特許 7195171 冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/32 20060101AFI20221216BHJP

【ＦＩ】

B60H1/32 624A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019024617

(22)【出願日】2019-02-14

(65)【公開番号】P2020131803

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2022-01-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000152826

【氏名又は名称】株式会社日本クライメイトシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 双岐

(72)【発明者】

【氏名】西田 孝則

(72)【発明者】

【氏名】松浦 孝爾

(72)【発明者】

【氏名】伯方 俊樹

(72)【発明者】

【氏名】鳥越 博

【審査官】安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－１１１５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２６２２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－００５２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０２５０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５３４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２２４２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００ － ３／０６

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変容量圧縮機と、
前記可変容量圧縮機から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記可変容量圧縮機を制御する制御装置とを備えた冷凍サイクル装置において、
前記蒸発器に送風される送風量を推定する送風量推定手段と、
前記蒸発器に流入する空気の温度である蒸発器入口温度を検出する蒸発器入口温度検出手段と、
前記蒸発器から流出する空気の温度である蒸発器出口温度を検出する蒸発器出口温度検出手段と、
前記可変容量圧縮機を停止状態から作動状態に切り替える直前の目標蒸発器出口温度を演算する目標蒸発器出口温度演算手段と、
前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度検出手段で検出された前記蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて前記可変容量圧縮機の制御初期値を決定する制御初期値決定手段と、
前記制御初期値決定手段で決定された前記制御初期値を保持する保持時間を決定する保持時間決定手段とを備え、
前記制御装置は、前記制御初期値決定手段で決定された前記制御初期値を、前記保持時間決定手段で決定された所定の保持時間連続して前記可変容量圧縮機に出力する初期値保持制御を行い、前記保持時間の経過後、前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度との温度偏差に応じた通常制御を行うように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項2】

請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
前記保持時間決定手段は、前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度検出手段で検出された蒸発器出口温度の温度偏差との少なくとも１つに基づいて前記保持時間を決定するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、
前記冷凍サイクル装置は、車両に搭載される車両用空調装置の一部として使用され、
前記可変容量圧縮機は前記車両のエンジンによって駆動され、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、
前記保持時間決定手段は、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジンの回転数に基づいて前記保持時間を決定するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記通常制御時における前記可変容量圧縮機の制御ゲインを前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度に応じて変化させるように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項5】

請求項４に記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記制御ゲインを段階的に変化させる分段制御を行うように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項6】

請求項５に記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記制御ゲインを、前記蒸発器出口温度検出手段で検出された前記蒸発器出口温度によって変化させるように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項7】

請求項６に記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記制御ゲインを変化させる前記蒸発器出口温度を、前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度とによって変更するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項8】

請求項５から７のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、蒸発器温度変化量とに基づいて前記制御ゲインを演算するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項9】

請求項８に記載の冷凍サイクル装置において、
前記制御装置は、前記可変容量圧縮機の作動時間が所定時間以上になると、前記分段制御を終了し、前記制御ゲインを所定のゲインに固定するように構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可変容量圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関し、特に、可変容量圧縮機の制御の技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、可変容量圧縮機を備えた冷凍サイクル装置が車両用空調装置に使用される場合がある。可変容量圧縮機の制御は、一般にＰＩ制御やＰＩＤ制御などのフィードバック制御により行われる（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

特許文献１では、蒸発器を通過して車室内へ送風される空気を冷却する冷凍サイクル装置と、圧縮機の駆動出力を決める制御値を演算して圧縮機の運転を制御する制御手段とを備えており、制御手段は、圧縮機を起動させるときに、冷凍サイクル装置内の冷媒の圧力に基づいて決定する制御値によって圧縮機を駆動するようにしている。この制御値は、圧縮機の最大能力に対する駆動出力の比率となっており、例えば、制御手段が圧縮機に対して入力する駆動信号としてのデューティ比である。圧縮機を起動するときに、冷凍サイクル内の圧力に基づいて圧縮機の制御値を決定してその駆動出力を制御することで、起動時の蒸発器に及ぼされる熱的負荷に対して過剰な制御値で運転することを抑止して蒸発器の過冷却による蒸発器下流の空気温度のオーバーシュートを低減するようにしている。

