JP2010058660A

JP2010058660A - 車両用空気調和装置

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Publication number: JP2010058660A
Application number: JP2008226315A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Nakamura; 康次郎中村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-03-18

Abstract

【課題】蒸発器を通過する送風量が変化した場合に、蒸発器を通過した空気温度の急激な温度変化を抑制でき、しかも、その後はシステム状態に応じた比例積分制御に移行し、蒸発器を通過した空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行える。
【解決手段】蒸発器後空気温度検知センサの検知した蒸発器後空気温度とその目標温度の偏差に基づく比例項と、目標温度に対する蒸発器後空気温度の残留偏差の時間累積による積分項とを有する演算式により外部制御信号を可変して圧縮機の冷媒吐出量を可変させる車両用空気調和装置であって、蒸発器を通過する送風量の増減に応じて積分項に風量補正量を加減算する。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部制御信号により冷媒吐出量を可変できる圧縮機を冷凍サイクル内に有し、圧縮機の冷媒吐出量を可変することにより蒸発器を通過した空気温度、ひいては、車室内への吹出空気温度を制御する車両用空気調和装置に関する。

この種の従来の車両用空気調和装置としては、蒸発器を通過した空気温度とその目標温度を一致させるように圧縮機の冷媒吐出量をフィードバック制御するものが種々提案されている。このフィードバック制御方式としては、蒸発器を通過した空気温度（以下、蒸発器後空気温度という。）とその目標温度の偏差に基づく比例項と、目標温度に対する蒸発器後空気温度の残留偏差の時間積分による積分項とからなる演算式によるＰＩ制御や、又は、比例項と積分項にさらに残留偏差間の時間微分による微分項とからなる演算式によるＰＩＤ制御が従来より知られている（ＰＩＤ制御に関しては特許文献１参照）。

ＰＩ制御及びＰＩＤ制御では、それぞれの動作を強める（動作定数を大）と、制御の応答性が良くなるが、制御の安定性が悪化する。逆に、それぞれの動作を弱める（動作定数を小）と、安定性が良くなるが、制御の応答性が悪化する。そのため、ＰＩ制御とＰＩＤ制御では応答性と安定性の調和を取るように各動作定数を決定することになる。しかし、このように制御の応答性と安定性の調和の下に動作定数を決定すると、蒸発器への送風量が変化する場合に発生する蒸発器後空気温度の急激な温度変化を抑制できない。

そこで、蒸発器への送風量変化時には、圧縮機への制御出力に対して所定時間だけ切換補償量を加算するものが提案されている（特許文献２参照）。

これによれば、風量変化時における蒸発器後空気温度の急激な温度変化を抑制できる。
特開平５−８５１４２号公報特公平７−６５０３号公報

しかしながら、前記従来例では、蒸発器への送風量変化時より所定時間経過すると、圧縮機への制御出力から切換補償量がなくなる。すると、所定時間後において、仮に蒸発器後空気温度が安定していたとしても変動を来たし、再度ＰＩ制御やＰＩＤ制御での修正が必要になる。従って、蒸発器後空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行えないという問題がある。

