JP2010058662A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器前空気温度が変化した場合に、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、蒸発器前空気温度の変化の増減に応じて積分項に温度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、突発的に必要冷房能力に変化が発生した場合に、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、突発的に必要冷房能力に変化が発生した場合には、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、突発的に必要冷房能力に変化が発生した場合、例えばその一例として蒸発器が吸い込む空気温度に変化（内気導入と外気導入間の切換え等）が生じた場合に、その際の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、蒸発器が吸い込む空気温度に変化が生じた後、所定時間経過後に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、蒸発器が吸い込む空気温度に変化が生じた場合に、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、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、蒸発器が吸い込む空気温度である蒸発器前空気温度を認知する蒸発器前空気温度認知手段とを備え、蒸発器前空気温度の変化に応じて積分項に温度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、蒸発器前空気温度の変化量にしきい値を設定して温度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、蒸発器前温度認知手段は、蒸発器に導く送風が車室内空気である内気導入時には、車室内温度検知センサの検知温度より蒸発器前空気温度を推定することを特徴とする。

請求項４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、蒸発器前温度認知手段は、蒸発器に導く送風が外気である外気導入時には、外気温度検知センサの検知温度より蒸発器前空気温度を推定することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４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温度補正量は、蒸発器前空気温度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６の発明は、請求項５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温度補正量は、蒸発器を通過する送風量の大きさに応じて大きくしたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、蒸発器前空気温度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を基準として大きい値の場合には温度補正量の減算を行わず、前記偏差がしきい値を基準として小さな値の場合には温度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、蒸発器前空気温度が変化すると、その温度変化の増減に応じて演算式の積分項に対し温度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、換言すれば温度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、蒸発器前空気温度の変化による冷房負荷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蒸発器前空気温度変化による冷房負荷変化に対してのみ積分項に温度補正量を加減算することにより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、車室内温度検知センサは通常の車両用空気調和装置のオート制御に必要なセンサであるため、蒸発器前温度検知手段を新規に追加する必要がなく、コストアップを抑制できる。

請求項４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、外気温度検知センサは通常の車両用空気調和装置のオート制御に必要なセンサであるため、蒸発器前温度検知手段を新規に追加する必要がなく、コストアップを抑制できる。

請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、蒸発器前空気温度変化による冷房負荷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６の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、蒸発器前空気温度の温度変化に加えて送風量の変化をも加味した冷房負荷変化に応じた補正が行えるため、更なる制御の応答性と安定性の両立が可能である。

請求項７の発明によれば、請求項１〜請求項６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、本発明の実施の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は蒸発器前空気温度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、車室外に開口する外気導入口１２と車室内に開口する内気導入口１３が開口されている。外気導入口１２と内気導入口１３は、内外気切換ドア１４によって選択的に開閉される。内外気切換ドア１４は、制御部２０によってドア位置が切り換えされる。又、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と内外気調整機能部２０ｃと必要能力判断機能部２０ｄとを有する。ＥＣＶ調整機能部２０ａは、必要能力判断機能部２０ｄ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２０ｄ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。内外気調整機能部２０ｃは、必要能力判断機能部２０ｄからの指令によって内外気切換ドア１４を制御する。

必要能力判断機能部２０ｄには、蒸発器後空気温度検知センサＳ１の他に、外気温度Ｔａｍｂを検知する外気温度検知センサＳ２、車室内温度Ｔｉｎｃを検知する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。目標温度の設定、風量の設定、内外気導入の設定は、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。又、必要能力判断機能部２０ｄは、蒸発器前温度認知手段を兼用している。つまり、蒸発器５に導く送風が車室内空気である内気導入時には、車室内温度検知センサＳ３の検知温度より蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを推定することにより蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを認識する。又、蒸発器５に導く送風が外気である外気導入時には、外気温度検知センサＳ２の検知温度より蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを推定し、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを認識する。具体的な推定手段については、下記に詳述する。