【0004】

特許文献２では、圧縮機の制御における制御初期値を演算し、制御初期値により圧縮機を制御した後に、蒸発器が所定の温度状態になったと判定されるまでは制御初期値で圧縮機を制御し、蒸発器が所定の温度状態になったと判定された後は、目標蒸発器温度と、実蒸発器温度との温度偏差から演算した能力制御値で圧縮機を制御するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－１３１６５号公報

【文献】特開２０１４－１７２４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ＰＩ制御やＰＩＤ制御では、蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが小さくなるように、圧縮機に制御信号を出力した後、すぐに蒸発器温度が応答すると想定して、制御初期値と制御ゲインを調整するようにしている。

【0007】

ところが、例えば、過渡期では、蒸発器温度に過度なオーバーシュートやアンダーシュートが発生することがあり、蒸発器温度が目標蒸発器温度となって安定するまでの時間が長時間化するという問題があった。

【0008】

すなわち、冷凍サイクル装置の運転前の状況によっては、圧縮機をＯＮにし、制御信号を出力しても、蒸発器温度が低下するのに時間がかかり、蒸発器温度の応答が遅れる場合がある。そして、この遅れ時間は一定ではなく、様々である。従来のフィードバック制御では、蒸発器温度の応答が遅れる間、蒸発器温度が早く目標蒸発器温度となるように、過大な制御信号を出力してしまうので、蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが大きくなってしまい、その結果、ハンチングが発生することがあった。

【0009】

蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが大きくなってしまうのを防止するために、ＰＩＤゲインを小さくし、制御信号を制限することが考えられるが、このようにすると、蒸発器温度が目標蒸発器温度となって安定するまでの時間が長時間化してしまう。

【0010】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蒸発器温度の安定性及び即応性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、第１の発明は、可変容量圧縮機と、前記可変容量圧縮機から吐出された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記可変容量圧縮機を制御する制御装置とを備えた冷凍サイクル装置において、前記蒸発器に送風される送風量を推定する送風量推定手段と、前記蒸発器に流入する空気の温度である蒸発器入口温度を検出する蒸発器入口温度検出手段と、前記蒸発器から流出する空気の温度である蒸発器出口温度を検出する蒸発器出口温度検出手段と、前記可変容量圧縮機を停止状態から作動状態に切り替える直前の目標蒸発器出口温度を演算する目標蒸発器出口温度演算手段と、前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度検出手段で検出された前記蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて前記可変容量圧縮機の制御初期値を決定する制御初期値決定手段と、前記制御初期値決定手段で決定された前記制御初期値を保持する保持時間を決定する保持時間決定手段とを備え、前記制御装置は、前記制御初期値決定手段で決定された前記制御初期値を、前記保持時間決定手段で決定された所定の保持時間連続して前記可変容量圧縮機に出力する初期値保持制御を行い、前記保持時間の経過後、前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度との温度偏差に応じた通常制御を行うように構成されていることを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、蒸発器に送風される送風量と、蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて可変容量圧縮機の制御初期値が決定される。この制御初期値が可変容量圧縮機に出力されると、可変容量圧縮機が停止状態から作動状態に切り替えられる。制御初期値は、蒸発器に送風される送風量や、蒸発器入口温度、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度の温度偏差に基づいて設定されているので、冷凍サイクル装置の運転前の状況が反映された値であり、その状況に適した制御初期値となっている。そして、この制御初期値が所定の保持時間連続して可変容量圧縮機に出力されるので、蒸発器温度の応答が遅れたとしても、蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが発生することなく、蒸発器温度が早く目標蒸発器温度となって安定する。

【0013】

第２の発明は、前記保持時間決定手段は、前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度及び前記蒸発器出口温度検出手段で検出された蒸発器出口温度の温度偏差との少なくとも１つに基づいて前記保持時間を決定するように構成されていることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、制御初期値を保持する保持時間が、冷凍サイクル装置の運転前の状況に適した時間になる。

