エアコン制御装置
【課題】複数のセンサを備えることなく、エアコンの稼働率を下げることが可能なエアコン制御装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサ２１により圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータ２６と、当該エバポレータ２６の下流側に配設されるサーミスタ２８と、を備えたエアコン制御装置１００は、サーミスタ２８により検出された温度が、第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開するコンプレッサ運転制御部１１と、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部１５と、切替周期が判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部１４と、切替周期が判定周期よりも短い場合に第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部１３と、を備える。
【解決手段】コンプレッサ２１により圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータ２６と、当該エバポレータ２６の下流側に配設されるサーミスタ２８と、を備えたエアコン制御装置１００は、サーミスタ２８により検出された温度が、第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開するコンプレッサ運転制御部１１と、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部１５と、切替周期が判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部１４と、切替周期が判定周期よりも短い場合に第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、当該エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の乗員に快適空間を提供するために、車両にはエアコン装置が備えられている。このようなエアコン装置には一般的にコンプレッサが利用され、当該コンプレッサが駆動されると燃料の消費量が多くなる。このような問題を改善する技術として、下記に出典を示す特許文献１や特許文献２に記載のものがある。特許文献１や特許文献２に記載の車両用空調装置では、車両の燃費向上を目的として、複数のセンサを用いてコンプレッサの動作状態と停止状態とを切り替える制御を行っている。しかしながら、複数のセンサを備えることはコストアップの要因となり、また、夫々のセンサを組み付ける組み付け工程を要することから生産性が悪くなる。
【０００３】
また、エアコン装置には、エバポレータが備えられる。このようなエバポレータは、フロストの発生を防止するために、エバポレータの温度を検出するサーミスタが備えられる。上述のような複数のセンサを備えずにエアコン装置を制御する方法として、このサーミスタにより検出された温度を用いて制御することも考えられる。係る場合には、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えを、フロストの防止のために設定した固定値で行われる。例えば冷房負荷が軽くなった場合にはエバポレータの冷えが早く、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えの周期が短くなる。したがって、コンプレッサの起動と停止とが頻繁に繰り返し行われるので、燃料の消費量が増加する。また、コンプレッサの動作に合わせてラジエータファンも起動と停止とが頻繁に繰り返して行われるので、燃料の消費量が増加する。更に、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えを行うクラッチ（マグネットクラッチ）の動作も頻繁に行われるので、その動作音が車両の乗員にとって耳障りなものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４５５１２号公報
【特許文献２】特開平８−１９２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題に鑑み、複数のセンサを備えることなく、燃料の消費を低減することが可能なエアコン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るエアコン制御装置の特徴は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、前記エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備え、前記サーミスタにより検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を停止し、前記第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を再開するコンプレッサ運転制御部と、前記コンプレッサの動作を停止する停止状態と前記コンプレッサの動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部と、前記切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部と、前記切替周期が前記判定周期よりも短い場合に、前記第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部と、を備える点にある。
【０００７】
このような構成とすれば、エバポレータのフロスト防止用に備えられる、当該エバポレータの温度検出用のサーミスタのみでコンプレッサの運転及び停止を効果的に制御することができる。このため、複数のセンサを用いることがないので、コスト及び生産性の面で有効である。
また、コンプレッサの停止状態と動作状態との切替周期が短くなった場合に、第２閾値温度を一時的に高くするので、軽くなりすぎた冷房負荷を重くすることができる。このため、コンプレッサの停止状態におけるエバポレータが冷えるまでの時間、及びコンプレッサの動作状態におけるエバポレータが暖まるまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサの停止状態と動作状態との切替周期が長くなるので、コンプレッサやラジエータファンが起動する回数を減らすことができる。これにより、エアコン使用時（特に、冷房負荷が軽い状態）における燃料の消費を低く抑えることが可能となる。
また、例えばコンプレッサの動力源をクラッチ（電磁クラッチ）で断接する形態とした場合には、当該クラッチの動作音も低減することができる。また、第２閾値温度を高くするのは予め設定された時間のみであり、当該時間が経過した後は第２閾値温度を元の温度に戻すので冷房性能は大きく悪化することがない。したがって、ユーザには継続して快適な空間を提供することができる。このような構成で実現されるエアコン制御装置によるエアコン制御は、安価なエアコン（例えばマニュアルエアコン）において特に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】エアコン制御装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図２】エアコン制御装置の動作について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係るエアコン制御装置１００が、車両に搭載される場合の例について説明する。図１には、このようなエアコン制御装置１００の概略構成を模式的に示したブロック図が示される。
