車両用空調装置
【課題】車両の加速性及び乗員の温熱快適性の真の両立化を図る車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段(S304)と、車両の加速開始時点における蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段(S301)と、車両の加速要求度合と蒸発器の温度とに基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段(S309)と、選択された冷房能力の程度に基づいて外部信号を圧縮機に出力する容量制御信号出力手段(S313)とを具備する。
【解決手段】車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段(S304)と、車両の加速開始時点における蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段(S301)と、車両の加速要求度合と蒸発器の温度とに基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段(S309)と、選択された冷房能力の程度に基づいて外部信号を圧縮機に出力する容量制御信号出力手段(S313)とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に係り、詳しくは、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機を含む冷凍回路に好適な車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の空調装置に介挿された圧縮機では、吐出容量の変更によって冷凍回路の冷房能力の大きさが変更され得る。具体的には、夏季等の如く高い熱負荷条件下では、圧縮機を最大容量にて駆動して車室内への吹き出し温度を下げ、乗員の温熱快適性の良好化を図る。しかし、仮に車両の加速中にも圧縮機の最大容量駆動を実施すると、エンジン回転数の上昇に伴って圧縮機の駆動用動力が著しく上昇し、車両の加速性能が大きく損なわれてしまう。そのため、車両の加速要求を検出した場合には圧縮機の駆動用動力を低減させ、この低減分を車両の走行用動力に充てる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５７−１７５４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の技術の如く圧縮機の駆動用動力の低減分を単に車両の走行用動力に充てると、乗員の温熱快適性が損なわれてしまうとの問題がある。冷房能力が低下して車室内への吹き出し温度が上昇するからである。そこで、一例として車両の加速中には、車室内への吹き出し温度を良好な範囲内に抑えつつ、圧縮機の駆動用動力を常に低減させることも考えられる。
【０００４】
しかしながら、車両の加速要求には、乗員によるアクセル踏み込み量の大きさに応じて種々の要求度合が存在する点に留意しなければならない。例えば、加速開始時点における車室内への吹き出し温度が既に良好である場合にも拘わらず、車両の加速要求の検出に応じて圧縮機の駆動用動力を常に低減させると、車室内への吹き出し温度が上昇傾向になり、乗員の温熱快適性がやはり損なわれるからである。このように、トレードオフの関係にある車両の加速性と乗員の温熱快適性との真の両立化を図るためには、加速要求の度合と加速開始時点における吹き出し温度との関係を考慮する必要があるが、上記従来の技術ではこの点については格別の配慮がなされていない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、車両の加速性及び乗員の温熱快適性の真の両立化を図る車両用空調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】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の車両用空調装置は、冷媒が冷凍回路の循環経路内を循環する車両用空調装置であって、循環経路には冷媒の流れ方向でみて、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が順次介挿されており、車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段と、車両の加速開始時点における蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、車両の加速要求度合と蒸発器の温度とに基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段と、選択された冷房能力の程度に基づいて外部信号を圧縮機に出力する容量制御信号出力手段とを具備することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力の大きさと加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力のまま保持することを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力の大きさと加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性或いは乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて求めることを特徴としている。
【０００８】
更にまた、請求項４記載の発明では、変化量は、蒸発器の温度が高くなるに連れて加速中の冷房能力の程度が上昇する値に設定されることを特徴としている。
また、請求項５記載の発明では、変化量は、加速要求度合が大きくなるに連れて加速中の冷房能力の程度が下降する値に設定されることを特徴としている。
更に、請求項６記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速要求度合及び蒸発器の温度に基づいて加速中における蒸発器の目標温度を求め、目標温度に基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴としている。
【０００９】
更にまた、請求項７記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速要求度合及び蒸発器の温度に基づいて加速中における圧縮機の目標圧力を求め、目標圧力に基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、車両の加速中においては、低減させた圧縮機の駆動用動力を車両の走行用動力に充てる必要があるものの、車両の加速要求には、例えば乗員によるアクセル踏み込み量の大きさに応じて種々の要求度合が存在する点を鑑みたものである。
そして、請求項１記載の本発明の車両用空調装置によれば、冷房能力選択手段が、車両の加速要求の大きさと加速開始時点における車室内への吹き出し温度とに基づいて加速中における冷凍回路の冷房能力の程度を選択している。よって、加速中の冷房能力を加速開始時点の冷房能力に比して常に下げることが回避され得る結果、車両の加速性と乗員の温熱快適性との真の両立化が達成可能となる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明によれば、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力のまま保持している。よって、加速開始時点における車室内への吹き出し温度が既に良好である場合には圧縮機の駆動用動力が低減されず、この吹き出し温度はそのまま維持されるので、車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保され、車両用空調装置の信頼性向上に寄与する。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明によれば、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさを比較し、これらの差が車両の加速性或いは乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて加速中の冷房能力の程度が求められている。よって、この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００１３】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさの差が乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度は加速開始時点の冷房能力に正側の変化量を加えて求められることから、乗員の温熱快適性がより一層向上する。
