(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ空気を送るダクト内にエバポレータが設けられた冷凍サイクルを有する車両用空調制御装置において、
前記エバポレータを通過した空気の冷却温度を検出する冷却温度検出手段と、
該冷却温度検出手段が検出した空気冷却温度と運転モード及び省エネモードを含む前記冷凍サイクルの複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として予め設定された切換温度とを前記運転モードに応じて比較して前記冷凍サイクルにおけるコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを制御するコンプレッサ制御手段と、
前記コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ継続時間比を算出する時間比算出手段と、
該時間比算出手段が算出したＯＮ／ＯＦＦ継続時間比と前記複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として予め設定されたモード切換判定値とを前記運転モードに応じて比較して前記冷凍サイクルの運転モードを切換制御する運転モード制御手段と、
該運転モード制御手段による前記運転モードの切り換えに応じて前記切換温度及び前記モード切換判定値を切り換え後の運転モードに対応した値に設定変更する切換値変更手段と
を具えた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内へ空気を送るダクト内にエバポレータが設けられた冷凍サイクルを有する車両用空調制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には室内の温度、湿度、送風、換気などの調整を行うための空調装置が搭載されており、この空調装置のエアコンユニットは、ベンチレーター（換気機能）とヒーター（暖房機能）とクーラー（冷房・除湿機能）とによって構成されている。このうち、クーラーは、冷媒の気化と液化による熱交換によって行われており、コンプレッサとコンデンサとクーリングユニット（膨張弁、エバポレータ）から構成されている。即ち、低圧ガス状の冷媒がエンジンで駆動されるコンプレッサによって圧縮されて高温高圧のガスとなり、コンデンサで走行風やファンによって冷却されて液化され、高圧液状の冷媒が膨張弁によって急激に膨張して霧化しやすくなり、エバポレータで周囲のフィンから熱を奪ってガス状冷媒となる。この気化の際に熱を大量に奪って冷却を行い、再び低圧ガス状の冷媒となってコンプレッサに戻される。
【０００３】
このような空調装置のクーラーでは、エバポレータで取込空気を最大限温度に冷却し、ヒータユニットで再度温度を上昇させることで、車室内への吹出温度を調整している。一方、このエバポレータはフロスト防止のために、その出口温度に基づいてコンプレッサをＯＮ／ＯＦＦ、つまり、エバポレータの出口温度と予め設定された切換温度とを比較してコンプレッサをＯＮ／ＯＦＦしている。ところが、外気温度がそれ程高くなく、エバポレータでの冷却能力をあまり必要としない場合には、エバポレータの出口温度が切換温度の周辺にあり、短い時間でコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ切換が行われ、コンプレッサの稼働効率が低下してしまう。
【０００４】
そこで、例えば、特開平８−１７５１６８号公報に開示された「車両用空調装置の制御装置」では、冷媒圧縮機の稼働率に応じてこの冷媒圧縮機を作動、停止するための基準温度を、稼働率が低いほど高くなるように設定し、エバ後温度センサの検知温度がこの基準温度より高くなると冷媒圧縮機を作動し、低くなると冷媒圧縮機を停止するようにすることで、稼働率が低い場合には稼働率が高い場合より高い基準温度で作動、停止が制御されることとなり、サイクル効率の悪い状態での運転を減少できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の「車両用空調装置の制御装置」にあっては、冷媒圧縮機の稼働率（現在の稼働率と平均稼働率との差が所定値以内か否か）に応じてこの冷媒圧縮機を作動、停止するための基準温度を設定し、エバ後温度センサの検知温度とこの基準温度とを比較して冷媒圧縮機の作動、停止を制御している。この場合、例えば、冷媒圧縮機の稼働率が低くなって基準温度を高く設定した場合、この高くなった基準温度に基づいて冷媒圧縮機は作動、停止することなる。