】
特開平５−　９９１５６号公報　　　（第５頁〜第７頁、　図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の可変容量コンプレッサ制御装置は、トルク低減（省動力）を図ることを目的としており、エバポレータ出口空気の温度変動を小さくする構成にはなっていない。
【０００７】
また、上記特許文献２の技術を空調装置に適用した場合には、可変容量コンプレッサの中間容量付近に各制御定数を決定する必要があるので、空調装置への熱負荷が小さく、可変容量コンプレッサが小容量で稼働している時に制御の安定性が悪くなり、エバポレータ出口空気の温度が変動し易い。これにより、吹き出し空気に温度変動が生じ、乗員が不快感を感じる。
【０００８】
本発明の目的は、広い範囲の熱負荷に対して可変容量コンプレッサを安定して制御でき、エバポレータ出口空気の温度の変動が小さい車両用空調装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
［請求項１について］
車両用空調装置は、吐出容量を連続的に可変するための容量制御弁を有し、車載エンジンまたはモータにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設して冷凍サイクルを形成している。
【００１０】
熱負荷検出手段は熱負荷を検出する。
なお、熱負荷は、（１）エバポレータ出口空気温度、（２）目標設定温度と車室内温度との温度差、（３）エバポレータ出口空気温度に外気温度を加味したもの、（４）目標設定温度と車室内温度との温度差に外気温度を加味したものである。
【００１１】
制御器は、所定の演算式に基づいて容量制御弁へ通電量で通電して可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する。なお、制御器は、演算式中の制御定数を熱負荷に対応して変化させる。
【００１２】
これにより、高熱負荷域から低熱負荷域迄の広い熱負荷範囲で、冷凍サイクルの制御安定性を上げることができる。
これにより、エバポレータ出口空気の温度変動を小さくできるので、乗員の快適性向上が図れる。
【００１３】
［請求項２について］
車両用空調装置は、吐出容量を連続的に可変するための容量制御弁を有し、車載エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設して冷凍サイクルを形成している。
【００１４】
出口空気温度検出手段がエバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出し、外気温度検出手段が外気温度Ｔａｍを検出し、冷媒状態検出手段が高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　または冷媒流量を検出する。
【００１５】
制御器は、所定の演算式に基づいて容量制御弁へ通電量ＤＴで通電し、可変容量コンプレッサの吐出容量を制御する。なお、制御器は、前記外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、演算式中の制御定数を、冷媒吐出圧力または冷媒流量に対応して変化させる。
これにより、高熱負荷域から低熱負荷域迄の広い熱負荷範囲で、冷凍サイクルを安定に運転することができる。
【００１６】
なお、高熱負荷域とは、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　や外気温度Ｔａｍが高い状態、或いは、高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　が高い状態や冷媒流量が多い状態である。また、低熱負荷域とは、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　や外気温度Ｔａｍが低い状態、或いは、高圧側の冷媒吐出圧力が低い状態や冷媒流量が少ない状態である。
【００１７】
これにより、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏに速やかに近づけることができる。
また、エバポレータ出口空気の温度変動を小さくできるので、乗員の快適性向上が図れる。
【００１８】
［請求項３について］
車両用空調装置は、容量制御弁を有し、車載エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサ、コンデンサ、気液分離器、減圧手段、および車両の空調ダクト内に配されるエバポレータを冷媒配管で順に環状に連設して冷凍サイクルを形成している。
【００１９】
出口空気温度検出手段がエバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出し、外気温度検出手段が外気温度Ｔａｍを検出し、冷媒圧力検出手段が高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　を検出する。
制御器は、外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、数式２の演算式に基づいて容量制御弁へ通電量ＤＴで通電する。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
よって、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏに速やかに近づけることができる。
【００２２】
また、エバポレータ出口空気の温度変動を小さくできるので、乗員の快適性向上が図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の一実施例（請求項１〜３に対応）に係る車両用空調装置Ａを、図１および図２に基づいて説明する。
【００２４】