また、請求項５記載の発明によれば、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさの差が車両の加速性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度は加速開始時点の冷房能力に負側の変化量を加えて求められるので、車両の加速性がより一層向上する。
【００１４】
更に、請求項６，７記載の発明によれば、加速中における冷房能力の程度が、加速中における蒸発器の目標温度、若しくは加速中における圧縮機の目標圧力から直接に求められており、この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は車両の前部分を概略的に示し、この部分にエンジンルーム２が設けられている。当該車両は空調装置を備え、この装置は冷凍回路４を有している。この回路４は冷媒の循環経路を有しており、車室内の温度を所望の設定温度に調整する。
具体的には、当該経路には、上流側からコンプレッサ（圧縮機）６、コンデンサ（凝縮器）８、レシーバ（受液器）１０、膨張弁（膨張機構）１２及びエバポレータ（蒸発器）１４が順次介挿されている。これら圧縮機６、凝縮器８、受液器１０及び膨張弁１２はエンジンルーム２内に配置され、蒸発器１４はエンジンルーム２の後方に設けられた通風ダクト１６内に配置されている。
【００１６】
上記圧縮機６は可変容量式の圧縮機であり、本実施例ではエンジンからの動力を受けて作動される。また、本実施例の圧縮機６の一端には電磁クラッチ７が配設されており、クラッチ７は空調装置のオン信号に応じてエンジンの動力を受け、圧縮機６を駆動させる。
一方、上記通風ダクト１６内には、蒸発器１４の上流側に送風機１８が配置され、送風機１８はモータ１９によって駆動される。また、蒸発器１４の下流側にはウォータバルブ２３を有するヒータユニット２２が配置されており、ヒータユニット２２を通過する空気量とこのユニット２２をバイパスする空気量とはエアミックスダンパ２１で調整される。
【００１７】
上述した圧縮機６の駆動に伴い、圧縮機６は蒸発器１４から吸入した乾き蒸気の冷媒を圧縮し、高温高圧ガス状態の冷媒を凝縮器８に供給する。この冷媒は凝縮器８内で冷却され、液体状態の冷媒が等圧のまま受液器１０に向かう。次いで、この冷媒は受液器１０内にて一時的に貯留され、高圧液体状態の冷媒が膨張弁１２に供給される。そして、この冷媒は膨張弁１２内で絞り膨張され、湿り蒸気、つまり、低温低圧の気液混合状態の冷媒として蒸発器１４内に噴出される。
【００１８】
続いて、この冷媒は蒸発器１４内にて気化され、この際の気化熱により蒸発器１４の周囲の空気、より詳しくは、内気或いは外気の吸入口２４から通風ダクト１６内に導入され、送風機１８を介して蒸発器１４に向けて送られた空気が冷却される。この冷却された空気はＤＥＦ側、ＶＥＮＴ側、ＦＯＯＴ側の各吹き出し口２６，２７，２８を介して車室内に送り込まれ、車室内の冷房が行われる。なお、蒸発器１４内における低温低圧ガス状態の冷媒は圧縮機６に戻り、この後、圧縮機６により再度圧縮され、上述した如く循環する。
【００１９】
ここで、本実施例の車室内には、エンジンＥＣＵ５０の他、エアコンＥＣＵ（電子コントロールユニット）６０が設置されており、これら各ＥＣＵ５０，６０は図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。
まず、エンジンＥＣＵ５０の入力側には、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転速度センサ３８、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ４０、乗員によるアクセル踏み込み量ＡＣＣＶを検出するアクセル開度センサ４２、及び車速ＶＳＰを検出する車速センサ４４等の各種センサ類が電気的に接続されている。これらの車両信号はＣＡＮ通信によってエンジンＥＣＵ５０からエアコンＥＣＵ６０に伝達される。
【００２０】
次に、エアコンＥＣＵ６０の入力側には、蒸発器１４の温度、より具体的には、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａを検出するエバ温度センサ３０、外気温度Ｔａｍｂを検出する温度センサ３２、車室内の空気温度Ｔｒを検出する温度センサ３４、及び日射量Ｓｕｎを検出する日射センサ３６等の各種センサ類が電気的に接続されている。これに対し、エアコンＥＣＵ６０の出力側には圧縮機６のクラッチ７やブロワアンプ２０が電気的に接続されている。
【００２１】
ところで、本実施例のエアコンＥＣＵ６０では、車両の加速中における冷凍回路４の冷房能力の程度を選択し、目標の吸入圧力Ｐｓを得るべく所望の容量制御信号Ｉを圧縮機６に向けて出力して圧縮機６の吐出容量を変更している。
より詳しくは、図２に示されるように、エアコンＥＣＵ６０は通常時制御部６２を備えており、この制御部６２では、上記記憶装置に記憶されている車室内の空気温度の目標値Ｔｒｓｅｔ、車室内の空気温度Ｔｒ、外気温度Ｔａｍｂ及び日射量Ｓｕｎに基づいて蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔを得ており、当該目標値Ｔｅｓｅｔを容量制御信号出力部（容量制御信号出力手段）７６に出力する。なお、上記記憶装置には、上記目標値Ｔｒｓｅｔの他、ブロワ設定値ＢＬＶ、内外気設定値Ｉｎｔａｋｅ、及び吹き出し口モード設定値Ｍｏｄｅの如くのパネル設定値も記憶されている。
【００２２】
一方、エアコンＥＣＵ６０は蒸発器温度検出部（蒸発器温度検出手段）６４を備え、この温度検出部６４では、エバ温度センサ３０からの信号に基づいて車両の加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａを検出し、加速時冷房能力決定部７０、つまり、目標Ｐｓ推定部７２と冷房能力選択部（冷房能力選択手段）７４とにそれぞれ出力している。
【００２３】
このＰｓ推定部７２では、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａから圧縮機６の吸入圧力の目標値Ｐｓ´を推定し、信号出力部７６に出力する。なお、この目標値Ｐｓ´は、上記空気温度Ｔｅｖａの他、外気温度Ｔａｍｂ、圧縮機６の回転数、エンジン回転数Ｎｅやエンジン冷却水温Ｔｗ等の各種のパラメータを追加し、その推定精度を高めても良い。更に、この推定される目標値Ｐｓ´に代えて圧縮機６に設置された吸入圧力センサを用いて実測しても良い。
【００２４】
次に、車速ＶＳＰは閾値設定部６６に入力されており、加速判定用のアクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔが求められる。そして、この閾値ＡＣＣｓｅｔ及びアクセル踏み込み量ＡＣＣＶは加速要求度合検出部（要求度合検出手段）６８に入力され、この度合検出部６８では車両の加速要求度合ＡＣＣを求め、能力選択部７４に出力する。なお、乗員による加速要求は、踏み込み量ＡＣＣＶの他、例えばエンジン吸気通路に配置されたスロットル弁の開度の如く、この踏み込み量ＡＣＣＶと相関関係にある物理量を用いても良い。
【００２５】
続いて、上記能力選択部７４では、まず、加速要求度合ＡＣＣ及び加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａに基づいて車両の加速中における冷凍回路４の冷房能力Ｑａｃｃが算出される。そして、この能力選択部７４では、冷房能力Ｑａｃｃの大きさと加速開始時点における冷房能力Ｑの大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えるか否かに応じて冷房能力の程度、すなわち、冷房能力の保持、上昇、又は下降のいずれかを選択し、容量制御信号出力部７６に出力する。
【００２６】
この信号出力部７６では、加速時を除いた通常時の場合には蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔから容量制御信号Ｉｔｅｖａを生成し、この制御信号Ｉｔｅｖａを蒸発器１４の温度制御信号として圧縮機６に出力する。これに対し、加速中の場合には加速開始時点の空気温度Ｔｅｖａから求めた吸入圧力の目標値Ｐｓ´による基本容量制御信号Ｉ０と能力選択部７４にて選択された冷房能力の程度とに基づいて加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを生成し、この制御信号Ｉａｃｃを圧縮機６に出力している。