すると、エバ後温度センサの検知温度が頻繁に高い基準温度より高くなり、冷媒圧縮機の稼働率が所定値以上にならないと基準温度を低く設定しない。そのため、エバ後温度センサの検知温度の変化に対応して基準温度を迅速に変更することができず、車室内の快適性を十分に確保することができない。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、コンプレッサの稼働効率を向上して省エネを図ると共に必要な空調機能を十分に確保して車室内での快適性を向上する車両用空調制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための本発明の車両用空調制御装置では、冷却温度検出手段がエバポレータを通過した空気の冷却温度を検出し、コンプレッサ制御手段はこの空気冷却温度と運転モード及び省エネモードを含む冷凍サイクルの複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として設定された切換温度とを運転モードに応じて比較して冷凍サイクルにおけるコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを制御する一方、時間比算出手段がコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ継続時間比を算出し、運転モード制御手段がこのＯＮ／ＯＦＦ継続時間比と複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として設定されたモード切換判定値とを運転モードに応じて比較して冷凍サイクルの運転モードを切換制御すると共に、切換値変更手段が運転モード制御手段による運転モードの切り換えに応じて切換温度及びモード切換判定値を切り換え後の運転モードに対応した値に設定変更するようにしている。
【０００８】
従って、ＯＮ／ＯＦＦ継続時間比とモード切換判定値とを比較して運転モードを通常モードから省エネモードに切換制御した場合、この省エネモードに応じて切換温度及びモード切換判定値が設定変更されることとなり、エバポレータを通過した空気冷却温度の変化に応じて省エネモードから通常モードに迅速に変更することができ、コンプレッサの稼働効率を向上して省エネを図ると共に必要な空調機能を十分に確保して車室内での快適性を向上できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１に本発明の一実施形態に係る車両用空調制御装置の概略構成、図２に本実施形態の空調制御装置による空調制御のフローチャートを示す。
【００１１】
本実施形態の車両用空調制御装置において、図１に示すように、エアコンユニットは、クーラー（冷房・除湿機能）とヒーター（暖房機能）とベンチレーター（換気機能）とを有している。このうち、クーラーは、冷媒の気化と液化による熱交換によって行われるものであり、エンジン１１によって駆動するコンプレッサ１２にコンデンサ１３が連結され、このコンデンサ１３にはレシーバ１４を介して膨張弁１５及びエバポレータ１６からなるクーリングユニット１７が連結されている。そして、クーリングユニット１７とコンプレッサ１２とが連結されている。従って、低圧ガス状の冷媒がコンプレッサ１２によって圧縮されて高温高圧のガスとなり、コンデンサ１３で走行風やファンによって冷却されて液化され、高圧液状の冷媒が膨張弁１５によって急激に膨張して霧化しやすくなり、エバポレータ１６で周囲のフィンから熱を奪ってガス状冷媒となる。この気化の際に熱を大量に奪って冷却を行い、再び低圧ガス状の冷媒となってコンプレッサ１２に戻される。
【００１２】
また、ヒーターは、水冷エンジンのラジエータの冷却水（温水）を熱源として利用するものであり、エンジン１１の図示しないウォータジャケットにはラジエータ１８が循環経路を介して連結されると共に、ヒータユニット１９のヒータコア２０に連結されている。そして、ラジエータ１８にはラジエータファン２１が設けられ、ヒータユニット１９にはブロワファン２２が設けられている。従って、エンジン１１のウォータジャケットで温められた冷却水はラジエータ１８に送られるが、その一部がヒータコア２０に送られ、ブロワファン２２の風によってヒータコア２０から熱を奪って空気が温められ、熱が奪われた冷却水はエンジン１１に戻される。
【００１３】
