(57)【要約】【課題】車両の加速性能と快適性を両立させる。【解決手段】ＡＣコンピュータ６が、コンプレッサ２の仕事量低減度合いを一律ではなくアクセル開度に応じて段階的に変化させ、不快感を与える状況では不快感を感じないレベルにコンプレッサ２の仕事量を制御する。これにより、空調負荷に関係なく、車両の加速性能と快適性を両立させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する吐出容量制御可能なコンプレッサ（２）と、コンプレッサ（２）から吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行うメインコンデンサ（３）と、メインコンデンサ（３）から流出した冷媒と車室内空気流路を流れる空気との間で熱交換を行うエバポレータ（５）とを備える車両用空調装置であって、
車両のアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度に応じて前記コンプレッサ（２）の吐出容量を段階的に変化させる制御部（６）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記制御部（６）は、目標吹出し温度を算出し、算出された目標吹出し温度に基づいてコンプレッサ（２）のデューティ比を算出し、アクセル開度の増加に応じてデューティ比が段階的に減少するマップデータから、検出されたアクセル開度に対応するデューティ比を抽出し、前記目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比と前記マップデータから抽出されたデューティ比のうち、値が小さい方のデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記制御部（６）は、目標吹出し温度を算出し、算出された目標吹出し温度に基づいてコンプレッサ（２）のデューティ比を算出し、アクセル開度の増加に応じてデューティ比が段階的に増加するデューティマップから、検出されたアクセル開度に対応するデューテ比を抽出し、前記目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比から抽出されたデューティ比を減算したデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置において、
前記エバポレータ（５）を通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ直後温度センサ（１７）を備え、前記制御部（６）は、前記エバポレータ直後温度センサ（１７）が検出した温度値と目標吹出し温度の差温を算出し、差温の増加に応じてデューティ比が段階的に増加するデューティマップから、算出された差温に対応するデューティ比を抽出し、抽出されたデューティ比が加算されたデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
冷媒を圧縮して吐出する吐出容量制御可能なコンプレッサ（２）と、当該コンプレッサ（２）から吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行うメインコンデンサ（３）と、当該メインコンデンサ（３）から流出した冷媒と車室内空気流路を流れる空気との間で熱交換を行うエバポレータ（５）とを備える車両用空調装置の制御方法であって、
車両のアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度に応じて前記コンプレッサ（２）の吐出容量を段階的に変化させるステップを有することを特徴とする車両用空調装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕事量を制御可能なコンプレッサを備える車両用空調装置及びその制御方法に関し、より詳しくは、車両の加速性能と快適性の両立を実現するための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吐出容量を制御可能なコンプレッサを備え、車両のアクセル開度に従ってコンプレッサの仕事量を制御する車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。そして、このような車両用空調装置によれば、車両加速時には、コンプレッサの仕事量を低減させてエンジン負荷を低減することにより、吹出し温度の変化を最小限に抑えつつ加速性能を確保することができる。
【特許文献１】特開２００１−６３３５３号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８９３９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、従来までの車両用空調装置では、車両加速時には、コンプレッサの仕事量を外気負荷を考慮せずに一律に低減させるために、外気温度が高温である時には、吹出し温度の変化を抑える効果が小さくなり、吹出し温度が急激に上昇することによって車両の快適性が損なわれることがあった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の加速性能と快適性とを両立させることが可能な車両用空調装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る車両用空調装置は、冷媒を圧縮して吐出する吐出容量制御可能なコンプレッサ（２）と、コンプレッサ（２）から吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行うメインコンデンサ（３）と、メインコンデンサ（３）から流出した冷媒と車室内空気流路を流れる空気との間で熱交換を行うエバポレータ（５）とを備える車両用空調装置であって、車両のアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度に応じてコンプレッサ（２）の吐出容量を段階的に変化させる制御部（６）を備える。