【００２７】
図３を参照すると、エアコンＥＣＵ６０の制御フローチャートが示されている。以下、上記の如く構成された車両用空調装置の本発明に係る作用について説明する。
同図のステップＳ３０１では、上述した各種のセンサ信号や上記記憶装置に記憶された各種のパネル設定値が読み込まれる。そして、ステップＳ３０２では通常時制御部６２にて、蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔ（＝ｆ（Ｔｒｓｅｔ，Ｔｒ，Ｔａｍｂ，Ｓｕｎ））が算出され、更に、通常時の容量制御信号Ｉｔｅｖａ（＝ｆ（Ｔｅｓｅｔ））が算出される。
【００２８】
次に、ステップＳ３０３では閾値設定部６６にて、加速判定用のアクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔを求める。詳しくは、図４（ａ）に示されるように、一定の車速ＶＳＰで走行する場合のアクセル開度は車速ＶＳＰが大きいほど増加するので、この車速ＶＳＰが大きくなるに連れて閾値ＡＣＣｓｅｔを大きく設定しており、この車速ＶＳＰから閾値ＡＣＣｓｅｔを求めてステップＳ３０４に進む。そして、度合検出部６８にて車両の加速要求度合ＡＣＣ（＝ＡＣＣＶ−ＡＣＣｓｅｔ）を求め、ステップＳ３０５に進む。
【００２９】
このステップＳ３０５では度合検出部６８にて、車両が加速中であるか否かを判別する。具体的には、図４（ｂ）に示されるように、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶが閾値ＡＣＣｓｅｔを超える直前（加速判定値が０から１に切り換わる直前）或いは超えた直後（この判定値が０から１に切り換わった直後）である場合、すなわち、ＹＥＳの場合には加速開始時と判定され、ステップＳ３０８に進む。なお、同図（ｂ）では、閾値ＡＣＣｓｅｔに対して適当なディファレンシャルｄを持たせており、判定値１による加速時制御のオンと判定値０による加速時制御のオフとの頻繁な切り換えが避けられている。
【００３０】
一方、この判定値が未だ０である場合にはステップＳ３０６に進み、通常時制御部６２にて通常時の容量制御信号Ｉｔｅｖａを蒸発器１４の温度制御信号として圧縮機６に出力する。そして、ステップＳ３０７に進み、フラグを０にして一連のルーチンを抜ける。
これに対し、加速中であると判定されてステップＳ３０８に進んだ場合には、フラグが未だ０である、つまり、通常時から加速時に初めて切り換わる時点であることを条件としてステップＳ３０９に進む。なお、フラグが既に０ではない場合には一連のルーチンを抜ける。
【００３１】
ステップＳ３０９では能力選択部７４にて、車両の加速中における冷房能力Ｑａｃｃ（＝ｆ（Ｔｅｖａ，ＡＣＣ））を算出する。次いで、この冷房能力Ｑａｃｃの大きさと加速開始時点における冷房能力Ｑの大きさとを比較して冷房能力の程度を選択する。
詳しくは、図５に示されるように、能力選択部７４では、加速中の冷房能力Ｑａｃｃと加速開始時点の冷房能力Ｑとの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与える程に小さな場合、つまり、図中の「保持」で示された範囲内に該当するときには、冷房能力の保持を選択し、冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑのまま保持している。
【００３２】
一方、この冷房能力Ｑａｃｃと加速開始時点における冷房能力Ｑとの差が車両の加速性又は乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、冷房能力の下降又は冷房能力の上昇を選択し、冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑに変化量を加えて求めている。
すなわち、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａが高くなるに連れて加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を上昇させており、図中の「上げる」で示された範囲内に該当するときには冷房能力の上昇を選択する。これに対し、加速要求度合ＡＣＣが大きくなるに連れてこの冷房能力Ｑａｃｃの程度を下降させており、図中の「下げる」で示された範囲内に該当するときには冷房能力の下降を選択する。このように、能力選択部７４では、冷房能力の上昇を選択した場合には加速開始時点の冷房能力Ｑに正側の変化量を加え、冷房能力の下降を選択した場合には、加速開始時点の冷房能力Ｑに負側の変化量を加えて制御信号出力部７６にそれぞれ出力している。
【００３３】
なお、図５において、設定値ａ及びｂは上記目標値Ｔｅｓｅｔの最小値及び最大値をそれぞれ示している。また、加速要求度合ＡＣＣが設定値ｃを超えた場合には空調装置をオフ作動させ、圧縮機６の駆動が解除されている。乗員による加速要求が著しく大きな緊急時であると認識できるからであり、車両の加速性能の向上に寄与する。このオフ作動は、本実施例ではクラッチ７をオフにするが、クラッチを有しない圧縮機の場合には容量制御信号Ｉを０にする。
【００３４】
次に、ステップＳ３１０では信号出力部７６にて、加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを求める。詳しくは、基本容量制御信号Ｉ０（＝ｆ（Ｐｓ´））に対し、冷房能力選択部７４にて選択された冷房能力の程度を加えており、例えば、上述の如く冷房能力の保持が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０のままとし、冷房能力の上昇が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０に正側の変化量（＋α）を加えており、一方、冷房能力の下降が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０に負側の変化量（−β）を加えて制御信号の電流値をそれぞれ求めている。
【００３５】
そして、ステップＳ３１１では信号出力部７６にて、上述の容量制御信号Ｉａｃｃが容量制御信号の最小値Ｉｍｉｎよりも大きいか否かが判別され、制御信号Ｉａｃｃが図６に示された制御域に該当する場合、すなわち、ＹＥＳと判定された場合にはステップＳ３１３に進み、一方、上記Ｉ−βがＩｍｉｎよりも小さくなる場合の如く、制御信号Ｉａｃｃが図６に示された制御不能域に該当するときには、ステップＳ３１２に進んで信号Ｉａｃｃを最小値Ｉｍｉｎに設定してからステップＳ３１３に進む。
【００３６】
このステップＳ３１３では信号出力部７６にて、容量制御信号Ｉａｃｃを圧縮機６に出力して所望の吸入圧力Ｐｓを得る。そして、ステップＳ３１４に進んでフラグを１にして一連のルーチンを抜ける。このステップＳ３１４のようにフラグを１にすれば、加速中である限りステップＳ３０８からステップＳ３０９には進まない。つまり、その後の制御信号Ｉａｃｃの更新が行われなくなるので、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶの微小変動にも対応可能となる。
【００３７】
以上のように、本発明は、車両の加速中においては、低減させた圧縮機６の駆動用動力を車両の走行用動力に充てる必要があるものの、車両の加速要求には、例えばアクセル踏み込み量ＡＣＣＶの大きさに応じて種々の要求度合が存在する点を鑑みたものである。
そして、本実施例の車両用空調装置によれば、冷房能力選択部７４が、加速要求の大きさＡＣＣと加速開始時点の車室内への吹き出し温度、つまり、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａとに基づいて加速中における冷房能力Ｑａｃｃの程度を選択している。よって、加速中の冷房能力を加速開始時点の冷房能力に比して常に下げることが回避される。この結果、トレードオフの関係にある車両の加速性及び乗員の温熱快適性の真の両立化が達成可能となる。
【００３８】
より詳しくは、上記能力選択部７４は、加速中に要求される冷房能力と加速開始時点に要求された冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑのまま保持している。
つまり、図７に示されるように、まず、加速中において圧縮機６の駆動用動力を低減させない場合（図中、破線で示す）には、上述の如く冷房能力の差が小さい状況下であるにも拘らず、車速ＶＳＰの上昇とともにエンジン回転数Ｎｅが上昇すると、圧縮機動力が著しく上昇し、車両の加速性能が大きく損なわれてしまう。
【００３９】