【００１０】
１．エアコン制御装置
本エアコン制御装置１００は車両に搭載され、当該車両の室内温度（以下「室内温度」とする）を制御する機能を有する。このようなエアコン制御装置１００は、制御系統１と冷却系統２と駆動系統３との３つのブロックから構成される。制御系統１は冷却系統２の動作を制御する。冷却系統２は冷媒を用いて冷気を生成し、車室に冷風を送る。駆動系統３は、冷却系統２を駆動する駆動力を生成する。以下、ブロック毎に説明する。
【００１１】
１−１．駆動系統
駆動系統３は、エンジン３１、ベルト３２を備えて構成される。エンジン３１は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。エンジン３１は、駆動すると回転力を出力する。この回転力が、車両を動かすための動力源として利用される。ベルト３２は、エンジン３１の回転軸に駆動連結され、エンジン３１から出力される回転力を後述する冷却系統２にも伝達する。
【００１２】
１−２．冷却系統
冷却系統２は、コンプレッサ２１、コンデンサー２２、コンデンサーファン２３、レシーバー２４、エキスパンションバルブ２５、エバポレータ２６、ブロワファン２７、サーミスタ２８を備えて構成される。
【００１３】
コンプレッサ２１は、後述するエバポレータ２６により車室内の熱を奪って気化した低温低圧の冷媒ガスを吸入及び圧縮し、高温高圧のガスを生成する。コンプレッサ２１により生成されたガスは、コンデンサー２２に送出される。また、コンプレッサ２１は、エンジン３１からベルト３２及びクラッチ２１Ａを介して駆動力（回転力）が伝達される。クラッチ２１Ａは、必要に応じてエンジン３１からの回転力を断接し、コンプレッサ２１を駆動させたり、停止させたりする。このようなクラッチ２１Ａの制御は、後述する制御系統１により行われる。
【００１４】
コンデンサー２２は、コンプレッサ２１から送られてきた高温高圧の冷媒ガスを冷却して凝縮液化させる熱交換器として機能する。コンデンサー２２は、チューブとフィンから構成され、コンデンサーファン２３により冷却される。コンプレッサ２１から吐出された冷媒ガスは、上述のように高温高圧の状態にあるが、このような冷媒がコンデンサー２２が有するチューブ内を通る間に外気の風で冷却され液化される。ここで、コンデンサー２２は、車両に備えられるラジエータと共用することも可能であり、係る場合にはコンデンサーファン２３はラジエータファンと共用される。以下の説明では、コンデンサー２２がラジエータと共用され、コンデンサーファン２３がラジエータファンと共用されているとして説明する。したがって、ラジエータにも符号２２を付して説明し、ラジエータファンにも符号２３を付して説明する。
【００１５】
レシーバー２４は、コンデンサー２２とエキスパンションバルブ２５との間に備えられ、コンデンサー２２で液化された冷媒を、冷房負荷に応じてエバポレータ２６に供給できるよう一時的に冷媒を貯える。また、レシーバー２４は、冷媒中のガスと液との分離も行う。コンデンサー２２で冷却された冷媒は、外気の条件によっては全てが液化されていない場合がある。このようなガスがエキスパンションバルブ２５に送出されると冷房能力が低下する。レシーバー２４の内部では、液冷媒が下側、ガス冷媒が上側に溜まるため、レシーバー２４の出口用パイプは底の方から液冷媒だけを取り出すように構成され、ガスと液の分離が行なわれる。また、レシーバー２４は、冷却系統２内を循環する際に冷媒に混入される「ゴミ」や「水分」を取り除くフィルタ機能も有する。
【００１６】
エキスパンションバルブ２５は、低温低圧の霧状の冷媒を生成すると共に、エバポレータ２６に供給する冷媒量を調節する。上述のように、レシーバー２４からエキスパンションバルブ２５には、高温高圧の液冷媒が供給される。エキスパンションバルブ２５は、このような液冷媒を小さな孔から噴射させることにより急激に膨張させて、低温低圧の霧状の冷媒を生成する。ここで、エバポレータ２６の効率を上げるためには、液冷媒が周囲の熱を奪って常にエバポレータ２６の出口で蒸発が完了する状態に維持する必要がある。このため、室内温度（冷房負荷）の変動及びコンプレッサ２１の回転速度の変動に応じて冷媒量を自動的に調節する。
【００１７】
エバポレータ２６は、コンデンサー２２と同様にチューブとフィンとから構成される。このエバポレータ２６には、コンプレッサ２１により圧縮されて液化された冷媒が供給される。エキスパンションバルブ２５で低温低圧にされた霧状冷媒は、エバポレータ２６内で多量に気化することにより、エバポレータ２６が低温状態になる。一方、車室内の暖かい空気はブロワファン２７により、エバポレータ２６を通過することにより冷却される。これにより、車室を冷房することが可能となる。また、暖かい空気がエバポレータ２６のフィンに当り、露点温度以下に冷却されると、空気中の水分が凝縮しエバポレータ２６のフィンに水滴が付着する。このような水滴はドレーンホース（図示しない）により車外に放出される。
【００１８】
サーミスタ２８は、エバポレータ２６の下流側に配設され、エバポレータ２６の温度（以下「エバポレータ温度」とする）を検出する。暖かい空気がエバポレータ２６のフィンにあたり、当該暖かい空気が冷却されると空気中の水分が凝縮し、エバポレータ２６のフィンに水滴が付着する。この際、フィンの温度が0℃以下に冷えている場合には、付着した水滴が氷結したり、霜になったりする。このような現象をフロストといい、フロストが発生すると、エバポレータ２６での熱交換効率が低下し十分な冷房能力が得られなくなる。サーミスタ２８は、例えば、負の温度係数を有し、温度が上がると抵抗値が下がるＮＴＣサーミスタや、正の温度係数を有し、温度が上がると抵抗値が上がるＰＴＣサーミスタがある。例えば、このようないずれかのサーミスタ２８と温度係数の小さい抵抗器（図示せず）とを直列接続、或いは直並列接続したものに定電圧を印加し、サーミスタ２８と抵抗器との間の中点の電圧を測定することによりサーミスタ２８に作用する温度、すなわちサーミスタ２８が配置される環境温度の変化を検出することが可能である。本実施形態では、サーミスタ２８以外の上記抵抗器は制御系統１（サーミスタ２８の検出結果が入力されるコンプレッサ運転制御部１１）に設けられるとして説明する。このような構成とすることにより、サーミスタ２８によりエバポレータ温度を検出することが可能となる。以上のように構成される冷却系統２を冷媒が循環され、車室を冷房することが可能となる。
【００１９】
１−３．制御系統
制御系統１は、コンプレッサ運転制御部１１、閾値温度記憶部１２、閾値温度変更部１３、切替周期判定部１４、切替周期演算部１５の各機能部を備えて構成される。このような制御系統１は、ＣＰＵを中核部材として冷却系統２の制御に関する種々の動作を行うための機能部をハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００２０】
コンプレッサ運転制御部１１は、サーミスタ２８により検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開する。上述したように、サーミスタ２８はエバポレータ２６の下流側に備えられ、エバポレータ温度を検出する。コンプレッサ運転制御部１１は、コンプレッサ２１の運転と停止とをエバポレータ２６の温度に基づいて制御する。第１閾値温度は、駆動中のコンプレッサ２１を停止する際のトリガーとなる温度に相当する。第２閾値温度は、停止中のコンプレッサ２１を駆動する際のトリガーとなる温度に相当する。したがって、第２閾値温度は第１閾値温度よりも高い温度で設定される。コンプレッサ２１の駆動に応じてエバポレータ２６が冷えていく過程を考えた場合、ヒステリシスを有することとなる。このようなヒステリシスを有して構成されているので、第２閾値温度側から第１閾値温度側へエバポレータ２６の温度が低下した場合には確実にコンプレッサ２１を停止することができ、第１閾値温度側から第２閾値温度側へエバポレータ２６の温度が上昇した場合には確実にコンプレッサ２１を運転することができる。