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明に係る車両用空調装置は、請求項１に記載の車両用空調装置において、制御部（６）は、目標吹出し温度を算出し、算出された目標吹出し温度に基づいてコンプレッサ（２）のデューティ比を算出し、アクセル開度の増加に応じてデューティ比が段階的に減少するマップデータから、検出されたアクセル開度に対応するデューティ比を抽出し、目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比とマップデータから抽出されたデューティ比のうち、値が小さい方のデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御する。
【０００７】
また、請求項３に記載の本発明に係る車両用空調装置は、請求項１に記載の車両用空調装置において、制御部（６）は、目標吹出し温度を算出し、算出された目標吹出し温度に基づいてコンプレッサ（２）のデューティ比を算出し、アクセル開度の増加に応じてデューティ比が段階的に増加するデューティマップから、検出されたアクセル開度に対応するデューテ比を抽出し、目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比から抽出されたデューティ比を減算したデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御する。
【０００８】
また、請求項４に記載の本発明に係る車両用空調装置は、請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置において、エバポレータ（５）を通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ直後温度センサ（１７）を備え、制御部は、エバポレータ直後温度センサ（１７）が検出した温度値と目標吹出し温度の差温を算出し、差温の増加に応じてデューティ比が段階的に増加するデューティマップから、算出された差温に対応するデューティ比を抽出し、抽出されたデューティ比が加算されたデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御する。
【０００９】
さらに、請求項５に記載の本発明に係る車両用空調装置の制御方法は、冷媒を圧縮して吐出する吐出容量制御可能なコンプレッサ（２）と、コンプレッサ（２）から吐出された冷媒と外気との間で熱交換を行うメインコンデンサ（３）と、メインコンデンサ（３）から流出した冷媒と車室内空気流路を流れる空気との間で熱交換を行うエバポレータ（５）とを備える車両用空調装置の制御方法であって、車両のアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度に応じてコンプレッサ（２）の吐出容量を段階的に変化させるステップを有する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の本発明に係る車両用空調装置によれば、制御部（６）が、アクセル開度に応じてコンプレッサ（２）の吐出容量、すなわち仕事量を制御するので、空調負荷に関係なく、車両の加速性能と快適性を両立させることができる。また、加速制御の割り込み時間が設定されていないので、乗員が加速要求している状態ではコンプレッサの仕事量を低減させ続け、車両の加速性能を可能な限り引き出すことができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明に係る車両用空調装置によれば、車両加速時には、制御部（６）が、一定のデューティ比ではなく、常にアクセル開度に基づいて演算されたデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御するので、適切な冷力を得ることができる。また、制御部（６）は、目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比をアクセル開度に応じて変化させるので、適切な加速性と冷力を得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明に係る車両用空調装置によれば、車両加速時には、制御部（６）が、一定のデューティ比ではなく、常にアクセル開度に基づいて演算されたデューティ比によりコンプレッサ（２）の吐出容量を制御するので、適切な冷力を得ることができる。また、制御部（６）が、目標吹出し温度に基づいて算出されたデューティ比をアクセル開度に応じて変化させるので、適切な加速性と冷力を得ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の本発明に係る車両用空調装置によれば、制御部（６）が、エバポレータ直後温度センサ（１７）が検出した温度値と目標吹出し温度の差温に基づいてデューティ比を調整するので、車両の加速性能と快適性とを両立させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の本発明に係る車両用空調装置の制御方法によれば、アクセル開度に応じてコンプレッサ（２）の吐出容量、すなわち仕事量を制御するので、空調負荷に関係なく、車両の加速性能と快適性を両立させることができる。また、加速制御の割り込み時間が設定されていないので、乗員が加速要求している状態ではコンプレッサの仕事量を低減させ続け、車両の加速性能を可能な限り引き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置及びその制御方法について詳しく説明する。