また、加速中には圧縮機６の駆動用動力の低減分を車両の走行用動力に充てる場合（図中、点線で示す）には、圧縮機動力の上昇は抑制されるものの、圧縮機６が駆動されないので、上述の如く冷房能力の差が小さい状況下であったにも拘らず、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓが著しく上昇して乗員の温熱快適性が大きく損なわれてしまうのである。これは、圧縮機６の駆動用動力が常に低減される限り発生する。
【００４０】
しかしながら、本実施例の加速時制御の場合（図中、実線で示す）には、上述の如く冷房能力の差が小さい点を考慮して冷房能力の保持が選択され、加速開始前と加速中との冷房能力が一定となるように制御されているので、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓの大きさがそのまま維持されており、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００４１】
しかも、加速前の目標値Ｐｓ´から求めた基本容量制御信号Ｉ０のみが出力されていることから、仮にエンジン回転数Ｎｅが上昇しても、圧縮機６の駆動用動力が低い値にて略一定になる。よって、車両の加速性も満たされる結果、車両用空調装置の信頼性向上に寄与する。
また、図８に示されるように、能力選択部７４が冷房能力の保持を選択した場合（図中、実線で示す）の他、この能力選択部７４は、加速中に要求される冷房能力と加速開始時点に要求された冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性又は乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、加速開始時点の冷房能力Ｑに変化量を加えて加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を求めている。
【００４２】
具体的には、各冷房能力の差が乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きく、能力選択部７４が加速中の冷房能力を現在の値に対して上昇させる旨を選択した場合（図中、一点鎖線で示す）には、信号出力部７６が基本容量制御信号Ｉ０に正側の変化量（＋α）を加えた信号を生成しており、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓの大きさよりも低くなり、車室内への吹き出し温度がより一層下げられる。
【００４３】
また、各冷房能力の差が車両の加速性に影響を与える程に大きく、能力選択部７４が加速中の冷房能力を現在の値に対して下降させる旨を選択した場合（図中、二点鎖線で示す）には、信号出力部７６が基本容量制御信号Ｉ０に負側の変化量（−β）を加えた信号を生成しており、圧縮機トルクの大きさが著しく小さくなり、車両の加速性がより一層向上する。
【００４４】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、冷房能力決定部７０では、上記各冷房能力の差に応じて正側から負側にまで至る変化量を設定しているが、当該変化量に代えて、加速中における蒸発器の目標温度から加速中における冷房能力の程度を直接に求めても良い。或いは、加速中における圧縮機の目標圧力から加速中における冷房能力の程度を直接に求めても良い。この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００４５】
また、図９に示される如く、加速要求度合ＡＣＣと、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の温度Ｔｅｖａとから加速中における圧縮機の目標圧力（本実施例の圧縮機６においては、加速時目標Ｐｓ）をそれぞれ求めておき（同図（ａ）、（ｂ））、これらのうち大きな加速時目標Ｐｓを加速中の目標値として用いても良い。更に、図１０に示される如く、加速要求度合ＡＣＣと、温度Ｔｅｖａとから加速中における蒸発器の目標温度（加速時目標Ｔｅｖａ）をそれぞれ求めておき（同図（ａ）、（ｂ））、これらのうち大きな加速時目標Ｔｅｖａを加速中の目標値として用いても良い。なお、図９，１０に示された設定値ａ，ｂ，ｃは上記実施例と同旨のものである。
【００４６】
更に、上記実施例ではフラグを設定し、最初に加速状態が判定された時点での加速要求度合ＡＣＣから加速中の冷房能力Ｑａｃｃを決定しているが、このフラグを用いなくても良い。つまり、最初の加速状態の判定後に加速要求度合ＡＣＣが変化した場合には、この変化後の加速要求度合ＡＣＣから加速中の冷房能力を新たに決定し、加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを新たに決定しても良い。
【００４７】
更にまた、エバ温度センサ３０は、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａに代えて蒸発器１４の出口側の表面温度を直接に検出しても良く、更に、加速要求度合ＡＣＣもまた、アクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔを用いずに、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶをそのまま用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の概略図である。
【図２】図１のエアコンＥＣＵの制御ブロック図である。
【図３】図１のエアコンＥＣＵの制御フローチャートである。
【図４】図１のエアコンＥＣＵによる加速判定を説明する図である。
【図５】図１のエアコンＥＣＵによる加速時の冷房能力の選択を説明する図である。
【図６】図１のエアコンＥＣＵによる圧縮機の容量制御信号を説明する図である。
【図７】図１の車両用空調装置による作用効果を説明する図である。
【図８】図１の車両用空調装置による作用効果を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例による加速時の冷房能力の決定を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施例による加速時の冷房能力の決定を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
４ 冷凍回路
６ 圧縮機
８ 凝縮器
１２ 膨張弁（膨張機構）
１４ 蒸発器
６０ エアコンＥＣＵ（電子コントロールユニット）
６４ 蒸発器温度検出部（蒸発器温度検出手段）
６８ 加速要求度合検出部（要求度合検出手段）
７４ 冷房能力選択部（冷房能力選択手段）
７６ 容量制御信号出力部（容量制御信号出力手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に係り、詳しくは、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機を含む冷凍回路に好適な車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の空調装置に介挿された圧縮機では、吐出容量の変更によって冷凍回路の冷房能力の大きさが変更され得る。具体的には、夏季等の如く高い熱負荷条件下では、圧縮機を最大容量にて駆動して車室内への吹き出し温度を下げ、乗員の温熱快適性の良好化を図る。しかし、仮に車両の加速中にも圧縮機の最大容量駆動を実施すると、エンジン回転数の上昇に伴って圧縮機の駆動用動力が著しく上昇し、車両の加速性能が大きく損なわれてしまう。そのため、車両の加速要求を検出した場合には圧縮機の駆動用動力を低減させ、この低減分を車両の走行用動力に充てる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５７−１７５４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の技術の如く圧縮機の駆動用動力の低減分を単に車両の走行用動力に充てると、乗員の温熱快適性が損なわれてしまうとの問題がある。冷房能力が低下して車室内への吹き出し温度が上昇するからである。そこで、一例として車両の加速中には、車室内への吹き出し温度を良好な範囲内に抑えつつ、圧縮機の駆動用動力を常に低減させることも考えられる。
【０００４】