【００２１】
第１閾値温度はエバポレータ２６にフロストが発生しないように設定された温度とすることが可能である。上述のようにフロストとは、エバポレータ２６のフィンの温度が0℃以下に冷えている場合に氷結や霜が生じる現象である。したがって、フロストが発生しないように、第１閾値温度は例えば２〜３℃とすると好適である。このような第１閾値温度は、閾値温度記憶部１２に記憶されている。第２閾値温度は、第１閾値温度よりも数度（例えば１〜３℃）高く設定すると好適である。第２閾値温度は、第１閾値温度と同様に、予め閾値温度記憶部１２に記憶しておいても良いし、第１閾値温度から都度、演算して求めても良い。
【００２２】
切替周期演算部１５は、コンプレッサ２１の動作を停止する停止状態とコンプレッサ２１の動作再開後の動作状態との切替周期を演算する。ここで、上述のように、コンプレッサ２１は、サーミスタ２８により検出された温度が第１閾値温度に達した場合に動作が停止され、サーミスタ２８により検出された温度が第２閾値温度に達した場合に動作が再開される。停止状態とはコンプレッサ２１が動作を停止している状態が相当し、動作状態とはコンプレッサ２１が動作を再開し動作している状態が相当する。切替周期演算部１５は、このような停止状態と動作状態との切替周期を演算する。すなわち、切替周期演算部１５は、コンプレッサ２１の起動と停止との切替周期を演算する。切替周期は、コンプレッサ運転制御部１１がクラッチ２１Ａを制御する制御信号に基づいて演算しても良いし、クラッチ２１Ａの状態を検出して演算しても良い。図１には、コンプレッサ運転制御部１１からクラッチ２１Ａを制御する制御信号が伝達される形態で示している。切替周期演算部１５により演算された切替周期は、後述する切替周期判定部１４に伝達される。
【００２３】
切替周期判定部１４は、切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する。予め設定されている判定周期とは、車室の容積やコンプレッサ２１の能力等により車両の固有値として予め設定される。切替周期判定部１４は、切替周期演算部１５により演算された切替周期が判定周期よりも短いか否かを判定し、判定結果を後述する閾値温度変更部１３に伝達する。
【００２４】
閾値温度変更部１３は、切替周期が判定周期よりも短い場合に、第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする。切替周期が判定周期よりも短いか否かの判定結果は、切替周期判定部１４から伝達される。閾値温度変更部１３は、切替周期判定部１４から切替周期が判定周期よりも短いことを示す判定結果が伝達された場合に、第２閾値温度を一時的に高く変更する。この際の変更量は、予め一定値として設定しておいても良い。このような変更量としては、例えば１０℃程度とすることが可能である。また、このような変更量は、エアコンの設定温度及び風量に基づいて設定しても良い。
【００２５】
閾値温度変更部１３が、第２閾値温度を高く変更するのは、予め設定された時間が経過するまでの一時的なものである。例えば、２〜３分程度とすると好適である。このような時間は閾値温度変更部１３が有するタイマ機能により計数される。計数結果が予め設定された時間に達すると、閾値温度変更部１３は、高く変更した第２閾値温度を元の温度に再度、変更する（変更前の第２閾値温度に戻す）。上述のように一時的に変更される時間（上記の場合にあっては「２〜３分程度」）は一例であり、例えば車種に応じて決定すること好適である。
【００２６】
本実施形態では、閾値温度変更部１３は、第２閾値温度と共に第１閾値温度も一時的に高くする。第１閾値温度を高く変更する変更量は、上述の第２閾値温度の変更量と同じにすることも可能であるし、別途定めることも可能である。また、係る場合には、第１閾値温度も第２閾値温度と同様に、一時的に変更される。したがって、閾値温度変更部１３は、閾値温度変更部１３が有するタイマ機能により計数し、計数結果が予め設定された時間に達すると、閾値温度変更部１３は、高くした第２閾値温度を元の温度に再度、変更する。本エアコン制御装置１００は、このような機能部を有して構成される。
【００２７】
２．エアコン制御装置の動作
図２には、エアコン制御装置１００の動作の概略を示したタイムチャートが示される。（ａ）には第１閾値温度の変化が示される。（ｂ）には車室温度の変化が示される。（ｃ）には冷房負荷の変化が示される。（ｄ）にはエバポレータ温度の変化が示される。（ｅ）にはラジエータファン２３の動作状況が示される。（ａ）−（ｅ）の横軸は時間軸とされ、時刻ｔ０で本エアコン制御装置１００によるエアコンの制御が開始されるとする。
【００２８】
（ａ）に示される第１閾値温度は、閾値温度記憶部１２に記憶されている。本実施形態における第１閾値温度は、時刻ｔ０−時刻ｔ９に示されるように、一定値で規定されている。コンプレッサ運転制御部１１は、閾値温度記憶部１２に記憶されている第１閾値温度を参照し、サーミスタ２８の検出結果が当該第１閾値温度になるまでコンプレッサ２１のクラッチ２１Ａを制御してコンプレッサ２１を駆動状態にする。コンプレッサ運転制御部１１により時刻ｔ０でコンプレッサ２１が駆動状態とされることから、（ｂ）に示されるように時刻ｔ０−時刻ｔ３の間に車室温度が低下する。ここで、コンプレッサ２１の駆動とラジエータファン２３の動作（ＯＮ）とは連動し、コンプレッサ２１の停止とラジエータファン２３の動作（ＯＦＦ）とは連動する。このため、コンプレッサ２１の駆動及び停止に係るタイムチャートは図示しないが、（ｅ）に示されるラジエータファン２３の動作状況と同様である。
【００２９】
ここで、（ｃ）には冷房負荷が示される。冷房負荷とは、車室温度とエアコンの設定温度との差に比例する。すなわち、車室温度とエアコンの設定温度との差が大きい程、冷房負荷が重く、車室温度とエアコンの設定温度との差が小さくなるにつれて冷房負荷が軽くなる。このため、（ｂ）に示される車室温度の低下に合わせて、（ｃ）の時刻ｔ０−時刻ｔ３に示されるように冷房負荷が軽くなる。
【００３０】
（ｄ）に示されるように、コンプレッサ２１の駆動に伴って、エバポレータ温度、すなわちサーミスタ２８の検出結果も低下する。ここで、（ｄ）には、理解を容易にするために、第１閾値温度が一点鎖線で示され、第１閾値温度から所定温度だけ高い第２閾値温度が二点鎖線で示される。エバポレータ温度が第１閾値温度に達すると、コンプレッサ運転制御部１１は、クラッチ２１Ａを制御してコンプレッサ２１を停止する（時刻ｔ１）。コンプレッサ２１が停止されると、エバポレータ２６の温度が上昇する（時刻ｔ１−時刻ｔ２）。
【００３１】
コンプレッサ運転制御部１１は、エバポレータ温度が第２閾値温度に達すると、コンプレッサ２１の駆動を再開する（時刻ｔ２−時刻ｔ３）。ここで、このような状態においては、（ｃ）に示されるように冷房負荷が次第に軽くなるので、エバポレータ２６が冷え易く、エバポレータ温度が第１閾値温度に達するのが早い。このため、コンプレッサ２１の動作と停止とを繰り返す状態が継続する（時刻ｔ３−時刻ｔ９）。ここで、コンプレッサ２１の燃料の消費量は、定常状態よりも起動時の方が増加する。このため、このような動作と停止とを繰り返す状態は、コンプレッサ２１の燃料の消費量が多くなるので低燃費化に対して好ましいものではない。また、クラッチ２１Ａの動作音も乗員にとっては耳障りなものとなる。
【００３２】
また、（ｅ）に示されるラジエータファン２３は、コンプレッサ２１が駆動している間、動作するので、ラジエータファン２３も動作と停止とが繰り返し行われる（時刻ｔ１−時刻ｔ９）。このため、コンプレッサ２１と同様に燃料の消費量が多くなる。
【００３３】