【0015】

第３の発明は、前記冷凍サイクル装置は、車両に搭載される車両用空調装置の一部として使用され、前記可変容量圧縮機は前記車両のエンジンによって駆動され、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、前記保持時間決定手段は、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジンの回転数に基づいて前記保持時間を決定するように構成されていることを特徴とする。

【0016】

すなわち、可変容量圧縮機を車両のエンジンで駆動する場合には、エンジンの回転数によって可変容量圧縮機への入力量が大きく異なることになる。このエンジンの回転数に基づいて保持時間を決定することで、保持時間がエンジンの回転数に応じた適切な時間になる。

【0017】

第４の発明は、前記制御装置は、前記通常制御時における前記可変容量圧縮機の制御ゲインを前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度に応じて変化させるように構成されていることを特徴とする。

【0018】

この構成によれば、蒸発器入口温度に応じた制御ゲインを適用することが可能になる。

【0019】

第５の発明は、前記制御装置は、前記制御ゲインを段階的に変化させる分段制御を行うように構成されていることを特徴とする。

【0020】

第６の発明は、前記制御装置は、前記制御ゲインを、前記蒸発器出口温度検出手段で検出された前記蒸発器出口温度によって変化させるように構成されていることを特徴とする。

【0021】

この構成によれば、蒸発器出口温度によって制御ゲインを段階的に変化させることが可能になるので、蒸発器における冷媒の蒸発度合いが反映された制御になる。

【0022】

第７の発明は、前記制御装置は、前記制御ゲインを変化させる前記蒸発器出口温度を、前記送風量推定手段で推定された前記送風量と、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、前記目標蒸発器出口温度演算手段で演算された前記目標蒸発器出口温度とによって変更するように構成されていることを特徴とする。

【0023】

この構成によれば、制御ゲインを変化させる際、送風量、蒸発器入口温度、目標蒸発器出口温度によって変更される蒸発器出口温度を使用することで、制御ゲインが冷凍サイクル装置の運転状況に応じて変化するようになる。

【0024】

第８の発明は、前記制御装置は、前記蒸発器入口温度検出手段で検出された前記蒸発器入口温度と、蒸発器温度変化量とに基づいて前記制御ゲインを演算するように構成されていることを特徴とする。

【0025】

この構成によれば、蒸発器入口温度と蒸発器温度変化量とに基づくことで、制御ゲインが適切に設定される。

【0026】

第９の発明は、前記制御装置は、前記可変容量圧縮機の作動時間が所定時間以上になると、前記分段制御を終了し、前記制御ゲインを所定のゲインに固定するように構成されていることを特徴とする。

【0027】

この構成によれば、可変容量圧縮機が作動を開始して所定時間以上経過すると、過渡期が終了して安定期に入っていると推定され、この場合に制御ゲインを固定することで制御が簡単になる。

【発明の効果】

【0028】

第１の発明によれば、蒸発器に送風される送風量と、蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて可変容量圧縮機の制御初期値を決定し、この制御初期値を所定の保持時間連続して可変容量圧縮機に出力することができるので、蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが発生することなく、蒸発器温度の安定性及び即応性を向上させることができる。

【0029】

第２の発明によれば、制御初期値を保持する保持時間が、冷凍サイクル装置の運転前の状況に適した時間になるので、蒸発器温度の安定性及び即応性をより一層向上させることができる。

【0030】

第３の発明によれば、可変容量圧縮機を車両のエンジンによって駆動する場合に、制御初期値を車両のエンジンに応じた適切な時間にすることができる。

【0031】

第４、５の発明によれば、通常制御時の制御ゲインを蒸発器入口温度に応じた制御ゲインにすることができる。

【0032】

第６の発明によれば、通常制御時の制御ゲインを蒸発器出口温度によって変化させることができるので、蒸発器における冷媒の蒸発度合いが反映された制御を行うことができる。

【0033】

第７の発明によれば、送風量、蒸発器入口温度、目標蒸発器出口温度によって変更される蒸発器出口温度を使用して制御ゲインを変化させることができるので、冷凍サイクル装置の運転状況に応じた制御ゲインとすることができる。