そこで、本発明は、蒸発器を通過する送風量が変化した場合に、蒸発器を通過した空気温度の急激な温度変化を抑制でき、しかも、その後はシステム状態に応じた比例積分制御に移行し、蒸発器を通過した空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行える車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、外部制御信号により冷媒吐出量を可変できる圧縮機と、圧縮機より吐出された高温高圧の冷媒を放熱する放熱器と、放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧手段と、減圧手段で減圧された冷媒と車室内に導く送風との間で熱交換して送風を冷却する蒸発器とを有する冷凍サイクルと、蒸発器を通過させ車室内に導く送風を発生する送風機と、蒸発器を通過した空気温度である蒸発器後空気温度を検知する蒸発器後空気温度検知手段とを備え、蒸発器後空気温度検知手段の検知した蒸発器後空気温度とその目標温度の偏差に基づく比例項と、目標温度に対する蒸発器後空気温度の残留偏差の時間累積による積分項とを少なくとも有する演算式により前記外部制御信号を可変して圧縮機の冷媒吐出量を可変させる車両用空気調和装置であって、蒸発器を通過する送風量の増減に応じて積分項に風量補正量を加減算することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の車両用空気調和装置であって、蒸発器を通過する送風量の増減量にしきい値を設定して風量補正量による補正を行うか否かを決定したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の車両用空気調和装置であって、積分項に加減算する風量補正量は、蒸発器を通過する送風量の変化量の大きさに応じて可変させたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、積分項に加減算する風量補正量は、蒸発器を通過前の空気温度が大きければ大きいほど大きな量に設定したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、蒸発器を通過する送風量が減少方向に変化している場合には、蒸発器後空気温度とその目標温度との偏差にしきい値を設定し、偏差がしきい値より大きい場合には風量補正量の減算を行わず、偏差がしきい値より小さい場合には、風量補正量の減算を行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、蒸発器を通過した空気温度とその目標温度の偏差に基づく比例項と残留偏差の時間累積による積分項とを有する演算式による外部制御信号によって圧縮機の冷媒吐出量を可変させるため、蒸発器を通過した空気温度をその目標温度に一致させる制御が可能である。そして、蒸発器を通過する送風量が変化すると、その送風量の増減に応じて演算式の積分項に対し風量補正量を加減算するため、蒸発器を通過した空気温度の急激な温度変化を抑制できる。その後はシステム状態に応じた比例積分制御等に移行、換言すれば風量補正量が積分項として吸収された比例積分制御等に移行し、蒸発器を通過した空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行える。以上より、通常安定性を損なわずに、風量変化に対して応答性を早くできる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、比例積分制御等で対応できない風量変化に対してのみ積分項に風量補正量を加減算することにより制御の安定性の向上を図ることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、風量変化に応じた補正が行えるため、制御の応答性と安定性を両立させることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、風量変化に温度負荷を加味した補正を行うことができるため、応答性と安定性を両立させることができる。又、冷房負荷が低い場合には、補正をキャンセルするため、余計な作動を防止できる。

請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、蒸発器後空気温度が冷えていない場合は、凍結の恐れがないことから補正をキャンセルし、これにより冷え遅れ等を回避できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示し、図１は車両用空気調和装置の概略構成図、図２は圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャート、図３は風量変化時の各出力のタイムチャートである。

図１に示すように、車両用空気調和装置Ａは、冷凍サイクル１を有する。この冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、この圧縮機２から吐出された高温高圧冷媒を放熱する放熱器３と、この放熱器３を通過した冷媒を減圧する減圧手段４と、この減圧手段４で減圧された冷媒を蒸発させて車室内に導く空気を冷却する蒸発器５と、この蒸発器５の下流に接続され、冷媒を気液分離してガス冷媒のみを圧縮機２に送出するアキュームレータ６とを備え、これらが各配管７ａ〜７ｅで接続されている。

圧縮機２は、車両エンジン８から駆動力を受け、エクスターナルコントロールバルブ（ＥＣＶ）９によって冷媒吐出量を可変できるよう構成されている。エクスターナルコントロールバルブ９は制御部２０からの外部制御信号によって圧縮機２の冷媒吐出量を可変する。

蒸発器５は、車室内に導く送風の送風路１０内に配置されている。この送風路１０の蒸発器５より上流には、送風機１１が配置されている。この送風機１１の風量は、制御部２０からの制御電圧（４Ｖ〜１２Ｖ）によって可変される。又、送風路１０の最上流には、外気導入口（図示せず）と内気導入口（図示せず）が開口され、送風路１０の最下流には車室内への吹き出し口（図示せず）が開口されている。送風機１１の吸引力によって外気や内気が送風路１０に吸引され、吸引された送風は蒸発器５等を通過した後に吹出口を経て車室内に吹き出される。

又、送風路１０の蒸発器５の直ぐ下流には、蒸発器後空気温度検知手段である蒸発器後空気温度検知センサＳ１が配置されている。蒸発器後空気温度検知センサＳ１は、蒸発器５を通過した空気温度（以下、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔという。）を検知する。この検知出力は、制御部２０に出力される。

制御部２０は、ＥＣＶ調整機能部２０ａと風量調整機能部２０ｂと必要能力判断機能部２０ｃとを有する。ＥＣＶ調整機能部２０ａは、必要能力判断機能部２０ｃからの指令によってエクスターナルコントロールバルブ９を制御する。具体的には、ＥＣＶ調整機能部２０ａは、エクスターナルコントロールバルブ９を出力デュティ比によって制御する。エクスターナルコントロールバルブ９は、出力デュティ比に比例させて圧縮機２の冷媒吐出量を制御する。つまり、出力デュティ比が大きければ大きいほど冷媒吐出量を多くし、出力デュティ比が小さければ小さいほど冷媒吐出量を少なくするよう圧縮機２を制御する。