【００１６】
〔車両用空調装置の構成〕
始めに、図１，図２を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成について説明する。
【００１７】
図１，図２はそれぞれ、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成、及び図１に示すＡＣコンピュータの内部構成を示すブロック図である。
【００１８】
本発明の一実施形態となる車両用空調装置１は、図１に示すように、コンプレッサ２と、メインコンデンサ３と、膨張弁４と、エバポレータ５とを主な構成要素として備え、ＡＣコンピュータ６が、車両のアクセル開度に従ってコンプレッサ２の仕事量を制御するように構成されている。なお、上記ＡＣコンピュータ６は、本発明に係る制御部として機能する。
【００１９】
上記コンプレッサ２は、エンジンルームのような車室外に配設され、例えばエンジン７のクランクシャフトの動力がコンプレッサクラッチ８を介して伝達されることで駆動される。そして、このコンプレッサ２は、吸入した低圧のガス状冷媒を圧縮して高圧のガス状冷媒としてメインコンデンサ３に吐出する。なお、本実施形態では、コンプレッサ２は、ＡＣコンピュータ６によって外部制御される電磁弁等の電子操作式コントロールバルブ（ＥＣＶ）９を有し、コンプレッサ２の仕事量はＡＣコンピュータ６がＥＣＶ９のデューティ比を変化させることによって制御される。また、コンプレッサ２を駆動するエンジン７は、車速センサ１１，アクセル開度センサ１２，回転速度センサ１３，及び吸入空気圧センサ１４の検出値に従って、エンジンコンピュータ（ＥＣＣＳ）１５により駆動制御される。
【００２０】
上記メインコンデンサ３は、車室外に配設され、例えば電動ファン等の送風手段１６が駆動されることによって、外気が吹き付けられるようになっている。そして、このメインコンデンサ３は、コンプレッサ２から吐出された高温高圧のガス状冷媒と送風手段１６により吹き付けられる外気との間で熱交換を行わせることにより、コンプレッサ２から吐出された高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させる。
【００２１】
上記膨張弁４は、メインコンデンサ３により放熱された液状冷媒を急激に膨張させることにより、低温低圧の霧状の冷媒をエバポレータ５に供給する。上記エバポレータ５は、車室内空気流路の上流側を流れる空気の熱を、膨張弁４から供給された低温低圧の霧状の冷媒に吸熱させると共に、吸熱することにより気化したガス状冷媒をコンプレッサ２に吸入させる。そして、エバポレータ５内の冷媒により吸熱された空気は、除湿されて冷風となって車室内空気流路の下流側へと吹き出される。なお、エバポレータ５の出口近傍には、エバポレータ５を通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ直後温度センサ１７が配設されている。
【００２２】
上記ＡＣコンピュータ６は、本発明に係る制御部として機能し、バッテリ電源１８からの電力を利用して駆動される。そして、ＡＣコンピュータ６は、ＡＣスイッチ１９がオン状態になるのに応じて、エバポレータ直後温度センサ１７，室内温度センサ２０，外気温度センサ２１，及び日射センサ２２の検出値と、エンジンコンピュータ１５から入力されるアクセル開度センサ１２の検出値とに従って、ＥＣＶ９のデューティ比を変化させることによりコンプレッサ２の仕事量を制御する。
【００２３】
また、上記ＡＣコンピュータ６は、図２に示すように、信号の入出力処理を制御する入出力（Ｉ／Ｏ）ポート３１と、センサ入力をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３２と、制御プログラムを記憶するＲＯＭ３３と、ＲＯＭ３３に記憶された制御プログラムに従ってＡＣコンピュータ６の動作を制御するＣＰＵ３４と、ＣＰＵ３４のワーキングエリアとして機能するＲＡＭ３５と、計時処理に利用されるタイマ３６と、ＥＣＶ９を駆動する駆動回路３７とＣＰＵ３４との間のシリアル通信を制御するシリアル・コミュニケーション・インタフェイス（ＳＣＩ）３８とを有する。また、上記入出力ポート３１には、エバポレータ直後温度センサ１７，室内温度センサ２０，外気温度センサ２１，及び日射センサ２２の検出値が入力されると共に、端子３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介してフラグ信号が入力される。なお、このフラグ信号とは、ＡＣスイッチ１９のオン／オフ信号，アクセル開度センサ１２の出力信号等が含まれる。
【００２４】
このような構成を有する車両用空調装置では、ＡＣコンピュータ６が、エンジンコンピュータ１５から入力されるアクセル開度をコンプレッサ２の仕事量低減要求信号と解釈し、以下に示すＥＣＶ制御処理を実行することにより、アクセル開度に応じてコンプレッサの仕事量を段階的に変化させることにより、空調負荷に関係なく、車両の加速性能と快適性とを両立させる。以下、図３，図４に示すフローチャートを参照して、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理の流れについて説明する。