【0034】

第８の発明によれば、蒸発器入口温度と蒸発器温度変化量とに基づいて制御ゲインを適切に設定することができる。

【0035】

第９の発明によれば、過渡期から安定期に入った場合に制御を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置を備えた車両用空調装置の概略構成図である。

【図2】車両用空調装置のブロック図である。

【図3】圧縮機制御の手順を示すフローチャートである。

【図4】制御ゲインの決定手順を示すフローチャートである。

【図5】判定要領を示すグラフである。

【図6】各部の温度変化と制御値の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0038】

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成図である。この車両用空調装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されるものであり、車室内の空気（内気）と車室外の空気（外気）との一方または両方を導入して温度調節した後、車室の各部に供給するように構成されている。車両の車室内には、図示しないが、運転席及び助手席からなる前席と、前席の後方に配設される後席とが設けられている。

【0039】

図１、図５に示すように、車両用空調装置１は、空調ケーシング３０と制御装置５０と冷凍サイクル装置６０とを備えている。空調ケーシング３０は、例えば車室の前端部に配設されたインストルメントパネル（図示せず）の内部に収容されている。空調ケーシング３０は、空気流れ方向上流側から下流側に向かって順に、送風ケーシング２０と、温度調節部３１と、吹出方向切替部４０とを備えている。送風ケーシング２０には、外気導入口２ａと内気導入口２ｂとが形成されている。外気導入口２ａは、例えば図示しないインテークダクトを介して車室外と連通しており、車室外の空気（外気）を導入するようになっている。内気導入口２ｂは、インストルメントパネルの内部で開口しており、車室内の空気（内気）を導入して車室内に循環させるようになっている。外気導入口２ａから導入する外気の量が外気導入量となる。内気導入口２ｂから導入する内気の量が内気循環量となる。

【0040】

送風ケーシング２０の内部には、外気導入口２ａ及び内気導入口２ｂを開閉する内外気切替ダンパ６、７が配設されている。内外気切替ダンパ６、７は、内外気切替アクチュエータ９によって任意の回動角度となるように駆動される。これによりインテークモードが切り替えられる。内外気切替アクチュエータ９は、制御装置５０によって後述するように制御されるものであり、従来から周知のトルク可変型の電動アクチュエータで構成されている。

【0041】

図１に示すように、送風ケーシング２０には、空調用機器としての送風機５が設けられている。送風機５が作動することによって送風ケーシング２０の内部に空気が流通し、送風ケーシング２０の下流側に設けられている温度調節部３１に空調用空気が送風される。

【0042】

温度調節部３１は、内部に空気が流通するようになっており、送風ケーシング２０から導入された空調用空気の温度調節を行うための部分である。温度調節部３１の内部には、冷却用熱交換器３２と加熱用熱交換器３３とエアミックスダンパ３４とが設けられている。冷却用熱交換器３２と加熱用熱交換器３３は、空調用機器である。

【0043】

すなわち、温度調節部３１の内部には、空気流れ方向上流側に冷風通路Ｒ１が形成され、この冷風通路Ｒ１に冷却用熱交換器３２が収容されている。また、冷風通路Ｒ１の下流側は温風通路Ｒ２とバイパス通路Ｒ３とに分岐しており、温風通路Ｒ２に加熱用熱交換器３３が収容されている。

【0044】

冷却用熱交換器３２は、冷凍サイクル装置６０の冷媒蒸発器（エバポレータ）等で構成されている。この実施形態の説明では、冷却用熱交換器３２を冷媒蒸発器（蒸発器）やエバポレータと言うこともある。また、加熱用熱交換器３３は、例えば車両のエンジンルームに搭載されているエンジン（図示せず）の冷却水が供給されるヒータコア等で構成することができるが、これに限られるものではなく、例えば電気式ヒータ等、空気を加熱することができるものではあればよい。また、電気式ヒータを補助熱源として付加することもできる。