風量調整機能部２０ｂは、必要能力判断機能部２０ｃからの指令によって送風機１１を制御する。具体的には、送風機１１に出力する電圧（４Ｖ〜１２Ｖ）によって制御する。必要能力判断機能部２０ｃには、蒸発器後空気温度検知センサＳ１の他に外気温度検知センサＳ２、車室内温度検知センサＳ３、日射センサＳ４等のセンサ出力が入力されると共に、蒸発器５を通過した空気温度の目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ、送風機１１の風量設定等の各種データが入力されている。目標温度と風量設定は、それぞれユーザの操作によって行われる場合と、環境変化によって自動的に行われる場合がある。そして、必要能力判断機能部２０ｃは、図２のフローチャートに基づき圧縮機２の冷媒吐出量をＥＣＶ調整機能部２０ａを介して制御する。

ここで、必要能力判断機能部２０ｃは、蒸発器５を通過した空気温度（以下、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔという）とその目標温度Ｔｔａｒｇｅｔの偏差に基づいて圧縮機２の冷媒吐出量を、基本的に比例積分演算方式によってフィードバック制御（ＰＩ制御）する。詳細には、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔとその目標温度Ｔｔａｒｇｅｔの偏差ｅ（ｔ）に基づく比例項（Ｋｐ×ｅ（ｔ））と、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに対する蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔの残留偏差の時間累積による積分項（Ｅ（ｔ）＝Ｋｉ×ｅ（ｔ）＋Ｅ（ｔ−Δｔ））とからなる演算式を基本とし、積分項Ｅ（ｔ）に風量変化補正項Ｆ（ｔ）を加減算する。ここで、ｅ（ｔ）、Ｅ（ｔ）、Ｆ（ｔ）は時間ｔ時の各項の数値を示し、Δｔは演算単位時間を示す。また、Ｋｐは比例項の動作定数、Ｋｉは積分項の動作定数を示す。風量変化補正項Ｆ（ｔ）の内容については、下記の制御動作で詳しく説明する。

次に、圧縮機２の冷媒吐出量の制御動作を説明する。図２において、下記に示すルーチンは、演算単位時間１００ｍｓごとに実施される。以下、説明する。

先ず、圧縮機２が稼動中か否かをチェックする（ステップＳ０）。圧縮機２が稼働中であれば、蒸発器後空気温度検知センサＳ１の現在の蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔを入力し、この蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔと目標温度Ｔｔａｒｇｅｔとの偏差ｅ（ｔ）を算出する（ステップＳ１）。

次に、送風機１１の風量変化があるか否かをチェックする（ステップＳ２）。風量変化があり、それが風量増加であれば（ステップＳ４）、風量変化補正項をＦ（ｔ）＝８％とする（ステップＳ４１）。風量減少であれば（ステップＳ４）、風量変化補正項をＦ（ｔ）＝−８％とする（ステップＳ４２）。ここで、風量変化有りと判断した場合には、変化有りとされた風量値を風量基準値として以後の風量変化をチェックする。これにより、１度の風量変化に対しては１度のみ風量変化補正項による補正がなされる。

又、風量変化がなければ、風量変化補正項をＦ（ｔ）＝０％とする（ステップＳ４３）。尚、風量変化補正項の値は、この第１実施形態ではエクスターナルコントロールバルブ９への出力デュティを±８％変化させる値としているが、風量変化時において蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔの急激な温度変化を極力抑制できる程度の値に適宜決定される。

次に、これら風量変化補正項Ｆ（ｔ）の値に基づき、積分項Ｅ（ｔ）＝Ｋｉ×ｅ（ｔ）＋Ｅ（ｔ−Δｔ）＋Ｆ（ｔ）の演算を行う（ステップＳ５０）。

つまり、送風機１１の風量が変化があった場合には、風量変化補正項Ｆ（ｔ）を加減算して積分項Ｅ（ｔ）を算出する。

次に、積分項Ｅ（ｔ）の演算値に基づき、出力＝Ｋｐ×ｅ（ｔ）＋Ｅ（ｔ）の演算を行う（ステップＳ６０）。このようにして算出した出力に基づきＥＣＶ調整機能部２０ａがエクスターナルコントロールバルブ９に外部制御信号を出力し、圧縮機２の冷媒吐出量が可変される。