図１に示す如く、車両用空調装置Ａは、可変容量コンプレッサ１と、コンデンサ２と、気液分離器３と、膨張弁４と、エバポレータ５とを冷媒配管で環状に連設して冷凍サイ５ル６を形成している。
【００２５】
可変容量コンプレッサ１は、モータ、またはベルトおよびクラッチを介してエンジン（何れも図示せず）により駆動される。なお、コントロールバルブ１１への通電量ＤＴに応じて吐出容量を連続的に可変することができる。
【００２６】
この可変容量コンプレッサ１は、エバポレータ５内で蒸発した低温低圧のガス冷媒７１を吸入口１２から吸入し、圧縮により高温高圧になったガス冷媒７２を吐出口１３から吐出してコンデンサ２へ送り込む。
【００２７】
コンデンサ２は、付設されるファン（図示せず）により通過する外気と熱交換することにより、可変容量コンプレッサ１から送り込まれた高温高圧のガス冷媒７２を凝縮（液化）させる。
【００２８】
気液分離器３は、ガス冷媒７２と液冷媒７３とを分離するためのものであり、液冷媒７３のみ膨張弁４へ送り込まれる。
【００２９】
膨張弁４は、液冷媒７３（中温高圧）を減圧膨張させて霧状の冷媒（低温低圧）にする。
エバポレータ５は、車両の空調ダクト５０内に配され、送風機５１により、空調ダクト５内に流れる導入空気５２を霧状の冷媒と熱交換させることにより、通過する導入空気５２を冷却する。
【００３０】
気液分離器３−　膨張弁４間を接続する冷媒配管中に配される冷媒圧力センサ８１は、高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　を検出するためのものであり、そのセンサ出力は制御器８に入力される。
【００３１】
エバポレータ５の出口側の空調ダクト５０内に配される出口空気温度センサ８２は、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出するためのものであり、そのセンサ出力は制御器８に入力される。
【００３２】
外気温度センサ（図示せず）は外気温度Ｔａｍを検出するためのものであり、そのセンサ出力は制御器８に入力される。
車室内の適所に配される車室内温度センサ（図示せず）は、車室内温度Ｔｒ　を検出するためのものであり、そのセンサ出力は制御器８に入力される。
【００３３】
制御器８は、各センサ出力から得られた各値を上述した数式２に代入して通電量ＤＴを算出し、可変容量コンプレッサ１のコントロールバルブ１１に対して、その通電量ＤＴで通電する。
【００３４】
本実施例の車両用空調装置Ａにおいて、冷凍運転中、制御器８のマイクロコンピュータ（図示せず）は図２に示すフローチャートに示す様に作動する。
【００３５】
ステップｓ１において、制御器７のマイクロコンピュータ（図示せず）は、外気温度センサのセンサ出力に基づいて外気温度Ｔａｍを検出し、出口空気温度センサ８２のセンサ出力に基づいてエバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を検出し、冷媒圧力センサ８１のセンサ出力に基づいて高圧側冷媒吐出圧力Ｐｈ　を検出する。
【００３６】
ステップｓ２において、検出した外気温度Ｔａｍを、目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏ算出用のマップ（図示せず）に当てはめて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出する。
【００３７】
ステップｓ３において、各値を、数式２に代入して通電量ＤＴを算出する。
【００３８】
ステップｓ４において、可変容量コンプレッサ１のコントロールバルブ１１に対して、その通電量ＤＴで通電する。また、ｎ＝ｎ＋１を実施する。
【００３９】
本実施例の車両用空調装置Ａは、以下の利点を有する。
車両用空調装置Ａの制御器７は、外気温度Ｔａｍに基づいて目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏを算出するとともに、数式２の演算式に基づいて容量制御弁へ通電量ＤＴで通電している。
【００４０】
つまり、高熱負荷域（エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　や外気温度Ｔａｍが高い状態、或いは、高圧側の冷媒吐出圧力が高い状態や冷媒流量が多い状態）では通電量ＤＴが多くなり、大吐出量で可変容量コンプレッサ１が作動する。
【００４１】
また、低熱負荷域（エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　や外気温度Ｔａｍが低い状態、或いは、高圧側の冷媒吐出圧力が低い状態や冷媒流量が少ない状態）では通電量ＤＴが少なくなり、小吐出量で可変容量コンプレッサ１が作動する。
【００４２】
これにより、エバポレータ出口空気温度Ｔｅ　を目標エバポレータ出口空気温度Ｔｅｏに速やかに近づけることができる。
また、エバポレータ出口空気の温度変動を小さくできるので、乗員の快適性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の原理を示す説明図である。
【図２】その車両用空調装置の作動を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ　車両用空調装置
１　可変容量コンプレッサ
２　コンデンサ
３　気液分離器
４　膨張弁（減圧手段）
５　エバポレータ
６　冷凍サイクル
８　制御器
１１　コントロールバルブ（容量制御弁）
５０　空調ダクト
７１　ガス冷媒（冷媒）
８１　冷媒圧力センサ（冷媒圧力検出手段）
８２　出口空気温度センサ（出口空気温度検出手段）
ＤＴ　通電量
Ｔａｍ　外気温度
Ｔｅ　　エバポレータ出口空気温度
Ｔｅｏ　目標エバポレータ出口空気温度
Ｐｈ　　高圧側冷媒吐出圧力
Ｋｐ　、Ｔｉ　制御定数
【図１】
2004106676.tif 000005
【図２】
2004106676.tif 000006