【0045】

エアミックスダンパ３４は、冷却用熱交換器３２と加熱用熱交換器３３の間に配設されており、温風通路Ｒ２の上流端とバイパス通路Ｒ３の上流端とを開閉するものである。エアミックスダンパ３４は、例えば板状の部材で構成することができ、温度調節部３１の側壁に対して回動可能に支持される回動軸（図示せず）を有している。エアミックスダンパ３４は、エアミックスアクチュエータ３５によって任意の回動角度となるように駆動される。エアミックスアクチュエータ３５は、制御装置５０によって制御されるものであり、トルク可変型の電動アクチュエータで構成されている。エアミックスダンパ３４の回動軸と、エアミックスアクチュエータ３５との間には、エアミックスアクチュエータ３５から出力される力をエアミックスダンパ３４の回動軸に伝達するリンク部材（図示せず）が配設されている。

【0046】

エアミックスダンパ３４が温風通路Ｒ２の上流端を全開にし、かつ、バイパス通路Ｒ３の上流端を全閉にすると、冷風通路Ｒ１で生成された冷風の全量が温風通路Ｒ２に流入して加熱されるので、吹出方向切替部４０には温風が流入する。一方、エアミックスダンパ３４が温風通路Ｒ２の上流端を全閉にし、かつ、バイパス通路Ｒ３の上流端を全開にすると、冷風通路Ｒ１で生成された冷風の全量がバイパス通路Ｒ３に流入するので、吹出方向切替部４０には冷風が流入する。エアミックスダンパ３４が温風通路Ｒ２の上流端及びバイパス通路Ｒ３の上流端を開く回動位置にあるときには、冷風及び温風が混合した状態で吹出方向切替部４０に流入することになる。エアミックスダンパ３４の回動位置によって吹出方向切替部４０に流入する冷風量と温風量とが変更されて所望温度の調和空気が生成される。尚、エアミックスダンパ３４は、上記した板状のダンパに限られるものではなく、冷風量と温風量とを変更することができる構成であればその構成はどのような構成であってもよい。例えばロータリダンパやフィルムダンパ、ルーバーダンパ等であってもよい。また、温度調節の構成は上記した構成でなくてもよく、冷風量と温風量とを変更することができる構成であればよい。

【0047】

吹出方向切替部４０は、温度調節部３１で温度調節された調和空気が流通するとともに、温度調節された調和空気を車室の各部に供給するための部分である。吹出方向切替部４０には、デフロスタ吹出口４２と、ベント吹出口４３と、ヒート吹出口４５とが形成されている。デフロスタ吹出口４２は、インストルメントパネルに形成されたデフロスタノズル４１に接続されている。このデフロスタ吹出口４２は、フロントウインドガラス（窓ガラス）Ｇの車室内面に調和空気を供給するためのものである。デフロスタ吹出口４２の内部には、デフロスタ吹出口４２を開閉するためのデフロスタダンパ４２ａが設けられている。

【0048】

ベント吹出口４３は、インストルメントパネルに形成されたベントノズル４４に接続されている。ベントノズル４４は、前席の乗員の上半身に調和空気を供給するためのものであり、インストルメントパネルの車幅方向中央部と、左右両側にそれぞれ設けられている。ベント吹出口４３の内部には、ベント吹出口４３を開閉するためのベントダンパ４３ａが設けられている。

【0049】

ヒート吹出口４５は、乗員の足元近傍まで延びるヒートダクト４６に接続されている。ヒートダクト４６は、乗員の足元に調和空気を供給するためのものである。ヒート吹出口４５の内部には、ヒート吹出口４５を開閉するためのヒートダンパ４５ａが設けられている。

【0050】

デフロスタダンパ４２ａ、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａは、吹出方向切替部４０の側壁に対して回動可能に支持される回動軸（図示せず）を有している。デフロスタダンパ４２ａ、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａは吹出方向切替アクチュエータ４７によって駆動されて開閉動作する。吹出方向切替アクチュエータ４７は、トルク可変型の電動アクチュエータで構成されている。デフロスタダンパ４２ａ、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａの回動軸と、吹出方向切替アクチュエータ４７との間には、吹出方向切替アクチュエータ４７から出力される力をデフロスタダンパ４２ａ、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａの回動軸に伝達するリンク部材（図示せず）が配設されている。