しかしながら、車両の加速要求には、乗員によるアクセル踏み込み量の大きさに応じて種々の要求度合が存在する点に留意しなければならない。例えば、加速開始時点における車室内への吹き出し温度が既に良好である場合にも拘わらず、車両の加速要求の検出に応じて圧縮機の駆動用動力を常に低減させると、車室内への吹き出し温度が上昇傾向になり、乗員の温熱快適性がやはり損なわれるからである。このように、トレードオフの関係にある車両の加速性と乗員の温熱快適性との真の両立化を図るためには、加速要求の度合と加速開始時点における吹き出し温度との関係を考慮する必要があるが、上記従来の技術ではこの点については格別の配慮がなされていない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、車両の加速性及び乗員の温熱快適性の真の両立化を図る車両用空調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】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の車両用空調装置は、冷媒が冷凍回路の循環経路内を循環する車両用空調装置であって、循環経路には冷媒の流れ方向でみて、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が順次介挿されており、車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段と、車両の加速開始時点における蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、車両の加速要求度合と蒸発器の温度とに基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段と、選択された冷房能力の程度に基づいて外部信号を圧縮機に出力する容量制御信号出力手段とを具備することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力の大きさと加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力のまま保持することを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力の大きさと加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性或いは乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて求めることを特徴としている。
【０００８】
更にまた、請求項４記載の発明では、変化量は、蒸発器の温度が高くなるに連れて加速中の冷房能力の程度が上昇する値に設定されることを特徴としている。
また、請求項５記載の発明では、変化量は、加速要求度合が大きくなるに連れて加速中の冷房能力の程度が下降する値に設定されることを特徴としている。
更に、請求項６記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速要求度合及び蒸発器の温度に基づいて加速中における蒸発器の目標温度を求め、目標温度に基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴としている。
【０００９】
更にまた、請求項７記載の発明では、冷房能力選択手段は、加速要求度合及び蒸発器の温度に基づいて加速中における圧縮機の目標圧力を求め、目標圧力に基づいて車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、車両の加速中においては、低減させた圧縮機の駆動用動力を車両の走行用動力に充てる必要があるものの、車両の加速要求には、例えば乗員によるアクセル踏み込み量の大きさに応じて種々の要求度合が存在する点を鑑みたものである。
そして、請求項１記載の本発明の車両用空調装置によれば、冷房能力選択手段が、車両の加速要求の大きさと加速開始時点における車室内への吹き出し温度とに基づいて加速中における冷凍回路の冷房能力の程度を選択している。よって、加速中の冷房能力を加速開始時点の冷房能力に比して常に下げることが回避され得る結果、車両の加速性と乗員の温熱快適性との真の両立化が達成可能となる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明によれば、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力の程度を加速開始時点の冷房能力のまま保持している。よって、加速開始時点における車室内への吹き出し温度が既に良好である場合には圧縮機の駆動用動力が低減されず、この吹き出し温度はそのまま維持されるので、車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保され、車両用空調装置の信頼性向上に寄与する。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明によれば、冷房能力選択手段は、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさを比較し、これらの差が車両の加速性或いは乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて加速中の冷房能力の程度が求められている。よって、この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００１３】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさの差が乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度は加速開始時点の冷房能力に正側の変化量を加えて求められることから、乗員の温熱快適性がより一層向上する。
また、請求項５記載の発明によれば、加速開始時点の冷房能力と加速中に要求される冷房能力との大きさの差が車両の加速性に影響を与える程に大きな場合には、加速中の冷房能力の程度は加速開始時点の冷房能力に負側の変化量を加えて求められるので、車両の加速性がより一層向上する。
【００１４】
更に、請求項６，７記載の発明によれば、加速中における冷房能力の程度が、加速中における蒸発器の目標温度、若しくは加速中における圧縮機の目標圧力から直接に求められており、この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は車両の前部分を概略的に示し、この部分にエンジンルーム２が設けられている。当該車両は空調装置を備え、この装置は冷凍回路４を有している。この回路４は冷媒の循環経路を有しており、車室内の温度を所望の設定温度に調整する。
具体的には、当該経路には、上流側からコンプレッサ（圧縮機）６、コンデンサ（凝縮器）８、レシーバ（受液器）１０、膨張弁（膨張機構）１２及びエバポレータ（蒸発器）１４が順次介挿されている。これら圧縮機６、凝縮器８、受液器１０及び膨張弁１２はエンジンルーム２内に配置され、蒸発器１４はエンジンルーム２の後方に設けられた通風ダクト１６内に配置されている。
【００１６】
上記圧縮機６は可変容量式の圧縮機であり、本実施例ではエンジンからの動力を受けて作動される。また、本実施例の圧縮機６の一端には電磁クラッチ７が配設されており、クラッチ７は空調装置のオン信号に応じてエンジンの動力を受け、圧縮機６を駆動させる。
一方、上記通風ダクト１６内には、蒸発器１４の上流側に送風機１８が配置され、送風機１８はモータ１９によって駆動される。また、蒸発器１４の下流側にはウォータバルブ２３を有するヒータユニット２２が配置されており、ヒータユニット２２を通過する空気量とこのユニット２２をバイパスする空気量とはエアミックスダンパ２１で調整される。
【００１７】
上述した圧縮機６の駆動に伴い、圧縮機６は蒸発器１４から吸入した乾き蒸気の冷媒を圧縮し、高温高圧ガス状態の冷媒を凝縮器８に供給する。この冷媒は凝縮器８内で冷却され、液体状態の冷媒が等圧のまま受液器１０に向かう。次いで、この冷媒は受液器１０内にて一時的に貯留され、高圧液体状態の冷媒が膨張弁１２に供給される。そして、この冷媒は膨張弁１２内で絞り膨張され、湿り蒸気、つまり、低温低圧の気液混合状態の冷媒として蒸発器１４内に噴出される。
【００１８】
続いて、この冷媒は蒸発器１４内にて気化され、この際の気化熱により蒸発器１４の周囲の空気、より詳しくは、内気或いは外気の吸入口２４から通風ダクト１６内に導入され、送風機１８を介して蒸発器１４に向けて送られた空気が冷却される。この冷却された空気はＤＥＦ側、ＶＥＮＴ側、ＦＯＯＴ側の各吹き出し口２６，２７，２８を介して車室内に送り込まれ、車室内の冷房が行われる。なお、蒸発器１４内における低温低圧ガス状態の冷媒は圧縮機６に戻り、この後、圧縮機６により再度圧縮され、上述した如く循環する。
【００１９】
ここで、本実施例の車室内には、エンジンＥＣＵ５０の他、エアコンＥＣＵ（電子コントロールユニット）６０が設置されており、これら各ＥＣＵ５０，６０は図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。