このようなコンプレッサ２１の動作状態と停止状態と切替周期が、予め設定された判定周期よりも短くなると、（ａ）の時刻ｔ９−時刻ｔ１４に示されるように、第２閾値温度が高い閾値温度に変更される。この変更は、所定時間経過した後（時刻ｔ１４に達した後）、元の第２閾値温度に戻される。また、第２温度閾値と共に、第１閾値温度も時刻ｔ９−時刻ｔ１４の間、高く変更される。
【００３４】
これにより、(ｄ)に示されるように、時刻ｔ９−時刻ｔ１４の間は、初期の第１閾値温度及び第２閾値温度よりも高い変更後の第１閾値温度及び第２閾値温度でコンプレッサ２１の駆動が制御される。その結果、（ｂ）に示されるように車室温度が上昇するので、（ｅ）に示されるように冷房負荷も軽くなる。このため、コンプレッサ２１の駆動中はエバポレータ２６が冷え難く、また、コンプレッサ２１の停止中は暖まりやすくなるのでコンプレッサ２１の動作状態と停止状態との切替周期が長くなる。したがって、コンプレッサ２１を起動する回数が減るので燃料の消費量を低減することが可能となる。また、クラッチ２１Ａの制御回数も減るので、乗員が耳障りであると感じることも少なくすることができる。更に、ラジエータファン２３が起動する回数も減るので燃料の消費量を低減することが可能となる。
【００３５】
このように本エアコン制御装置１００によれば、エバポレータ２６のフロスト防止用に備えられる、エバポレータ温度検出用のサーミスタ２８のみでコンプレッサ２１の運転及び停止を効果的に制御することができる。このため、複数のセンサを用いることがないので、コスト及び生産性の面で有効である。また、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期が短くなった場合に、第２閾値温度を一時的に高くするので、軽くなりすぎた冷房負荷を重くすることができる。このため、コンプレッサ２１の停止状態におけるエバポレータ２６が冷えるまでの時間、及びコンプレッサ２１の動作状態におけるエバポレータ２６が暖まるまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期が長くなるので、コンプレッサ２１やラジエータファン２３が起動する回数を減らすことができる。これにより、エアコン使用時（特に、冷房負荷が軽い状態）における燃料の消費を低く抑えることが可能となる。また、例えばコンプレッサ２１の動力源をクラッチ２１Ａで断接する形態とした場合には、当該クラッチ２１Ａの動作音も低減することができる。また、第２閾値温度を高くするのは予め設定された時間のみであり、当該時間が経過した後は第２閾値温度を元の温度に戻すので冷房性能は大きく悪化することがない。したがって、ユーザには継続して快適な空間を提供することができる。このような本エアコン制御装置１００によるエアコン制御は、安価なエアコン（例えばマニュアルエアコン）において特に有効なものとなる。
【００３６】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、駆動系統３はエンジン３１を備えて構成され、コンプレッサ２１はエンジン３１により駆動されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。駆動系統３がモータを備える構成とすることにより、コンプレッサ２１をモータで駆動することも当然に可能である。したがって、ハイブリッド車両や電動自動車等でも本発明を適用することは可能である。
【００３７】
上記実施形態では、第１閾値温度はエバポレータ２６にフロストが発生しないように設定された温度であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１閾値温度は、外気温や室温に基づいて設定しても良いし、最初にコンプレッサ２１を駆動する前のサーミスタ２８の検出結果に基づいて設定しても良い。更には、乗員により設定されるエアコンの設定温度及び風量に基づいて設定することも当然に可能である。
【００３８】
上記実施形態では、閾値温度変更部１３は、切替周期が判定閾値よりも短い場合に、第１閾値温度及び第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くするとして説明した。例えば、閾値温度変更部１３が、切替周期が判定閾値よりも短い場合に、第２閾値温度のみを予め設定された時間が経過するまで一時的に高くすることも可能である。係る場合、第１閾値温度と第２閾値温度との温度差を変更前に比べて大きくすることができるので、コンプレッサ２１の動作が停止されてから駆動するまでの時間、及びコンプレッサ２１が駆動されてから停止するまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサ２１の動作状態と停止状態との切替周期を長くできるので、燃料の消費量を低減することが可能となる。また、クラッチ２１Ａの制御回数も減らすことができるので、乗員が耳障りとなることが少ない。更に、ラジエータファン２３の起動回数も減らすことができるので、燃料の消費量の低減に寄与できる。
【００３９】
上記実施形態では、コンデンサー２２がラジエータと共用されており、コンデンサーファン２３がラジエータファンと共用されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。コンデンサー２２とラジエータとを別体で構成し、コンデンサーファン２３とラジエータファンとを別体で構成することも当然に可能である。
【００４０】
上記実施形態では、エアコン制御装置１００が車両に備えられている場合の例を挙げて説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。建物等に備えられるエアコン装置の制御に適用することも当然に可能である。
【００４１】
上記実施形態では、図１において、エアコン制御装置１００が有する制御系統１の概略構成をブロック図で示した。制御系統１は、例えばコンピュータで構成することも当然に可能である。また、制御系統１をコンピュータに用いられるプログラムとすることも当然に可能である。係る場合には、制御系統１は、サーミスタ２８により検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開するコンプレッサ運転制御機能と、コンプレッサ２１の動作を停止する停止状態とコンプレッサ２１の動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算機能と、切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定機能と、切替周期が判定周期よりも短い場合に、第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更機能と、を備えるエアコン制御装置のためのプログラムとすることが可能である。
【００４２】
上記実施形態では、温度や時間等について数値を挙げて説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、他の温度や時間等を設定することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、当該エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１１：コンプレッサ運転制御部
１３：閾値温度変更部
１４：切替周期判定部
１５：切替周期演算部
２１：コンプレッサ
２６：エバポレータ
２８：サーミスタ