【0051】

吹出方向切替アクチュエータ４７は、制御装置５０によって制御される。デフロスタダンパ４２ａ、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａは、図示しないがリンクを介して連動するようになっており、例えば、デフロスタダンパ４２ａが開状態で、ベントダンパ４３ａ及びヒートダンパ４５ａが閉状態となるデフロスタモード、デフロスタダンパ４２ａ及びヒートダンパ４５ａが閉状態で、ベントダンパ４３ａが開状態となるベントモード、デフロスタダンパ４２ａ及びベントダンパ４３ａが閉状態で、ヒートダンパ４５ａが開状態となるヒートモード、デフロスタダンパ４２ａ及びベントダンパ４３ａが開状態で、ヒートダンパ４５ａが閉状態となるデフベントモード、デフロスタダンパ４２ａ及びヒートダンパ４５ａが開状態で、ベントダンパ４３ａが閉状態となるバイレベルモード等の複数の吹出モードの内、任意の吹出モードに切り替えられる。

【0052】

（送風ユニットの構成）
この実施形態では、送風ユニットが、第１、第２内外気切替ダンパ６、７によって内気導入口２ｂのみを開く内気循環モード、外気導入口２ａのみを開く外気導入モード、内気導入口２ｂ及び外気導入口２ａを開く内外気２層流モードの切替が可能になっているが、本発明は、内外気２層流モードを有さずに、内気循環モードと外気導入モードとに切り替えられる送風ユニットに適用することもできる。

【0053】

第１内外気切替ダンパ６及び第２内外気切替ダンパ７は、図１に示す内外気切替アクチュエータ９によって駆動される。この実施形態では、第１内外気切替ダンパ６及び第２内外気切替ダンパ７を次のように駆動する。すなわち、外気導入モードでは、第１内外気切替ダンパ６及び第２内外気切替ダンパ７により送風ケーシング２０に外気のみが導入され、また、内気循環モードでは、第１内外気切替ダンパ６及び第２内外気切替ダンパ７により送風ケーシング２０に内気のみが導入される。内外気２層流モードでは、第１内外気切替ダンパ６及び第２内外気切替ダンパ７により送風ケーシング２０に外気及び内気が導入される。内外気２層流モードは、暖房時に使用されるモードである。

【0054】

内気循環モード、外気導入モード及び内外気２層流モードの切替は、従来から周知のオートエアコン制御によって行われる。内外気２層流モードにすることで、冬季には比較的乾燥した外気をデフロスト吹出口に供給してフロントウインドガラスの曇りを良好に晴らしながら、比較的暖かい内気をヒート吹出口に供給して暖房効率を向上させることができる。

【0055】

また、送風ケーシング２０の下側には、ファン５ａと、ファン５ａを回転駆動するブロアモータ５ｂが設けられている。ブロアモータ５ｂに電圧が印加されると、ブロアモータ５ｂの回転力がファン５ａに伝達されて該ファン５ａが回転する。ブロアモータ５ｂには、制御装置５０が接続されており、ブロアモータ５ｂは制御装置５０によって所望の回転数となるように電圧が印加される。

【0056】

（冷凍サイクル装置６０の構成）
図１に示すように、冷凍サイクル装置６０は、可変容量圧縮機６１と、可変容量圧縮機６１から吐出された冷媒を蒸発させる上記冷却用熱交換器３２と、可変容量圧縮機６１及び冷却用熱交換器３２の間に配設される膨脹弁６２と、車室外に配設される凝縮器６３とを備えている。可変容量圧縮機６１、冷却用熱交換器３２、膨脹弁６２及び凝縮器６３は、冷媒配管６４によって接続されており、冷凍サイクル装置６０の内部を冷媒が循環するようになっている。また、上記制御装置５０は、冷凍サイクル装置６０を構成する部材とすることができる。この実施形態では、冷凍サイクル装置６０が、車両に搭載される車両用空調装置１の一部として使用される場合について説明するが、冷凍サイクル装置６０は他の用途で使用されるものであってもよい。