まず、エンジンＥＣＵ５０の入力側には、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転速度センサ３８、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ４０、乗員によるアクセル踏み込み量ＡＣＣＶを検出するアクセル開度センサ４２、及び車速ＶＳＰを検出する車速センサ４４等の各種センサ類が電気的に接続されている。これらの車両信号はＣＡＮ通信によってエンジンＥＣＵ５０からエアコンＥＣＵ６０に伝達される。
【００２０】
次に、エアコンＥＣＵ６０の入力側には、蒸発器１４の温度、より具体的には、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａを検出するエバ温度センサ３０、外気温度Ｔａｍｂを検出する温度センサ３２、車室内の空気温度Ｔｒを検出する温度センサ３４、及び日射量Ｓｕｎを検出する日射センサ３６等の各種センサ類が電気的に接続されている。これに対し、エアコンＥＣＵ６０の出力側には圧縮機６のクラッチ７やブロワアンプ２０が電気的に接続されている。
【００２１】
ところで、本実施例のエアコンＥＣＵ６０では、車両の加速中における冷凍回路４の冷房能力の程度を選択し、目標の吸入圧力Ｐｓを得るべく所望の容量制御信号Ｉを圧縮機６に向けて出力して圧縮機６の吐出容量を変更している。
より詳しくは、図２に示されるように、エアコンＥＣＵ６０は通常時制御部６２を備えており、この制御部６２では、上記記憶装置に記憶されている車室内の空気温度の目標値Ｔｒｓｅｔ、車室内の空気温度Ｔｒ、外気温度Ｔａｍｂ及び日射量Ｓｕｎに基づいて蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔを得ており、当該目標値Ｔｅｓｅｔを容量制御信号出力部（容量制御信号出力手段）７６に出力する。なお、上記記憶装置には、上記目標値Ｔｒｓｅｔの他、ブロワ設定値ＢＬＶ、内外気設定値Ｉｎｔａｋｅ、及び吹き出し口モード設定値Ｍｏｄｅの如くのパネル設定値も記憶されている。
【００２２】
一方、エアコンＥＣＵ６０は蒸発器温度検出部（蒸発器温度検出手段）６４を備え、この温度検出部６４では、エバ温度センサ３０からの信号に基づいて車両の加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａを検出し、加速時冷房能力決定部７０、つまり、目標Ｐｓ推定部７２と冷房能力選択部（冷房能力選択手段）７４とにそれぞれ出力している。
【００２３】
このＰｓ推定部７２では、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａから圧縮機６の吸入圧力の目標値Ｐｓ´を推定し、信号出力部７６に出力する。なお、この目標値Ｐｓ´は、上記空気温度Ｔｅｖａの他、外気温度Ｔａｍｂ、圧縮機６の回転数、エンジン回転数Ｎｅやエンジン冷却水温Ｔｗ等の各種のパラメータを追加し、その推定精度を高めても良い。更に、この推定される目標値Ｐｓ´に代えて圧縮機６に設置された吸入圧力センサを用いて実測しても良い。
【００２４】
次に、車速ＶＳＰは閾値設定部６６に入力されており、加速判定用のアクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔが求められる。そして、この閾値ＡＣＣｓｅｔ及びアクセル踏み込み量ＡＣＣＶは加速要求度合検出部（要求度合検出手段）６８に入力され、この度合検出部６８では車両の加速要求度合ＡＣＣを求め、能力選択部７４に出力する。なお、乗員による加速要求は、踏み込み量ＡＣＣＶの他、例えばエンジン吸気通路に配置されたスロットル弁の開度の如く、この踏み込み量ＡＣＣＶと相関関係にある物理量を用いても良い。
【００２５】
続いて、上記能力選択部７４では、まず、加速要求度合ＡＣＣ及び加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａに基づいて車両の加速中における冷凍回路４の冷房能力Ｑａｃｃが算出される。そして、この能力選択部７４では、冷房能力Ｑａｃｃの大きさと加速開始時点における冷房能力Ｑの大きさとを比較し、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えるか否かに応じて冷房能力の程度、すなわち、冷房能力の保持、上昇、又は下降のいずれかを選択し、容量制御信号出力部７６に出力する。
【００２６】
この信号出力部７６では、加速時を除いた通常時の場合には蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔから容量制御信号Ｉｔｅｖａを生成し、この制御信号Ｉｔｅｖａを蒸発器１４の温度制御信号として圧縮機６に出力する。これに対し、加速中の場合には加速開始時点の空気温度Ｔｅｖａから求めた吸入圧力の目標値Ｐｓ´による基本容量制御信号Ｉ０と能力選択部７４にて選択された冷房能力の程度とに基づいて加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを生成し、この制御信号Ｉａｃｃを圧縮機６に出力している。
【００２７】
図３を参照すると、エアコンＥＣＵ６０の制御フローチャートが示されている。以下、上記の如く構成された車両用空調装置の本発明に係る作用について説明する。
同図のステップＳ３０１では、上述した各種のセンサ信号や上記記憶装置に記憶された各種のパネル設定値が読み込まれる。そして、ステップＳ３０２では通常時制御部６２にて、蒸発器１４の出口側の空気温度の目標値Ｔｅｓｅｔ（＝ｆ（Ｔｒｓｅｔ，Ｔｒ，Ｔａｍｂ，Ｓｕｎ））が算出され、更に、通常時の容量制御信号Ｉｔｅｖａ（＝ｆ（Ｔｅｓｅｔ））が算出される。
【００２８】
次に、ステップＳ３０３では閾値設定部６６にて、加速判定用のアクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔを求める。詳しくは、図４（ａ）に示されるように、一定の車速ＶＳＰで走行する場合のアクセル開度は車速ＶＳＰが大きいほど増加するので、この車速ＶＳＰが大きくなるに連れて閾値ＡＣＣｓｅｔを大きく設定しており、この車速ＶＳＰから閾値ＡＣＣｓｅｔを求めてステップＳ３０４に進む。そして、度合検出部６８にて車両の加速要求度合ＡＣＣ（＝ＡＣＣＶ−ＡＣＣｓｅｔ）を求め、ステップＳ３０５に進む。
【００２９】
このステップＳ３０５では度合検出部６８にて、車両が加速中であるか否かを判別する。具体的には、図４（ｂ）に示されるように、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶが閾値ＡＣＣｓｅｔを超える直前（加速判定値が０から１に切り換わる直前）或いは超えた直後（この判定値が０から１に切り換わった直後）である場合、すなわち、ＹＥＳの場合には加速開始時と判定され、ステップＳ３０８に進む。なお、同図（ｂ）では、閾値ＡＣＣｓｅｔに対して適当なディファレンシャルｄを持たせており、判定値１による加速時制御のオンと判定値０による加速時制御のオフとの頻繁な切り換えが避けられている。
【００３０】
一方、この判定値が未だ０である場合にはステップＳ３０６に進み、通常時制御部６２にて通常時の容量制御信号Ｉｔｅｖａを蒸発器１４の温度制御信号として圧縮機６に出力する。そして、ステップＳ３０７に進み、フラグを０にして一連のルーチンを抜ける。
これに対し、加速中であると判定されてステップＳ３０８に進んだ場合には、フラグが未だ０である、つまり、通常時から加速時に初めて切り換わる時点であることを条件としてステップＳ３０９に進む。なお、フラグが既に０ではない場合には一連のルーチンを抜ける。
【００３１】
ステップＳ３０９では能力選択部７４にて、車両の加速中における冷房能力Ｑａｃｃ（＝ｆ（Ｔｅｖａ，ＡＣＣ））を算出する。次いで、この冷房能力Ｑａｃｃの大きさと加速開始時点における冷房能力Ｑの大きさとを比較して冷房能力の程度を選択する。
詳しくは、図５に示されるように、能力選択部７４では、加速中の冷房能力Ｑａｃｃと加速開始時点の冷房能力Ｑとの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与える程に小さな場合、つまり、図中の「保持」で示された範囲内に該当するときには、冷房能力の保持を選択し、冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑのまま保持している。
【００３２】