１００：エアコン制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、当該エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の乗員に快適空間を提供するために、車両にはエアコン装置が備えられている。このようなエアコン装置には一般的にコンプレッサが利用され、当該コンプレッサが駆動されると燃料の消費量が多くなる。このような問題を改善する技術として、下記に出典を示す特許文献１や特許文献２に記載のものがある。特許文献１や特許文献２に記載の車両用空調装置では、車両の燃費向上を目的として、複数のセンサを用いてコンプレッサの動作状態と停止状態とを切り替える制御を行っている。しかしながら、複数のセンサを備えることはコストアップの要因となり、また、夫々のセンサを組み付ける組み付け工程を要することから生産性が悪くなる。
【０００３】
また、エアコン装置には、エバポレータが備えられる。このようなエバポレータは、フロストの発生を防止するために、エバポレータの温度を検出するサーミスタが備えられる。上述のような複数のセンサを備えずにエアコン装置を制御する方法として、このサーミスタにより検出された温度を用いて制御することも考えられる。係る場合には、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えを、フロストの防止のために設定した固定値で行われる。例えば冷房負荷が軽くなった場合にはエバポレータの冷えが早く、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えの周期が短くなる。したがって、コンプレッサの起動と停止とが頻繁に繰り返し行われるので、燃料の消費量が増加する。また、コンプレッサの動作に合わせてラジエータファンも起動と停止とが頻繁に繰り返して行われるので、燃料の消費量が増加する。更に、コンプレッサの動作状態と停止状態との切り替えを行うクラッチ（マグネットクラッチ）の動作も頻繁に行われるので、その動作音が車両の乗員にとって耳障りなものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３４５５１２号公報
【特許文献２】特開平８−１９２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題に鑑み、複数のセンサを備えることなく、燃料の消費を低減することが可能なエアコン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るエアコン制御装置の特徴は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、前記エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備え、前記サーミスタにより検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を停止し、前記第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を再開するコンプレッサ運転制御部と、前記コンプレッサの動作を停止する停止状態と前記コンプレッサの動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部と、前記切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部と、前記切替周期が前記判定周期よりも短い場合に、前記第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部と、を備える点にある。
【０００７】
このような構成とすれば、エバポレータのフロスト防止用に備えられる、当該エバポレータの温度検出用のサーミスタのみでコンプレッサの運転及び停止を効果的に制御することができる。このため、複数のセンサを用いることがないので、コスト及び生産性の面で有効である。
また、コンプレッサの停止状態と動作状態との切替周期が短くなった場合に、第２閾値温度を一時的に高くするので、軽くなりすぎた冷房負荷を重くすることができる。このため、コンプレッサの停止状態におけるエバポレータが冷えるまでの時間、及びコンプレッサの動作状態におけるエバポレータが暖まるまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサの停止状態と動作状態との切替周期が長くなるので、コンプレッサやラジエータファンが起動する回数を減らすことができる。これにより、エアコン使用時（特に、冷房負荷が軽い状態）における燃料の消費を低く抑えることが可能となる。
また、例えばコンプレッサの動力源をクラッチ（電磁クラッチ）で断接する形態とした場合には、当該クラッチの動作音も低減することができる。また、第２閾値温度を高くするのは予め設定された時間のみであり、当該時間が経過した後は第２閾値温度を元の温度に戻すので冷房性能は大きく悪化することがない。したがって、ユーザには継続して快適な空間を提供することができる。このような構成で実現されるエアコン制御装置によるエアコン制御は、安価なエアコン（例えばマニュアルエアコン）において特に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】エアコン制御装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図２】エアコン制御装置の動作について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係るエアコン制御装置１００が、車両に搭載される場合の例について説明する。図１には、このようなエアコン制御装置１００の概略構成を模式的に示したブロック図が示される。
【００１０】
１．エアコン制御装置
本エアコン制御装置１００は車両に搭載され、当該車両の室内温度（以下「室内温度」とする）を制御する機能を有する。このようなエアコン制御装置１００は、制御系統１と冷却系統２と駆動系統３との３つのブロックから構成される。制御系統１は冷却系統２の動作を制御する。冷却系統２は冷媒を用いて冷気を生成し、車室に冷風を送る。駆動系統３は、冷却系統２を駆動する駆動力を生成する。以下、ブロック毎に説明する。
【００１１】
１−１．駆動系統
駆動系統３は、エンジン３１、ベルト３２を備えて構成される。エンジン３１は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。エンジン３１は、駆動すると回転力を出力する。この回転力が、車両を動かすための動力源として利用される。ベルト３２は、エンジン３１の回転軸に駆動連結され、エンジン３１から出力される回転力を後述する冷却系統２にも伝達する。
【００１２】
１−２．冷却系統
冷却系統２は、コンプレッサ２１、コンデンサー２２、コンデンサーファン２３、レシーバー２４、エキスパンションバルブ２５、エバポレータ２６、ブロワファン２７、サーミスタ２８を備えて構成される。
【００１３】
コンプレッサ２１は、後述するエバポレータ２６により車室内の熱を奪って気化した低温低圧の冷媒ガスを吸入及び圧縮し、高温高圧のガスを生成する。コンプレッサ２１により生成されたガスは、コンデンサー２２に送出される。また、コンプレッサ２１は、エンジン３１からベルト３２及びクラッチ２１Ａを介して駆動力（回転力）が伝達される。クラッチ２１Ａは、必要に応じてエンジン３１からの回転力を断接し、コンプレッサ２１を駆動させたり、停止させたりする。このようなクラッチ２１Ａの制御は、後述する制御系統１により行われる。
【００１４】
コンデンサー２２は、コンプレッサ２１から送られてきた高温高圧の冷媒ガスを冷却して凝縮液化させる熱交換器として機能する。コンデンサー２２は、チューブとフィンから構成され、コンデンサーファン２３により冷却される。コンプレッサ２１から吐出された冷媒ガスは、上述のように高温高圧の状態にあるが、このような冷媒がコンデンサー２２が有するチューブ内を通る間に外気の風で冷却され液化される。ここで、コンデンサー２２は、車両に備えられるラジエータと共用することも可能であり、係る場合にはコンデンサーファン２３はラジエータファンと共用される。以下の説明では、コンデンサー２２がラジエータと共用され、コンデンサーファン２３がラジエータファンと共用されているとして説明する。したがって、ラジエータにも符号２２を付して説明し、ラジエータファンにも符号２３を付して説明する。