【0057】

可変容量圧縮機６１は、単位時間当たりの冷媒吐出量を変化させることができるように構成された容量可変機構を備えており、制御装置５０から出力された制御信号によって容量を変化可能になっている。この容量可変機構は従来から周知の機構である。容量可変機構が例えば電磁弁等を含む機構によって構成される場合には、制御装置５０から出力された制御信号によって可変容量圧縮機６１から吐出される単位時間当たりの冷媒吐出量を変化させることができる。単位時間当たりの冷媒吐出量は、容量可変機構へ出力される制御信号によって任意の量に変化させることができ、例えば、ほぼ０％から１００％の範囲でほぼ無段階に変化させることができるように構成されている。また、可変容量圧縮機６１の制御値は、可変容量圧縮機６１の最大能力に対する出力の比率とすることができ、例えば、デューティ比である。

【0058】

冷凍サイクル装置６０の内部を循環する冷媒は、可変容量圧縮機６１によって圧縮された後、膨脹弁６２に流入して気液二相状態に減圧される。膨脹弁６２によって減圧された冷媒は冷却用熱交換器３２に流入して外部を通過する空調用空気と熱交換することで蒸発した後、凝縮器６３に流入する。凝縮器６３を通過して外気と熱交換した冷媒は可変容量圧縮機６１に流入して圧縮される。

【0059】

また、可変容量圧縮機６１は車両のエンジンＥによって駆動される。すなわち、エンジンＥの出力軸にはプーリＥ１が設けられており、このプーリＥ１と、可変容量圧縮機６１の入力軸に設けられたプーリ６１ａとには、伝導ベルトＥ２が巻き掛けられている。エンジンＥが運転状態になると、プーリＥ１、伝導ベルトＥ２及びプーリ６１ａを経て可変容量圧縮機６１の入力軸に回転力が入力される。

【0060】

可変容量圧縮機６１の圧縮機構とプーリ６１ａとの間には電磁クラッチ６１ｂ（図２に示す）等からなる断続機構を設けることができる。電磁クラッチ６１ｂは、制御装置５０によって制御され、可変容量圧縮機６１を作動させる必要がある場合にのみ接続状態となり、それ以外の場合には断状態となる。この電磁クラッチ６１ｂは省略してもよい。

【0061】

（各種センサ類）
図２に示すように、車両用空調装置１は、例えば、外気温度センサ（外気温度検出手段）５１、内気温度センサ（内気温度検出手段）５２、日射量センサ（日射量検出手段）５３、エバ後温度センサ５４、空調操作スイッチ５５、蒸発器入口温度検出センサ５６、エンジン回転数センサ５７等を備えている。外気温度センサ５１、内気温度センサ５２、日射量センサ５３、エバ後温度センサ５４、蒸発器入口温度検出センサ５６及びエンジン回転数センサ５７は、制御装置５０に接続され、制御装置５０へ信号を出力している。また、空調操作スイッチ５５は制御装置５０に接続されており、乗員による操作状態を制御装置５０が検出できるようになっている。

【0062】

外気温度センサ５１は、例えば車室外において車両前部や側部等に配設されており、車両の周囲の空気温度（外気温度）を検出するものである。内気温度センサ５２は、例えば車室内においてインストルメントパネルの近傍等に配設されており、車室内の空気温度（内気温度）を検出するものである。日射量センサ５３は、例えば車室内においてインストルメントパネルの近傍等に配設されており、車室に照射される日射量を検出するものである。

【0063】

内気温度センサ５２、外気温度センサ５１及び日射量センサ５３は、乗員が感じる冷熱に関連する情報を検出することができるものである。すなわち、内気温度センサ５２から出力される内気温度は、乗員の雰囲気温度と略等しい温度であり、内気温度が高いということは乗員が暖かいと感じ、内気温度が低いということは乗員が寒いと感じる。また、外気温度センサ５１から出力される外気温度が高いと乗員が暖かいと感じ、外気温度が低いと乗員が寒いと感じる。さらに、日射量センサ５３から出力される日射量が多いと乗員が暖かいと感じ、日射量が少ないと乗員が寒いと感じる。