一方、この冷房能力Ｑａｃｃと加速開始時点における冷房能力Ｑとの差が車両の加速性又は乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、冷房能力の下降又は冷房能力の上昇を選択し、冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑに変化量を加えて求めている。
すなわち、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａが高くなるに連れて加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を上昇させており、図中の「上げる」で示された範囲内に該当するときには冷房能力の上昇を選択する。これに対し、加速要求度合ＡＣＣが大きくなるに連れてこの冷房能力Ｑａｃｃの程度を下降させており、図中の「下げる」で示された範囲内に該当するときには冷房能力の下降を選択する。このように、能力選択部７４では、冷房能力の上昇を選択した場合には加速開始時点の冷房能力Ｑに正側の変化量を加え、冷房能力の下降を選択した場合には、加速開始時点の冷房能力Ｑに負側の変化量を加えて制御信号出力部７６にそれぞれ出力している。
【００３３】
なお、図５において、設定値ａ及びｂは上記目標値Ｔｅｓｅｔの最小値及び最大値をそれぞれ示している。また、加速要求度合ＡＣＣが設定値ｃを超えた場合には空調装置をオフ作動させ、圧縮機６の駆動が解除されている。乗員による加速要求が著しく大きな緊急時であると認識できるからであり、車両の加速性能の向上に寄与する。このオフ作動は、本実施例ではクラッチ７をオフにするが、クラッチを有しない圧縮機の場合には容量制御信号Ｉを０にする。
【００３４】
次に、ステップＳ３１０では信号出力部７６にて、加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを求める。詳しくは、基本容量制御信号Ｉ０（＝ｆ（Ｐｓ´））に対し、冷房能力選択部７４にて選択された冷房能力の程度を加えており、例えば、上述の如く冷房能力の保持が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０のままとし、冷房能力の上昇が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０に正側の変化量（＋α）を加えており、一方、冷房能力の下降が選択された場合には基本容量制御信号Ｉ０に負側の変化量（−β）を加えて制御信号の電流値をそれぞれ求めている。
【００３５】
そして、ステップＳ３１１では信号出力部７６にて、上述の容量制御信号Ｉａｃｃが容量制御信号の最小値Ｉｍｉｎよりも大きいか否かが判別され、制御信号Ｉａｃｃが図６に示された制御域に該当する場合、すなわち、ＹＥＳと判定された場合にはステップＳ３１３に進み、一方、上記Ｉ−βがＩｍｉｎよりも小さくなる場合の如く、制御信号Ｉａｃｃが図６に示された制御不能域に該当するときには、ステップＳ３１２に進んで信号Ｉａｃｃを最小値Ｉｍｉｎに設定してからステップＳ３１３に進む。
【００３６】
このステップＳ３１３では信号出力部７６にて、容量制御信号Ｉａｃｃを圧縮機６に出力して所望の吸入圧力Ｐｓを得る。そして、ステップＳ３１４に進んでフラグを１にして一連のルーチンを抜ける。このステップＳ３１４のようにフラグを１にすれば、加速中である限りステップＳ３０８からステップＳ３０９には進まない。つまり、その後の制御信号Ｉａｃｃの更新が行われなくなるので、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶの微小変動にも対応可能となる。
【００３７】
以上のように、本発明は、車両の加速中においては、低減させた圧縮機６の駆動用動力を車両の走行用動力に充てる必要があるものの、車両の加速要求には、例えばアクセル踏み込み量ＡＣＣＶの大きさに応じて種々の要求度合が存在する点を鑑みたものである。
そして、本実施例の車両用空調装置によれば、冷房能力選択部７４が、加速要求の大きさＡＣＣと加速開始時点の車室内への吹き出し温度、つまり、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａとに基づいて加速中における冷房能力Ｑａｃｃの程度を選択している。よって、加速中の冷房能力を加速開始時点の冷房能力に比して常に下げることが回避される。この結果、トレードオフの関係にある車両の加速性及び乗員の温熱快適性の真の両立化が達成可能となる。
【００３８】
より詳しくは、上記能力選択部７４は、加速中に要求される冷房能力と加速開始時点に要求された冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を加速開始時点の冷房能力Ｑのまま保持している。
つまり、図７に示されるように、まず、加速中において圧縮機６の駆動用動力を低減させない場合（図中、破線で示す）には、上述の如く冷房能力の差が小さい状況下であるにも拘らず、車速ＶＳＰの上昇とともにエンジン回転数Ｎｅが上昇すると、圧縮機動力が著しく上昇し、車両の加速性能が大きく損なわれてしまう。
【００３９】
また、加速中には圧縮機６の駆動用動力の低減分を車両の走行用動力に充てる場合（図中、点線で示す）には、圧縮機動力の上昇は抑制されるものの、圧縮機６が駆動されないので、上述の如く冷房能力の差が小さい状況下であったにも拘らず、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓが著しく上昇して乗員の温熱快適性が大きく損なわれてしまうのである。これは、圧縮機６の駆動用動力が常に低減される限り発生する。
【００４０】
しかしながら、本実施例の加速時制御の場合（図中、実線で示す）には、上述の如く冷房能力の差が小さい点を考慮して冷房能力の保持が選択され、加速開始前と加速中との冷房能力が一定となるように制御されているので、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓの大きさがそのまま維持されており、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００４１】
しかも、加速前の目標値Ｐｓ´から求めた基本容量制御信号Ｉ０のみが出力されていることから、仮にエンジン回転数Ｎｅが上昇しても、圧縮機６の駆動用動力が低い値にて略一定になる。よって、車両の加速性も満たされる結果、車両用空調装置の信頼性向上に寄与する。
また、図８に示されるように、能力選択部７４が冷房能力の保持を選択した場合（図中、実線で示す）の他、この能力選択部７４は、加速中に要求される冷房能力と加速開始時点に要求された冷房能力との大きさを比較しており、これらの差が車両の加速性又は乗員の温熱快適性のいずれかに影響を与える程に大きな場合には、加速開始時点の冷房能力Ｑに変化量を加えて加速中の冷房能力Ｑａｃｃの程度を求めている。
【００４２】
具体的には、各冷房能力の差が乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きく、能力選択部７４が加速中の冷房能力を現在の値に対して上昇させる旨を選択した場合（図中、一点鎖線で示す）には、信号出力部７６が基本容量制御信号Ｉ０に正側の変化量（＋α）を加えた信号を生成しており、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａ及び吸入圧力Ｐｓの大きさよりも低くなり、車室内への吹き出し温度がより一層下げられる。
【００４３】
また、各冷房能力の差が車両の加速性に影響を与える程に大きく、能力選択部７４が加速中の冷房能力を現在の値に対して下降させる旨を選択した場合（図中、二点鎖線で示す）には、信号出力部７６が基本容量制御信号Ｉ０に負側の変化量（−β）を加えた信号を生成しており、圧縮機トルクの大きさが著しく小さくなり、車両の加速性がより一層向上する。
【００４４】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、冷房能力決定部７０では、上記各冷房能力の差に応じて正側から負側にまで至る変化量を設定しているが、当該変化量に代えて、加速中における蒸発器の目標温度から加速中における冷房能力の程度を直接に求めても良い。或いは、加速中における圧縮機の目標圧力から加速中における冷房能力の程度を直接に求めても良い。この場合にも車両の加速性を満たしつつ、加速中であっても乗員の温熱快適性も確保される。
【００４５】
また、図９に示される如く、加速要求度合ＡＣＣと、加速開始時点における蒸発器１４の出口側の温度Ｔｅｖａとから加速中における圧縮機の目標圧力（本実施例の圧縮機６においては、加速時目標Ｐｓ）をそれぞれ求めておき（同図（ａ）、（ｂ））、これらのうち大きな加速時目標Ｐｓを加速中の目標値として用いても良い。更に、図１０に示される如く、加速要求度合ＡＣＣと、温度Ｔｅｖａとから加速中における蒸発器の目標温度（加速時目標Ｔｅｖａ）をそれぞれ求めておき（同図（ａ）、（ｂ））、これらのうち大きな加速時目標Ｔｅｖａを加速中の目標値として用いても良い。なお、図９，１０に示された設定値ａ，ｂ，ｃは上記実施例と同旨のものである。