【００１５】
レシーバー２４は、コンデンサー２２とエキスパンションバルブ２５との間に備えられ、コンデンサー２２で液化された冷媒を、冷房負荷に応じてエバポレータ２６に供給できるよう一時的に冷媒を貯える。また、レシーバー２４は、冷媒中のガスと液との分離も行う。コンデンサー２２で冷却された冷媒は、外気の条件によっては全てが液化されていない場合がある。このようなガスがエキスパンションバルブ２５に送出されると冷房能力が低下する。レシーバー２４の内部では、液冷媒が下側、ガス冷媒が上側に溜まるため、レシーバー２４の出口用パイプは底の方から液冷媒だけを取り出すように構成され、ガスと液の分離が行なわれる。また、レシーバー２４は、冷却系統２内を循環する際に冷媒に混入される「ゴミ」や「水分」を取り除くフィルタ機能も有する。
【００１６】
エキスパンションバルブ２５は、低温低圧の霧状の冷媒を生成すると共に、エバポレータ２６に供給する冷媒量を調節する。上述のように、レシーバー２４からエキスパンションバルブ２５には、高温高圧の液冷媒が供給される。エキスパンションバルブ２５は、このような液冷媒を小さな孔から噴射させることにより急激に膨張させて、低温低圧の霧状の冷媒を生成する。ここで、エバポレータ２６の効率を上げるためには、液冷媒が周囲の熱を奪って常にエバポレータ２６の出口で蒸発が完了する状態に維持する必要がある。このため、室内温度（冷房負荷）の変動及びコンプレッサ２１の回転速度の変動に応じて冷媒量を自動的に調節する。
【００１７】
エバポレータ２６は、コンデンサー２２と同様にチューブとフィンとから構成される。このエバポレータ２６には、コンプレッサ２１により圧縮されて液化された冷媒が供給される。エキスパンションバルブ２５で低温低圧にされた霧状冷媒は、エバポレータ２６内で多量に気化することにより、エバポレータ２６が低温状態になる。一方、車室内の暖かい空気はブロワファン２７により、エバポレータ２６を通過することにより冷却される。これにより、車室を冷房することが可能となる。また、暖かい空気がエバポレータ２６のフィンに当り、露点温度以下に冷却されると、空気中の水分が凝縮しエバポレータ２６のフィンに水滴が付着する。このような水滴はドレーンホース（図示しない）により車外に放出される。
【００１８】
サーミスタ２８は、エバポレータ２６の下流側に配設され、エバポレータ２６の温度（以下「エバポレータ温度」とする）を検出する。暖かい空気がエバポレータ２６のフィンにあたり、当該暖かい空気が冷却されると空気中の水分が凝縮し、エバポレータ２６のフィンに水滴が付着する。この際、フィンの温度が0℃以下に冷えている場合には、付着した水滴が氷結したり、霜になったりする。このような現象をフロストといい、フロストが発生すると、エバポレータ２６での熱交換効率が低下し十分な冷房能力が得られなくなる。サーミスタ２８は、例えば、負の温度係数を有し、温度が上がると抵抗値が下がるＮＴＣサーミスタや、正の温度係数を有し、温度が上がると抵抗値が上がるＰＴＣサーミスタがある。例えば、このようないずれかのサーミスタ２８と温度係数の小さい抵抗器（図示せず）とを直列接続、或いは直並列接続したものに定電圧を印加し、サーミスタ２８と抵抗器との間の中点の電圧を測定することによりサーミスタ２８に作用する温度、すなわちサーミスタ２８が配置される環境温度の変化を検出することが可能である。本実施形態では、サーミスタ２８以外の上記抵抗器は制御系統１（サーミスタ２８の検出結果が入力されるコンプレッサ運転制御部１１）に設けられるとして説明する。このような構成とすることにより、サーミスタ２８によりエバポレータ温度を検出することが可能となる。以上のように構成される冷却系統２を冷媒が循環され、車室を冷房することが可能となる。
【００１９】
１−３．制御系統
制御系統１は、コンプレッサ運転制御部１１、閾値温度記憶部１２、閾値温度変更部１３、切替周期判定部１４、切替周期演算部１５の各機能部を備えて構成される。このような制御系統１は、ＣＰＵを中核部材として冷却系統２の制御に関する種々の動作を行うための機能部をハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００２０】
コンプレッサ運転制御部１１は、サーミスタ２８により検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開する。上述したように、サーミスタ２８はエバポレータ２６の下流側に備えられ、エバポレータ温度を検出する。コンプレッサ運転制御部１１は、コンプレッサ２１の運転と停止とをエバポレータ２６の温度に基づいて制御する。第１閾値温度は、駆動中のコンプレッサ２１を停止する際のトリガーとなる温度に相当する。第２閾値温度は、停止中のコンプレッサ２１を駆動する際のトリガーとなる温度に相当する。したがって、第２閾値温度は第１閾値温度よりも高い温度で設定される。コンプレッサ２１の駆動に応じてエバポレータ２６が冷えていく過程を考えた場合、ヒステリシスを有することとなる。このようなヒステリシスを有して構成されているので、第２閾値温度側から第１閾値温度側へエバポレータ２６の温度が低下した場合には確実にコンプレッサ２１を停止することができ、第１閾値温度側から第２閾値温度側へエバポレータ２６の温度が上昇した場合には確実にコンプレッサ２１を運転することができる。
【００２１】
第１閾値温度はエバポレータ２６にフロストが発生しないように設定された温度とすることが可能である。上述のようにフロストとは、エバポレータ２６のフィンの温度が0℃以下に冷えている場合に氷結や霜が生じる現象である。したがって、フロストが発生しないように、第１閾値温度は例えば２〜３℃とすると好適である。このような第１閾値温度は、閾値温度記憶部１２に記憶されている。第２閾値温度は、第１閾値温度よりも数度（例えば１〜３℃）高く設定すると好適である。第２閾値温度は、第１閾値温度と同様に、予め閾値温度記憶部１２に記憶しておいても良いし、第１閾値温度から都度、演算して求めても良い。
【００２２】
切替周期演算部１５は、コンプレッサ２１の動作を停止する停止状態とコンプレッサ２１の動作再開後の動作状態との切替周期を演算する。ここで、上述のように、コンプレッサ２１は、サーミスタ２８により検出された温度が第１閾値温度に達した場合に動作が停止され、サーミスタ２８により検出された温度が第２閾値温度に達した場合に動作が再開される。停止状態とはコンプレッサ２１が動作を停止している状態が相当し、動作状態とはコンプレッサ２１が動作を再開し動作している状態が相当する。切替周期演算部１５は、このような停止状態と動作状態との切替周期を演算する。すなわち、切替周期演算部１５は、コンプレッサ２１の起動と停止との切替周期を演算する。切替周期は、コンプレッサ運転制御部１１がクラッチ２１Ａを制御する制御信号に基づいて演算しても良いし、クラッチ２１Ａの状態を検出して演算しても良い。図１には、コンプレッサ運転制御部１１からクラッチ２１Ａを制御する制御信号が伝達される形態で示している。切替周期演算部１５により演算された切替周期は、後述する切替周期判定部１４に伝達される。
【００２３】
切替周期判定部１４は、切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する。予め設定されている判定周期とは、車室の容積やコンプレッサ２１の能力等により車両の固有値として予め設定される。切替周期判定部１４は、切替周期演算部１５により演算された切替周期が判定周期よりも短いか否かを判定し、判定結果を後述する閾値温度変更部１３に伝達する。
【００２４】