つまり、図３に示すように、送風機１１の送風量が減少すると、蒸発器５が送風を過冷却とする傾向になるが、圧縮機２の冷媒吐出量が減少し、ひいては蒸発器５の冷媒流量が減少するため、過冷却となることがない。又、送風機１１の送風量が増加すると、蒸発器５が送風を冷却不足とする傾向になるが、圧縮機２の冷媒吐出量が増加し、ひいては蒸発器５の冷媒流量が増加するため、冷却不足となることがない。このように送風機１１の送風量に変化があった場合に、蒸発器５を通過した空気温度の急激な温度変化を抑制できる。そして、その後システム状態に応じた比例積分制御に移行、換言すれば送風補正量が積分項として吸収された比例積分制御に移行し、蒸発器５を通過した空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行える。

一方、圧縮機２が稼働中でなければ（ステップＳ０）、積分項Ｅ（ｔ）＝０とし（ステップＳ５１）、出力＝０とされる（ステップＳ６１）。

以上説明したように、車両用空気調和装置Ａは、蒸発器後空気温度検知センサＳ１の検知した蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔとその目標温度Ｔｔａｒｇｅｔの偏差ｅ（ｔ）に基づく比例項と、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに対する蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔの残留偏差の時間累積による積分項とを有する演算式により外部制御信号を可変して圧縮機２の冷媒吐出量を可変させるものにあって、蒸発器５を通過する送風量の増減に応じて積分項に風量補正量を加減算するよう構成した。従って、圧縮機２の冷媒吐出量を基本的に比例積分演算によるフィードバック制御によって制御するため、蒸発器５を通過した空気温度をその目標温度に一致させる制御が可能である。そして、蒸発器５を通過する送風量が変化すると、その送風量の増減に応じて演算式の積分項に対し風量補正量を加減算するため、蒸発器５を通過した空気温度の急激な温度変化を抑制できる。その後はシステム状態に応じた比例積分制御に移行、換言すれば風量補正量が積分項として吸収された比例積分制御に移行し、蒸発器５を通過した空気温度をその目標温度に一致させる安定状態への移行がスムーズに行える。以上より、通常安定性を損なわずに、風量変化に対して応答性を早くできる。

（第２実施形態）
図４及び図５は本発明の第２実施形態を示し、図４は圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャート、図５は風量変化時の各出力のタイムチャートである。

この第２実施形態は、前記第１実施形態と比較するに、圧縮機の冷媒吐出量を制御するフローチャートの一部が異なるのみであり、他の構成が同じであるためフローチャートの異なる構成のみを説明する。尚、車両用空気調和装置Ａの概略構成図は第１実施形態と同じであるため、図１を利用する。

図４に示すように、この第２実施形態では、送風機１１の風量変化にしきい値を設けている（ステップＳ３）。そして、風量の変化が３Ｖ／４秒以上であれば風量変化とし、それ未満であれば風量変化なしと判定するステップ（ステップＳ３）が挿入されている。図５に示すように、風量の変化が４秒間に３Ｖ以上でなければ、圧縮機２の冷媒吐出量を変化させない。

この第２実施形態では、蒸発器５を通過する送風量の増減量にしきい値を設定して風量補正量による補正を行うか否かを決定したので、比例積分制御で対応できない風量変化に対してのみ風量補正量を加減算することにより制御の安定性の向上を図ることができる。

尚、しきい値は、この第２実施形態では３Ｖ／４秒としているが、風量変化があった場合に通常の比例積分制御で対応可能な風量補正値であるか否かで適宜決定される。更に詳細には、アンダーシュートによる凍結防止をクラッチを切ることなく行うことができ、又、オーバーシュートによる窓曇り防止や臭い発生防止が可能であるか否かで決定することが好ましい。

（第３実施形態）
図６及び図７は本発明の第３実施形態を示し、図６は圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャート、図７は風量変化時の各出力のタイムチャートである。

この第３実施形態は、前記第２実施形態と比較するに、圧縮機の冷媒吐出量を制御するフローチャートの一部が異なるのみであり、他の構成が同じであるためフローチャートの異なる構成のみを説明する。尚、車両用空気調和装置Ａの概略構成図は第１実施形態と同じであるため、図１を利用する。