【００４６】
更に、上記実施例ではフラグを設定し、最初に加速状態が判定された時点での加速要求度合ＡＣＣから加速中の冷房能力Ｑａｃｃを決定しているが、このフラグを用いなくても良い。つまり、最初の加速状態の判定後に加速要求度合ＡＣＣが変化した場合には、この変化後の加速要求度合ＡＣＣから加速中の冷房能力を新たに決定し、加速中の容量制御信号Ｉａｃｃを新たに決定しても良い。
【００４７】
更にまた、エバ温度センサ３０は、蒸発器１４の出口側の空気温度Ｔｅｖａに代えて蒸発器１４の出口側の表面温度を直接に検出しても良く、更に、加速要求度合ＡＣＣもまた、アクセル開度の閾値ＡＣＣｓｅｔを用いずに、アクセル踏み込み量ＡＣＣＶをそのまま用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の概略図である。
【図２】図１のエアコンＥＣＵの制御ブロック図である。
【図３】図１のエアコンＥＣＵの制御フローチャートである。
【図４】図１のエアコンＥＣＵによる加速判定を説明する図である。
【図５】図１のエアコンＥＣＵによる加速時の冷房能力の選択を説明する図である。
【図６】図１のエアコンＥＣＵによる圧縮機の容量制御信号を説明する図である。
【図７】図１の車両用空調装置による作用効果を説明する図である。
【図８】図１の車両用空調装置による作用効果を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例による加速時の冷房能力の決定を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施例による加速時の冷房能力の決定を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
４ 冷凍回路
６ 圧縮機
８ 凝縮器
１２ 膨張弁（膨張機構）
１４ 蒸発器
６０ エアコンＥＣＵ（電子コントロールユニット）
６４ 蒸発器温度検出部（蒸発器温度検出手段）
６８ 加速要求度合検出部（要求度合検出手段）
７４ 冷房能力選択部（冷房能力選択手段）
７６ 容量制御信号出力部（容量制御信号出力手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が冷凍回路の循環経路内を循環する車両用空調装置であって、
前記循環経路には前記冷媒の流れ方向でみて、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が順次介挿されており、
車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段と、
前記車両の加速開始時点における前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
前記車両の加速要求度合と前記蒸発器の温度とに基づいて該車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段と、
該選択された冷房能力の程度に基づいて前記外部信号を前記圧縮機に出力する容量制御信号出力手段と
を具備することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記冷房能力選択手段は、前記加速開始時点の冷房能力の大きさと前記加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が前記車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、前記加速中の冷房能力の程度を前記加速開始時点の冷房能力のまま保持することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記冷房能力選択手段は、前記加速開始時点の冷房能力の大きさと前記加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が前記車両の加速性或いは乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、前記加速中の冷房能力の程度を前記加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記変化量は、前記蒸発器の温度が高くなるに連れて前記加速中の冷房能力の程度が上昇する値に設定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記変化量は、前記加速要求度合が大きくなるに連れて前記加速中の冷房能力の程度が下降する値に設定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記冷房能力選択手段は、前記加速要求度合及び前記蒸発器の温度に基づいて加速中における蒸発器の目標温度を求め、該目標温度に基づいて前記車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記冷房能力選択手段は、前記加速要求度合及び前記蒸発器の温度に基づいて加速中における圧縮機の目標圧力を求め、該目標圧力に基づいて前記車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項１】
冷媒が冷凍回路の循環経路内を循環する車両用空調装置であって、
前記循環経路には前記冷媒の流れ方向でみて、外部信号に応じて吐出容量を変更可能な圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器が順次介挿されており、
車両の加速要求度合を検出する要求度合検出手段と、
前記車両の加速開始時点における前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
前記車両の加速要求度合と前記蒸発器の温度とに基づいて該車両の加速中における冷房能力の程度を選択する冷房能力選択手段と、
該選択された冷房能力の程度に基づいて前記外部信号を前記圧縮機に出力する容量制御信号出力手段と
を具備することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記冷房能力選択手段は、前記加速開始時点の冷房能力の大きさと前記加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が前記車両の加速性及び乗員の温熱快適性に影響を与えない程に小さな場合には、前記加速中の冷房能力の程度を前記加速開始時点の冷房能力のまま保持することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記冷房能力選択手段は、前記加速開始時点の冷房能力の大きさと前記加速中に要求される冷房能力の大きさとを比較し、これらの差が前記車両の加速性或いは乗員の温熱快適性に影響を与える程に大きな場合には、前記加速中の冷房能力の程度を前記加速開始時点の冷房能力に変化量を加えて求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記変化量は、前記蒸発器の温度が高くなるに連れて前記加速中の冷房能力の程度が上昇する値に設定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記変化量は、前記加速要求度合が大きくなるに連れて前記加速中の冷房能力の程度が下降する値に設定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記冷房能力選択手段は、前記加速要求度合及び前記蒸発器の温度に基づいて加速中における蒸発器の目標温度を求め、該目標温度に基づいて前記車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記冷房能力選択手段は、前記加速要求度合及び前記蒸発器の温度に基づいて加速中における圧縮機の目標圧力を求め、該目標圧力に基づいて前記車両の加速中における冷房能力の程度を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−６２７９０（Ｐ２００８−６２７９０Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２６９６（Ｐ２００６−２４２６９６）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]