更に、ベンチレーターには自然換気と強制換気とがあり、この換気に関しては、外気導入と内気循環とが切り換え可能となっており、外気導入が基本であるが、冷房の際には内気循環の方が効率がよい。即ち、車両の前方には空気取入口２３が設けられ、この空気取入口２３から外気を取り入れて吹出口２４から車室内へ吹き出される。そして、この空気取入口２３には内外気切換ダンパ２５が装着され、外気導入と内気循環とを切り換えることができる。
【００１４】
そして、コンプレッサ１２はＡ／Ｃコントローラ２６に接続され、このＡ／Ｃコントローラ２６は各種情報に基づいてコンプレッサ１２をＯＮ／ＯＦＦする。また、このＡ／Ｃコントローラ２６にはエアコンの操作スイッチ２７が接続されると共に、ブロワファン２２が接続されている。更に、このＡ／Ｃコントローラ２６には外気温センサ２８が接続されると共に、エバポレータ１６の空気吸込温度を検出するエバポ吸込温度センサ２９とエバポレータ１６からの空気吹出温度を検出するエバポ吹出温度センサ（冷却温度検出手段）３０とが接続されている。なお、Ａ／Ｃコントローラ２６にはインストメントパネルに設けられた表示部３１に空調装置の作動状態を表示する。
【００１５】
本実施形態では、空調制御にて、Ａ／Ｃコントローラ（コンプレッサ制御手段）２６はエバポ吹出温度センサ３０が検出した空気吹出温度（空気冷却温度）と予め設定された切換温度とを比較してコンプレッサ１２のＯＮ／ＯＦＦを制御する一方、Ａ／Ｃコントローラ（時間比算出手段）２６がコンプレッサ１２のＯＮ／ＯＦＦ継続時間比を算出し、Ａ／Ｃコントローラ（運転モード制御手段）２６がこのＯＮ／ＯＦＦ継続時間比と予め設定されたモード切換判定値とを比較してエアコンの運転モード（通常モード、省エネモード）を切換制御すると共に、Ａ／Ｃコントローラ（切換値変更手段）２６が各運転モードに応じて切換温度及びモード切換判定値を設定変更するようにしている。
【００１６】
以下、上述した本実施形態の車両用空調制御装置による空調制御について図２のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図２に示すように、ステップＳ１にて、エアコンの操作スイッチ２７がＯＮされているかどうかを判定し、操作スイッチ２７がＯＮであればステップＳ２に  移行する。そして、このステップＳ２では、エアコンの運転モードを通常モードとしてＡ／Ｃコントローラ２６はコンプレッサ１２をＯＮ／ＯＦＦする。即ち、Ａ／Ｃコントローラ２６は、エバポ吹出温度センサ３０が検出した空気吹出温度ＡＣＴがＯＦＦ切換温度ＴL1（例えば、２℃）以下になるとコンプレッサ１２をＯＦＦし、空気吹出温度ＡＣＴがＯＮ切換温度ＴH1（例えば、３℃）より高くなるとコンプレッサ１２をＯＮする。なお、ＯＦＦ切換温度ＴL1とＯＮ切換温度ＴH1との差は、例えば、１〜２℃に設定されている。
【００１８】
ステップＳ３では、このエアコンの通常モードにおける空気吹出温度ＡＣＴがＯＦＦ切換温度ＴL1以下であるときの継続時間Ａと、空気吹出温度ＡＣＴがＯＮ切換温度ＴH1より高いときの継続時間Ｂとを随時演算している。そして、ステップＳ４にて、コンプレッサ１２のＯＮ／ＯＦＦ継続時間比としてＢ／Ａを算出し、この時間比Ｂ／Ａが通常モードから省エネモードへのモード切換判定値Ｘ（例えば、１．０）以下かどうか判定する。ここで、Ｂ／Ａ≦Ｘではなく、つまり、ＯＦＦ継続時間ＡよりもＯＮ継続時間Ｂの方が長ければ、コンプレッサ１２が効率よく稼働しているとしてステップＳ２に戻って通常モード制御を継続する。
【００１９】
一方、ステップＳ４にて、Ｂ／Ａ≦Ｘであれば、つまり、ＯＮ継続時間ＢよりもＯＦＦ継続時間Ａの方が長ければ、コンプレッサ１２が効率よく稼働していないとしてステップＳ５に移行してエアコンの運転モードを切り換え、ここで、ＯＦＦ切換温度ＴL1からＴL2（例えば、６℃）に、ＯＮ切換温度ＴH1からＴH2（例えば、７℃）に、モード切換判定値ＸからＹ（例えば、４．０）に設定変更する。そして、ステップＳ６にて、エアコンの運転モードを省エネモードとし、Ａ／Ｃコントローラ２６は、エバポ吹出温度センサ３０が検出した空気吹出温度ＡＣＴがＯＦＦ切換温度ＴL2以下になるとコンプレッサ１２をＯＦＦし、空気吹出温度ＡＣＴがＯＮ切換温度ＴH2より高くなるとコンプレッサ１２をＯＮする。
【００２０】