【００２５】
〔ＥＣＶ制御処理〕
【実施例１】
【００２６】
始めに、図３に示すフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態となるＥＣＶ制御処理の流れについて説明する。
【００２７】
図３に示すフローチャートは、車両のＡＣスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、このＥＣＶ制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ３４が、ＲＯＭ３３に記憶された制御プログラムに従って、ＡＣコンピュータ６の起動処理及びイニシャライズ処理を実行する。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理は、ステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００２９】
ステップＳ２の処理では、ＣＰＵ３４が、エバポレータ直後温度センサ１７、室内温度センサ２０、外気温度センサ２１、及び日射センサ２２の検出値（インテークセンサ値）を取り込む。これにより、このステップＳ２の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ２の処理からステップＳ３の処理に進む。
【００３０】
ステップＳ３の処理では、ＣＰＵ３４が、ステップＳ２の処理により取り込んだインテークセンサ値に基づいて目標吹出し温度の演算処理を行う、若しくは、オートエアコン演算値を取り込むことにより、目標吹出し温度を算出する。これにより、このステップＳ３の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ３の処理からステップＳ４の処理に進む。
【００３１】
ステップＳ４の処理では、ＣＰＵ３４が、実際の吹出し温度が目標吹き出し温度になるように、ＰＩ制御によってＥＣＶ９のデューティ比（以下、ＥＣＶデューティ比と表記）を算出する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ４の処理からステップＳ５の処理に進む。
【００３２】
ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ３４が、エンジンコンピュータ１５を介してアクセル開度センサ１２の検出値を取り込む。これにより、このステップＳ５の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ５の処理からステップＳ６の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ３４が、加速性能と快適性の両立を図るためにアクセル開度の増加に伴ってデューティ比が段階的に減少する加速時デューティ比マップを参照して、ステップＳ５の処理において取り込まれたアクセル開度に対応するデューティ比（以下、加速時デューティ比と表記）を決定する。これにより、このステップＳ６の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ６の処理からステップＳ７の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ７の処理では、ＣＰＵ３４が、ステップＳ４の処理において算出されたＥＣＶデューティ比とステップＳ５の処理において決定された加速時デューティ比のうち、値が小さい方をＥＣＶ９のデューティ比とするべく、ＥＣＶデューティ比が加速時デューティ比以上であるか否かを判別する。
【００３５】
そして、判別の結果、ＥＣＶデューティ比が加速時デューティ比以上でない場合、ＣＰＵ３４は、ステップＳ４の処理において算出されたＥＣＶデューティ比をそのままＥＣＶ９のデューティ比として用いるように、このＥＣＶ制御処理をステップＳ９の処理に進める。一方、ＥＣＶデューティ比が加速時デューティ比以上である場合には、ＣＰＵ３４は、このＥＣＶ制御処理をステップＳ８の処理に進める。
【００３６】
ステップＳ８の処理では、ＣＰＵ３４が、加速時デューティ比の値をＥＣＶ９のデューティ比として用いる。これにより、このステップＳ８の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ８の処理からステップＳ９の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ９の処理では、ＣＰＵ３４が、エバポレータ５の吹出し温度の跳ね返り補正のために、エバポレータ６の目標吹出し温度（Ｔｉｎｔ’）と実際の吹出し温度（Ｔｉｎｔ）の差温の上昇に伴ってデューティ比が段階的に上昇する追加デューティ比テーブルを参照して、現在の吹出し温度と目標吹出し温度の差温に対応するデューティ比（以下、追加デューティ比と表記）を決定する。これにより、このステップＳ９の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ９の処理からステップＳ１０の処理に進む。
【００３８】
ステップＳ１０の処理では、ＣＰＵ３４が、ＥＣＶ９のデューティ比にステップＳ９の処理において決定した追加デューティを加算し、追加デューティが加算された値をＥＣＶ９のデューティ比に設定する。これにより、このステップＳ１０の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ１０の処理からステップＳ１１の処理に進む。