そして、必要能力判断機能部２０ｄ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２０ｄ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）に温度変化補正項Ｉ（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。温度変化補正項Ｉ（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、内気導入であるか否かをチェックする（ステップＳ２）。内気導入であれば、必要能力判断機能部２０ｄが車室内温度検知センサＳ３より車室内温度Ｔｉｎｃを入力し、蒸発器前空気温度をＴｓｕｃ＝Ｔｉｎｃ＋２℃の演算より推定する。これにより、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを認識する（ステップＳ２１）。内気導入でなければ、つまり、外気導入であれば、必要能力判断機能部２０ｄが外気温度検知センサＳ２より外気温度Ｔａｍｂを入力し、蒸発器前空気温度をＴｓｕｃ＝Ｔａｍｂ＋４℃の演算より推定する。これにより、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを認識する（ステップＳ２２）。

そして、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが規定時間前の蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅより温度上昇していれば（ステップＳ３１）、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝３％とする（ステップＳ４１）。温度降下していれば（ステップＳ３２）、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝−３％とする（ステップＳ４２）。ここで、規定時間は蒸発器前空気温度認知手段の応答性に応じて決定される。また、ここで、温度変化有りと判断した場合には、変化有りとされた温度を規定時間経過まで温度比較値とする。

温度変化がなければ、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝０％とする（ステップＳ４３）。ここで、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの温度変化は、内気導入と外気導入間の切換え、全ての車両用ドアの一時的な開放等によって発生し易い。

尚、温度変化補正項の値は、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±３％変化させる値としているが、温度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、これら温度変化補正項Ｉ（ｔ）の値に基づき、積分項Ｅ（ｔ）＝Ｋｉ×ｅ（ｔ）＋Ｅ（ｔ−Δｔ）＋Ｉ（ｔ）の演算を行う（ステップＳ５０）。

つまり、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃに温度変化があった場合には、温度変化補正項Ｉ（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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが低下すると、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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが上昇すると、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。このように蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ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に吸い込む空気温度（蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ）の増減に応じて積分項に温度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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが変化すると、その温度変化に応じて演算式の積分項に対し温度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。

蒸発器前温度認知手段を兼用する必要能力判断機能部２０ｄは、内気導入時には、車室内温度検知センサＳ３の検知温度より蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを推定するよう構成されている。車室内温度検知センサＳ３は通常の車両用空気調和装置のオート制御に必要なセンサであるため、蒸発器前温度検知手段を新規に追加する必要がなく、コストアップを抑制できる。

蒸発器前温度認知手段を兼用する必要能力判断機能部２０ｄは、外気導入時には、外気温度検知センサＳ２の検知温度より蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃを推定するよう構成されている。外気温度検知センサＳ２は通常の車両用空気調和装置のオート制御に必要なセンサであるため、蒸発器前温度検知手段を新規に追加する必要がなく、コストアップを抑制できる。

尚、送風路１０の蒸発器５の直ぐ上流に蒸発器前温度検知手段を設けても良いことは、もちろんである。

（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は蒸発器前空気温度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。

つまり、図４に示すように、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの変化量にしきい値（５℃）を設け（ステップＳ３３）、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが規定時間前の蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅより５℃を超えて温度上昇していれば（ステップＳ３３）、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝３％とする（ステップＳ４１）。蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが規定時間前の蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅより５℃を超えて温度降下していれば（ステップＳ３４）、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝−３％とする（ステップＳ４２）。温度変化量が±５℃以内であれば、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝０％とする（ステップＳ４３）。