ステップＳ７では、このエアコンの省エネモードにおける空気吹出温度ＡＣＴがＯＦＦ切換温度ＴL2以下であるときの継続時間Ａと、空気吹出温度ＡＣＴがＯＮ切換温度ＴH2より高いときの継続時間Ｂとを随時演算し、ステップＳ８にて、コンプレッサ１２のＯＮ／ＯＦＦ継続時間比としてＢ／Ａを算出し、この時間比Ｂ／Ａが省エネモードから通常モードへのモード切換判定値Ｙより大きいかどうか判定する。ここで、Ｂ／Ａ＞Ｙではなく、つまり、ＯＦＦ継続時間ＡよりもＯＮ継続時間Ｂの方がやや長ければ、コンプレッサ１２が効率よく稼働して車室内が適度な温度に維持されているとして、ステップＳ６に戻って省エネモードを継続する。
【００２１】
一方、ステップＳ８にて、Ｂ／Ａ＞Ｙであれば、つまり、ＯＦＦ継続時間ＡよりもＯＮ継続時間Ｂの方がかなり長ければ、コンプレッサ１２が高効率で稼働して車室内をもう少し冷却する必要があるとして、ステップＳ９に移行してエアコンの運転モードを通常モードに切り換え、ここで、ＯＦＦ切換温度ＴL2からＴL1に、ＯＮ切換温度ＴH2からＴH1に、モード切換判定値ＹからＸにそれぞれ設定変更する。
【００２２】
このように本実施形態の車両用空調制御装置にあっては、エアコンにおける空気吹出温度ＡＣＴがＯＦＦ切換温度ＴL1（ＴL2）以下であるときの継続時間Ａと、空気吹出温度ＡＣＴがＯＮ切換温度ＴH1（ＴH2）より高いときの継続時間Ｂとの時間比Ｂ／Ａを算出し、この時間比Ｂ／Ａとモード切換判定値Ｘ（Ｙ）とを比較することで、通常モードと省エネモードとの切り換えを行うと共に、ＯＦＦ切換温度ＴL1（ＴL2）とＯＮ切換温度ＴH1（ＴH2）とモード切換判定値Ｘ（Ｙ）とを設定変更するようにしている。
【００２３】
従って、コンプレッサ１２をＯＮ／ＯＦＦするための切換温度ＴL1，ＴL2，ＴH1，ＴH2と、運転モードを切り換えるためのモード切換判定値Ｘ，Ｙを、各運転モード（通常モード、省エネモード）ごとに設定変更されることとなり、運転モードを迅速に変更することができ、コンプレッサの稼働効率を向上して省エネを図ると共に必要な空調機能を十分に確保して車室内での快適性を向上できる。
【００２４】
なお、上述の実施形態では、エアコンの運転モードを通常モードと省エネモードの２つのから構成したが、３つ以上のモードから構成してもよい。また、そのときの切換温度やモード切換判定値は実施形態の数値に限定されるものではなく、空調制御装置の機能に応じて適宜設定すればよいものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように本発明の車両用空調制御装置によれば、エバポレータを通過した空気冷却温度と運転モード及び省エネモードを含む冷凍サイクルの複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として設定された切換温度とを運転モードに応じて比較して冷凍サイクルにおけるコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを制御する一方、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ継続時間比と複数の運転モードごとに各々相互に異なる値として設定されたモード切換判定値とを運転モードに応じて比較して冷凍サイクルの運転モードを切換制御すると共に、運転モード制御手段による運転モードの切り換えに応じて切換温度及びモード切換判定値を切り換え後の運転モードに対応した値に設定変更するようにしたので、例えば、ＯＮ／ＯＦＦ継続時間比とモード切換判定値とを比較して運転モードを通常モードから省エネモードに切換制御した場合、この省エネモードに応じて切換温度及びモード切換判定値が設定変更されることとなり、エバポレータを通過した空気冷却温度の変化に応じて省エネモードから通常モードに迅速に変更することができ、コンプレッサの稼働効率を向上して省エネを図ることができると共に必要な空調機能を十分に確保して車室内での快適性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空調制御装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の空調制御装置による空調制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１１  エンジン
１２  コンプレッサ
１６  エバポレータ
１７  クーリングユニット（ダクト）
１９  ヒータユニット
２２  ブロワファン
２６  Ａ／Ｃコントローラ（コンプレッサ制御手段、時間比算出手段、運転モード制御手段、切換値変更手段）
３０  エバポ吹出温度センサ（冷却温度検出手段）
【図１】
0004023077.tif 000002
【図２】
0004023077.tif 000003