【００３９】
ステップＳ１１の処理では、ＣＰＵ３４が、電圧補正演算処理によりＥＣＶ９のデューティ比を修正し、引き続きステップＳ１２の処理では、デューティ出力補正を行う。そして、ＣＰＵ３４は、ステップＳ１３の処理として、補正後のデューティ比でＥＣＶ９を動作させるように駆動回路３７を制御した後、このＥＣＶ制御処理をステップＳ２の処理に戻す。
【実施例２】
【００４０】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理の流れについて説明する。
【００４１】
図４に示すフローチャートは、車両のＡＣスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、このＥＣＶ制御処理はステップＳ２１の処理に進む。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理、及びステップＳ２８〜ステップＳ３２の処理は上述のステップＳ１〜ステップＳ５の処理及びステップＳ９〜ステップＳ１３の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略し、ステップＳ２６及びステップＳ２７の処理についてのみ説明する。
【００４２】
ステップＳ２６の処理では、ＣＰＵ３４が、アクセル開度の増加に伴ってＥＣＶデューティ比から減算するデューティ比（以下、減算デューティ比と表記）の値が段階的に増加する減算デューティマップを参照して、現在のアクセル開度に対応する減算デューティ比を決定する。これにより、このステップＳ２６の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ２６の処理からステップＳ２７の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ２７の処理では、ＣＰＵ３４が、ステップＳ２４の処理において算出されたＥＣＶデューティ比からステップＳ２６の処理において決定した減算デューティ比の値を減算し、減算後の値をＥＣＶ９のデューティ比に設定する。これにより、このステップＳ２７の処理は完了し、このＥＣＶ制御処理はステップＳ２７の処理からステップＳ２８の処理に進む。
【００４４】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理によれば、ＡＣコンピュータ６が、コンプレッサ２の仕事量低減度合いを一律ではなくアクセル開度に応じて段階的に変化させ、不快感を与える状況では不快感を感じないレベルにコンプレッサ２の仕事量を制御するので、空調負荷に関係なく、車両の加速性能と快適性を両立させることができる。
【００４５】
また、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理によれば、加速制御の割り込み時間を設定せず、ＡＣコンピュータ６が、乗員が加速要求を行っている間はコンプレッサ２の仕事量を低減させるので、加速性能を可能な限り引き出すことができる。
【００４６】
また、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理によれば、ＡＣコンピュータ６が、一定のデューティ比ではなく、常にアクセル開度に基づいて演算されたデューティ比によりコンプレッサ２の仕事量を制御するので、適切な冷力を得ることができる。
【００４７】
また、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理によれば、ＡＣコンピュータ６が、目標吹出し温度に基づいて算出されたＥＣＶデューティ比をアクセル開度に応じて変化させるので、適切な加速性と冷力を得ることができる。
【００４８】
また、本発明の第１及び第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理によれば、ＡＣコンピュータ６が、エバポレータ直後温度センサ１７が検出した温度値と目標吹出し温度の差温に基づいてデューティ比を調整するので、車両の加速性能と快適性とを両立させることができる。
【００４９】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面によって本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを最後に付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＡＣコンピュータの内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態となるＥＣＶ制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施形態となるＥＣＶ制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：車両用空調装置
２：コンプレッサ
３：メインコンデンサ
４：膨張弁
５：エバポレータ
６：ＡＣコンピュータ
９：電子操作式コントロールバルブ（ＥＣＶ）
１２：アクセル開度センサ
１７：エバポレータ直後温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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