つまり、図６に示すように、風量変化補正項Ｆ（ｔ）の演算式が異なる（ステップＳ４４，Ｓ４５）。風量変化量が増加の場合には、風量変化補正項Ｆ（ｔ）＝８＋（│変化量│−３）／２％とし、風量変化量が減少の場合には、風量変化補正項Ｆ（ｔ）＝−８−（│変化量│−３）／２％とする。ここで、変化量は、送風機１１の出力電圧の変化値である。図７に示すように、風量変化の大きさに応じてエクスターナルコントロールバルブ９への出力デュティが変化する。その結果、風量変化に応じて圧縮機２の冷媒吐出量が変化する。

この第３実施形態では、積分項に加減算する補正量は、蒸発器５を通過する送風量の変化量の大きさに応じて可変させたので、風量変化に応じた補正が行えるため、制御の応答性と安定性を両立させることができる。

尚、風量変化に応じた風量補正値は、この第３実施形態では（│変化量│−３）／２％としているが、制御の応答性と安定性の下、適宜決定される。

（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態にかかる、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。

この第４実施形態は、前記第３実施形態と比較するに、圧縮機の冷媒吐出量を制御するフローチャートの一部が異なるのみであり、他の構成が同じであるためフローチャートの異なる構成のみを説明する。尚、車両用空気調和装置Ａの概略構成図は第１実施形態と同じであるため、図１を利用する。

つまり、図８に示すように、風量変化補正項Ｆ（ｔ）の演算後に、蒸発器５を通過前の空気温度（以下、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃという）が１５℃を超えた値か否かをチェックする（ステップＳ９０）。そして、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが１５℃を超えていれば、風量変化補正項Ｆ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）＊｛１＋（Ｔｓｕｃ−２５）／２５｝を演算する（ステップＳ９１）。つまり、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが２５度を超える場合には、積分項に大きな風量補正量の補正を、２５度未満の場合には、積分項に小さな風量補正量の補正を行う。

蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが１５℃以下であれば、風量変化補正項Ｆ（ｔ）＝０とする（ステップＳ９２）。ここで、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃは、内気導入時には車室内温度検知センサＳ３の検知温度を、外気導入時には外気温度検知センサＳ２の検知温度を下に推測して決定する。尚、送風路１０の蒸発器５の直ぐ上流に蒸発器前温度検知センサを設けても良いことは、もちろんである。

この第４実施形態では、積分項に加減算する風量補正量は、蒸発器前空気温度の値が大きい場合には補正量を大きく、小さい場合には補正量を小さく設定したので、風量変化に温度負荷を加味した補正を行うことができるため、応答性と安定性を両立させることができる。又、冷房負荷が低い場合には、補正をキャンセルするため、余計な作動を防止できる。尚、この第４実施形態では、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを２５℃を境として大小を分けたが、蒸発器前空気温度が大きければ大きいほど大きな量にリニアに設定しても良い。

尚、この第４実施形態では、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの判断基準を１５℃とし、これを超えた場合の風量変化補正項をＦ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）×｛１＋（Ｔｓｕｃ−２５）／２５｝の演算で求めているが、制御の応答性と安定性の下、適宜決定される。

（第５実施形態）
図９及び図１０は本発明の第５実施形態を示し、図９は圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャート、図１０は風量変化時の各出力のタイムチャートである。

この第５実施形態は、前記第２実施形態と比較するに、圧縮機の冷媒吐出量を制御するフローチャートの一部が異なるのみであり、他の構成が同じであるためフローチャートの異なる構成のみを説明する。尚、車両用空気調和装置Ａの概略構成図は第１実施形態と同じであるため、図１を利用する。

つまり、図９に示すように、送風機１１の風量が減少している場合に（ステップＳ４）、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔとその目標温度Ｔｔａｒｇｅｔとの偏差ｅ（ｔ）が７℃未満の値であるか否かをチェックする（ステップＳ４００）。そして、偏差ｅ（ｔ）が７℃未満の場合に限り、風量変化補正項をＦ（ｔ）＝−８％とする（ステップＳ４２）。偏差ｅ（ｔ）が７℃以上の場合は、風量変化補正項をＦ（ｔ）＝０％とする（ステップＳ４３）。つまり、図１０に示すように、蒸発器５を通過する送風量が減少方向に変化している場合には、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔとその目標温度との偏差ｅ（ｔ）にしきい値（７℃）を設定し、しきい値以上の場合には風量補正量の減算を行わず、しきい値未満の場合にのみ風量補正量の減算を行う。