閾値温度変更部１３は、切替周期が判定周期よりも短い場合に、第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする。切替周期が判定周期よりも短いか否かの判定結果は、切替周期判定部１４から伝達される。閾値温度変更部１３は、切替周期判定部１４から切替周期が判定周期よりも短いことを示す判定結果が伝達された場合に、第２閾値温度を一時的に高く変更する。この際の変更量は、予め一定値として設定しておいても良い。このような変更量としては、例えば１０℃程度とすることが可能である。また、このような変更量は、エアコンの設定温度及び風量に基づいて設定しても良い。
【００２５】
閾値温度変更部１３が、第２閾値温度を高く変更するのは、予め設定された時間が経過するまでの一時的なものである。例えば、２〜３分程度とすると好適である。このような時間は閾値温度変更部１３が有するタイマ機能により計数される。計数結果が予め設定された時間に達すると、閾値温度変更部１３は、高く変更した第２閾値温度を元の温度に再度、変更する（変更前の第２閾値温度に戻す）。上述のように一時的に変更される時間（上記の場合にあっては「２〜３分程度」）は一例であり、例えば車種に応じて決定すること好適である。
【００２６】
本実施形態では、閾値温度変更部１３は、第２閾値温度と共に第１閾値温度も一時的に高くする。第１閾値温度を高く変更する変更量は、上述の第２閾値温度の変更量と同じにすることも可能であるし、別途定めることも可能である。また、係る場合には、第１閾値温度も第２閾値温度と同様に、一時的に変更される。したがって、閾値温度変更部１３は、閾値温度変更部１３が有するタイマ機能により計数し、計数結果が予め設定された時間に達すると、閾値温度変更部１３は、高くした第２閾値温度を元の温度に再度、変更する。本エアコン制御装置１００は、このような機能部を有して構成される。
【００２７】
２．エアコン制御装置の動作
図２には、エアコン制御装置１００の動作の概略を示したタイムチャートが示される。（ａ）には第１閾値温度の変化が示される。（ｂ）には車室温度の変化が示される。（ｃ）には冷房負荷の変化が示される。（ｄ）にはエバポレータ温度の変化が示される。（ｅ）にはラジエータファン２３の動作状況が示される。（ａ）−（ｅ）の横軸は時間軸とされ、時刻ｔ０で本エアコン制御装置１００によるエアコンの制御が開始されるとする。
【００２８】
（ａ）に示される第１閾値温度は、閾値温度記憶部１２に記憶されている。本実施形態における第１閾値温度は、時刻ｔ０−時刻ｔ９に示されるように、一定値で規定されている。コンプレッサ運転制御部１１は、閾値温度記憶部１２に記憶されている第１閾値温度を参照し、サーミスタ２８の検出結果が当該第１閾値温度になるまでコンプレッサ２１のクラッチ２１Ａを制御してコンプレッサ２１を駆動状態にする。コンプレッサ運転制御部１１により時刻ｔ０でコンプレッサ２１が駆動状態とされることから、（ｂ）に示されるように時刻ｔ０−時刻ｔ３の間に車室温度が低下する。ここで、コンプレッサ２１の駆動とラジエータファン２３の動作（ＯＮ）とは連動し、コンプレッサ２１の停止とラジエータファン２３の動作（ＯＦＦ）とは連動する。このため、コンプレッサ２１の駆動及び停止に係るタイムチャートは図示しないが、（ｅ）に示されるラジエータファン２３の動作状況と同様である。
【００２９】
ここで、（ｃ）には冷房負荷が示される。冷房負荷とは、車室温度とエアコンの設定温度との差に比例する。すなわち、車室温度とエアコンの設定温度との差が大きい程、冷房負荷が重く、車室温度とエアコンの設定温度との差が小さくなるにつれて冷房負荷が軽くなる。このため、（ｂ）に示される車室温度の低下に合わせて、（ｃ）の時刻ｔ０−時刻ｔ３に示されるように冷房負荷が軽くなる。
【００３０】
（ｄ）に示されるように、コンプレッサ２１の駆動に伴って、エバポレータ温度、すなわちサーミスタ２８の検出結果も低下する。ここで、（ｄ）には、理解を容易にするために、第１閾値温度が一点鎖線で示され、第１閾値温度から所定温度だけ高い第２閾値温度が二点鎖線で示される。エバポレータ温度が第１閾値温度に達すると、コンプレッサ運転制御部１１は、クラッチ２１Ａを制御してコンプレッサ２１を停止する（時刻ｔ１）。コンプレッサ２１が停止されると、エバポレータ２６の温度が上昇する（時刻ｔ１−時刻ｔ２）。
【００３１】
コンプレッサ運転制御部１１は、エバポレータ温度が第２閾値温度に達すると、コンプレッサ２１の駆動を再開する（時刻ｔ２−時刻ｔ３）。ここで、このような状態においては、（ｃ）に示されるように冷房負荷が次第に軽くなるので、エバポレータ２６が冷え易く、エバポレータ温度が第１閾値温度に達するのが早い。このため、コンプレッサ２１の動作と停止とを繰り返す状態が継続する（時刻ｔ３−時刻ｔ９）。ここで、コンプレッサ２１の燃料の消費量は、定常状態よりも起動時の方が増加する。このため、このような動作と停止とを繰り返す状態は、コンプレッサ２１の燃料の消費量が多くなるので低燃費化に対して好ましいものではない。また、クラッチ２１Ａの動作音も乗員にとっては耳障りなものとなる。
【００３２】
また、（ｅ）に示されるラジエータファン２３は、コンプレッサ２１が駆動している間、動作するので、ラジエータファン２３も動作と停止とが繰り返し行われる（時刻ｔ１−時刻ｔ９）。このため、コンプレッサ２１と同様に燃料の消費量が多くなる。
【００３３】
このようなコンプレッサ２１の動作状態と停止状態と切替周期が、予め設定された判定周期よりも短くなると、（ａ）の時刻ｔ９−時刻ｔ１４に示されるように、第２閾値温度が高い閾値温度に変更される。この変更は、所定時間経過した後（時刻ｔ１４に達した後）、元の第２閾値温度に戻される。また、第２温度閾値と共に、第１閾値温度も時刻ｔ９−時刻ｔ１４の間、高く変更される。
【００３４】
これにより、(ｄ)に示されるように、時刻ｔ９−時刻ｔ１４の間は、初期の第１閾値温度及び第２閾値温度よりも高い変更後の第１閾値温度及び第２閾値温度でコンプレッサ２１の駆動が制御される。その結果、（ｂ）に示されるように車室温度が上昇するので、（ｅ）に示されるように冷房負荷も軽くなる。このため、コンプレッサ２１の駆動中はエバポレータ２６が冷え難く、また、コンプレッサ２１の停止中は暖まりやすくなるのでコンプレッサ２１の動作状態と停止状態との切替周期が長くなる。したがって、コンプレッサ２１を起動する回数が減るので燃料の消費量を低減することが可能となる。また、クラッチ２１Ａの制御回数も減るので、乗員が耳障りであると感じることも少なくすることができる。更に、ラジエータファン２３が起動する回数も減るので燃料の消費量を低減することが可能となる。
【００３５】
このように本エアコン制御装置１００によれば、エバポレータ２６のフロスト防止用に備えられる、エバポレータ温度検出用のサーミスタ２８のみでコンプレッサ２１の運転及び停止を効果的に制御することができる。このため、複数のセンサを用いることがないので、コスト及び生産性の面で有効である。また、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期が短くなった場合に、第２閾値温度を一時的に高くするので、軽くなりすぎた冷房負荷を重くすることができる。このため、コンプレッサ２１の停止状態におけるエバポレータ２６が冷えるまでの時間、及びコンプレッサ２１の動作状態におけるエバポレータ２６が暖まるまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサ２１の停止状態と動作状態との切替周期が長くなるので、コンプレッサ２１やラジエータファン２３が起動する回数を減らすことができる。これにより、エアコン使用時（特に、冷房負荷が軽い状態）における燃料の消費を低く抑えることが可能となる。また、例えばコンプレッサ２１の動力源をクラッチ２１Ａで断接する形態とした場合には、当該クラッチ２１Ａの動作音も低減することができる。また、第２閾値温度を高くするのは予め設定された時間のみであり、当該時間が経過した後は第２閾値温度を元の温度に戻すので冷房性能は大きく悪化することがない。したがって、ユーザには継続して快適な空間を提供することができる。このような本エアコン制御装置１００によるエアコン制御は、安価なエアコン（例えばマニュアルエアコン）において特に有効なものとなる。