この第２実施形態では、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの増減量にしきい値を設定して温度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温度変化に対してのみ温度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５℃としているが、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの温度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は蒸発器前空気温度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、温度変化補正項Ｉ（ｔ）の演算式が異なる（ステップＳ４８，Ｓ４９）。温度変化量が５℃を超えて増加した場合には、温度変化補正項Ｉ（ｔ）＝３＋（Ｔｓｕｃ（ｔ）−５−Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅ）／２％とし、温度変化量が５℃を超えて減少した場合には、温度変化補正項Ｉ（ｔ）＝−３−（Ｔｓｕｃ（ｔ）−５−Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅ）／２％とする。ここで、Ｔｓｕｃ（ｔ）は、時間ｔ時の蒸発器前空気温度を示す。図７に示すように、温度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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの変化量の大きさに応じて可変させたので、温度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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの温度変化に応じた温度補正値は、この第３実施形態では（Ｔｓｕｃ（ｔ）−５−Ｔｓｕｃ_ｂｅｆｏｒｅ）／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、温度変化補正項Ｉ（ｔ）の演算後に、送風機１１の出力が６Ｖを超える送風量であるか否かをチェックする（ステップＳ７０）。送風機１１の出力が６Ｖを超えた送風量の場合には、温度変化補正項Ｉ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）＊｛１＋（Ｖｂｌｏｗｅｒ−６）／６｝を演算する（ステップＳ８１）。ここで、Ｖｂｌｏｗｅｒは送風機１１の出力電圧である。

送風機１１の出力が６Ｖ以下の送風量の場合には、ステップＳ４８，Ｓ４９で算出した補正量によって補正を行う（ステップＳ８２）。つまり、送風機１１の出力が６Ｖを超えた送風量の場合には、積分項に大きな温度補正量の補正を、６Ｖ以下の送風量の場合には、通常補正量の補正を行う（ステップＳ８１，Ｓ８２）。

この第４実施形態では、積分項に加減算する温度補正量は、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの温度変化による補正量に加えて、蒸発器５を通過する送風量の大きさに応じて大きくしたので、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃの温度変化に加えて送風量の変化をも加味した冷房負荷変化に応じた補正が行えるため、更なる制御の応答性と安定性の両立が可能である。尚、この第４実施形態では、送風機１１の出力が６Ｖに相当する送風量をしきい値として補正量の割合を変化させたが、しきい値とする送風量は適宜決定される。

（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は蒸発器前空気温度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、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃが前回検知時のものに比べて低下している場合には（ステップＳ３２）、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、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝−３％とする（ステップＳ４２）。偏差ｅ（ｔ）が７℃以上の場合は、温度変化補正項をＩ（ｔ）＝０％とする（ステップＳ４３）。つまり、図１０に示すように、蒸発器前空気温度Ｔｓｕｃ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温度補正量の減算を行わず、しきい値未満の場合にのみ温度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、温度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、蒸発器前空気温度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、蒸発器前空気温度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、蒸発器前空気温度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、蒸発器前空気温度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）
Ｓ２ 外気温度検知センサ
Ｓ３ 車室内温度検知センサ

Claims (7)

1. 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、
   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）が吸い込む空気温度である蒸発器前空気温度を認知する蒸発器前空気温度認知手段とを備え、
   蒸発器前空気温度の変化に応じて前記積分項に温度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）。
2. 請求項１記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
   蒸発器前空気温度の変化量にしきい値を設定して前記温度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）。
3. 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、
   前記蒸発器前温度認知手段は、前記蒸発器（５）に導く送風が車室内空気である内気導入時には、車室内温度検知センサ（Ｓ３）の検知温度より蒸発器前空気温度を推定することを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
4. 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、
   前記蒸発器前温度認知手段は、前記蒸発器（５）に導く送風が外気である外気導入時には、外気温度検知センサ（Ｓ２）の検知温度より蒸発器前空気温度を推定することを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
5. 請求項１〜請求項４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温度補正量は、蒸発器前空気温度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）。
6. 請求項５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温度補正量は、前記蒸発器（５）を通過する送風量の大きさに応じて大きくしたことを特徴とする車両用空気調和装置（Ａ）。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用空気調和装置（Ａ）であって、
   蒸発器前空気温度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温度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温度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）。

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