この第５実施形態によれば、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔが冷えていない場合は、凍結の恐れがないことから補正を行わない。これにより冷え遅れ等を回避できる。

尚、風量変化に応じた補正を行うか否かの偏差ｅ（ｔ）の基準値は、この第５実施形態では７℃としているが、制御の応答性と安定性の下、適宜決定される。

尚、前記第５実施形態では、しきい値を基準としてしきい値以上の場合と、しきい値未満の場合に分けて異なる処理を行うようにしているが、設定するしきい値によってはしきい値を超える値の場合と、しきい値以下の値の場合に分けて異なる処理を行うようにしても良い。

（その他）
本発明に適用できる圧縮機は、外部制御信号により冷媒吐出量を可変できるものであれば良く、例えば、斜板の角度を可変することで冷媒吐出量を可変できる斜板式圧縮機、電動モータによって冷媒を圧縮する電動圧縮機である。電動圧縮機の場合には、電動モータの回転数を外部制御信号によって制御し、これにより冷媒吐出量を可変する。

尚、前記各実施形態では、圧縮機の冷媒吐出量をフィードバック制御する制御方式として、比例積分演算によるＰＩ制御を採用しているが、比例積分微分演算によるＰＩＤ制御でも良い。つまり、本発明は、蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔとその目標温度Ｔｔａｒｇｅｔの偏差に基づく比例項と、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔに対する蒸発器後空気温度Ｔｉｎｔの残留偏差の時間累積による積分項とを少なくとも有する演算式による制御であれば適用できる。

本発明の第１実施形態を示し、車両用空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１実施形態を示し、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。本発明の第１実施形態を示し、風量変化時の各出力のタイムチャートである。本発明の第２実施形態を示し、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。本発明の第２実施形態を示し、風量変化時の各出力のタイムチャートである。本発明の第３実施形態を示し、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。本発明の第３実施形態を示し、風量変化時の各出力のタイムチャートである。本発明の第４実施形態を示し、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。本発明の第５実施形態を示し、圧縮機の冷媒吐出量の制御フローチャートである。本発明の第５実施形態を示し、風量変化時の各出力のタイムチャートである。

符号の説明

Ａ車両用空気調和装置
１冷凍サイクル
２圧縮機
３放熱器
４減圧手段
５蒸発器
１１送風機
Ｓ１蒸発器後空気温度検知センサ（蒸発器後空気温度検知手段）

Claims

外部制御信号により冷媒吐出量を可変できる圧縮機（２）と、前記圧縮機（２）より吐出された高温高圧の冷媒を放熱する放熱器（３）と、前記放熱器（３）で放熱された冷媒を減圧する減圧手段（４）と、前記減圧手段（４）で減圧された冷媒と車室内に導く送風との間で熱交換して送風を冷却する蒸発器（５）とを有する冷凍サイクル（１）と、
前記蒸発器（５）を通過させ車室内に導く送風を発生する送風機（１１）と、
前記蒸発器（５）を通過した空気温度である蒸発器後空気温度を検知する蒸発器後空気温度検知手段（Ｓ１）とを備え、
前記蒸発器後空気温度検知手段（Ｓ１）の検知した蒸発器後空気温度とその目標温度の偏差に基づく比例項と、目標温度に対する蒸発器後空気温度の残留偏差の時間累積による積分項とを少なくとも有する演算式により前記外部制御信号を可変して前記圧縮機（２）の冷媒吐出量を可変させる車両用空気調和装置（Ａ）であって、
前記蒸発器（５）を通過する送風量の増減に応じて前記積分項に風量補正量を加減算することを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
請求項１記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
前記蒸発器（５）を通過する送風量の増減量にしきい値を設定して前記風量補正量による補正を行うか否かを決定したことを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
請求項１又は請求項２記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
前記積分項に加減算する前記風量補正量は、前記蒸発器（５）を通過する送風量の変化量の大きさに応じて可変させたことを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
前記積分項に加減算する前記風量補正量は、前記蒸発器（５）を通過前の空気温度が大きければ大きいほど大きな量に設定したことを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
前記蒸発器（５）を通過する送風量が減少方向に変化している場合には、蒸発器後空気温度とその目標温度との偏差にしきい値を設定し、前記偏差がしきい値より大きい場合には前記風量補正量の減算を行わず、前記偏差がしきい値より小さい場合には、前記風量補正量の減算を行うことを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。