【００３６】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、駆動系統３はエンジン３１を備えて構成され、コンプレッサ２１はエンジン３１により駆動されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。駆動系統３がモータを備える構成とすることにより、コンプレッサ２１をモータで駆動することも当然に可能である。したがって、ハイブリッド車両や電動自動車等でも本発明を適用することは可能である。
【００３７】
上記実施形態では、第１閾値温度はエバポレータ２６にフロストが発生しないように設定された温度であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１閾値温度は、外気温や室温に基づいて設定しても良いし、最初にコンプレッサ２１を駆動する前のサーミスタ２８の検出結果に基づいて設定しても良い。更には、乗員により設定されるエアコンの設定温度及び風量に基づいて設定することも当然に可能である。
【００３８】
上記実施形態では、閾値温度変更部１３は、切替周期が判定閾値よりも短い場合に、第１閾値温度及び第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くするとして説明した。例えば、閾値温度変更部１３が、切替周期が判定閾値よりも短い場合に、第２閾値温度のみを予め設定された時間が経過するまで一時的に高くすることも可能である。係る場合、第１閾値温度と第２閾値温度との温度差を変更前に比べて大きくすることができるので、コンプレッサ２１の動作が停止されてから駆動するまでの時間、及びコンプレッサ２１が駆動されてから停止するまでの時間を長くすることができる。したがって、コンプレッサ２１の動作状態と停止状態との切替周期を長くできるので、燃料の消費量を低減することが可能となる。また、クラッチ２１Ａの制御回数も減らすことができるので、乗員が耳障りとなることが少ない。更に、ラジエータファン２３の起動回数も減らすことができるので、燃料の消費量の低減に寄与できる。
【００３９】
上記実施形態では、コンデンサー２２がラジエータと共用されており、コンデンサーファン２３がラジエータファンと共用されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。コンデンサー２２とラジエータとを別体で構成し、コンデンサーファン２３とラジエータファンとを別体で構成することも当然に可能である。
【００４０】
上記実施形態では、エアコン制御装置１００が車両に備えられている場合の例を挙げて説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。建物等に備えられるエアコン装置の制御に適用することも当然に可能である。
【００４１】
上記実施形態では、図１において、エアコン制御装置１００が有する制御系統１の概略構成をブロック図で示した。制御系統１は、例えばコンピュータで構成することも当然に可能である。また、制御系統１をコンピュータに用いられるプログラムとすることも当然に可能である。係る場合には、制御系統１は、サーミスタ２８により検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を停止し、第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合にコンプレッサ２１の動作を再開するコンプレッサ運転制御機能と、コンプレッサ２１の動作を停止する停止状態とコンプレッサ２１の動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算機能と、切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定機能と、切替周期が判定周期よりも短い場合に、第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更機能と、を備えるエアコン制御装置のためのプログラムとすることが可能である。
【００４２】
上記実施形態では、温度や時間等について数値を挙げて説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、他の温度や時間等を設定することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、当該エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１１：コンプレッサ運転制御部
１３：閾値温度変更部
１４：切替周期判定部
１５：切替周期演算部
２１：コンプレッサ
２６：エバポレータ
２８：サーミスタ
１００：エアコン制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、前記エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置であって、
前記サーミスタにより検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を停止し、前記第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を再開するコンプレッサ運転制御部と、
前記コンプレッサの動作を停止する停止状態と前記コンプレッサの動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部と、
前記切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部と、
前記切替周期が前記判定周期よりも短い場合に、前記第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部と、
を備えるエアコン制御装置。
【請求項１】
コンプレッサにより圧縮されて液化された冷媒が供給されるエバポレータと、前記エバポレータの下流側に配設されるサーミスタと、を備えたエアコン制御装置であって、
前記サーミスタにより検出された温度が、予め設定された第１閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を停止し、前記第１閾値温度から当該第１閾値温度よりも高い第２閾値温度に達した場合に前記コンプレッサの動作を再開するコンプレッサ運転制御部と、
前記コンプレッサの動作を停止する停止状態と前記コンプレッサの動作再開後の動作状態との切替周期を演算する切替周期演算部と、
前記切替周期が予め設定されている判定周期よりも短いか否かを判定する切替周期判定部と、
前記切替周期が前記判定周期よりも短い場合に、前記第２閾値温度を予め設定された時間が経過するまで一時的に高くする閾値温度変更部と、
を備えるエアコン制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２３５８１５（Ｐ２０１１−２３５８１５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０４６８（Ｐ２０１０−１１０４６８）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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