【0064】

エバ後温度センサ５４は、冷却用熱交換器３２の空気流れ方向下流側に配設されており、冷却用熱交換器３２の表面温度を検出するものである。エバ後温度センサ５４は、冷却用熱交換器３２から流出する空気の温度である蒸発器出口温度を検出する蒸発器出口温度検出手段としても機能する。エバ後温度センサ５４と冷却用熱交換器３２の空気流れ方向下流側の面とは接触または接近しているので、エバ後温度センサ５４によって冷却用熱交換器３２の空気流れ方向下流側の面の温度、即ち、冷却用熱交換器３２から流出する空気の温度を検出することが可能になる。

【0065】

空調操作スイッチ５５は、例えばインストルメントパネル等に配設されており、例えば、空調装置１のＯＮ／ＯＦＦの切替スイッチ、送風量を増減させる風量切替スイッチ、車室の温度を設定する温度設定スイッチ、内気循環、外気導入及び内外気混入モードを切り替える内外気切替スイッチ、オートエアコン制御とするか否かを選択するオートスイッチ、吹出方向を切り替える吹出モード切替スイッチ、デフロスタスイッチ等で構成されている。

【0066】

蒸発器入口温度検出センサ５６は、冷却用熱交換器３２に流入する空気の温度である蒸発器入口温度を検出する蒸発器入口温度検出手段である。蒸発器入口温度検出センサ５６は、冷却用熱交換器３２の空気流れ方向上流側に配設することができ、例えば、空調ケーシング３０の内部や送風ケーシング２０の内部に配設することができる。蒸発器入口温度検出センサ５６を設けることなく、外気温度センサ５１の検出値等に基づいて、冷却用熱交換器３２に流入する空気の温度を推定することもできる。推定手法は従来から周知の方法を用いることができる。例えば、外気温度センサ５１と、内気温度センサ５２を利用し、さらに車室内における内気循環率を取得する方法がある。内気循環率は、内外気切替ダンパ６、７によって調整される外気導入量と内気循環量とに基づいて求めることができ、外気導入量が０のときに内気循環率を１００％とし、内気循環量が０のときに内気循環率を０％とすることができる。そして、以下の式により蒸発器入口温度を推定することが可能になる。

【0067】

蒸発器入口温度（推定値）＝内気温度センサ検出温度（℃）×内気循環率（％）＋外気温度センサ検出温度（℃）×（１００％－内気循環率）

【0068】

エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）５７は、エンジンＥのクランク軸の回転数（ｒｐｍ）を検出するためのセンサであり、従来から周知のセンサである。

【0069】

（制御装置５０の構成）
制御装置５０は、上記センサ５１～５４、５６、５７やその他のセンサから出力される信号（出力値）と、空調操作スイッチ５５の操作状態とに基づいて、内外気切替アクチュエータ９、エアミックスアクチュエータ３５、吹出方向切替アクチュエータ４７、ブロアモータ５ｂ及び冷凍サイクル装置６０を制御する。

【0070】

すなわち、空調操作スイッチ５５のオートスイッチによってオートエアコン制御が選択された場合には、車室外の温度、車室内の温度、日射量、エンジン冷却水温度、冷却用熱交換器３２の表面温度、設定温度等に基づいて、車室内に供給する調和空気の目標吹出温度を決定するとともに、この目標吹出温度となるようにエアミックスダンパ３４の開度を演算し、エアミックスダンパ３４がこの開度となるようにエアミックスアクチュエータ３５を制御してエアミックスダンパ３４を回動させる。これにより、調和空気の温度が目標吹出温度となる。

【0071】

また、制御装置５０は、冷房時には吹出モードが主にベントモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ４７を制御し、暖房時には吹出モードが主にヒートモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ４７を制御する。また、冷房時や暖房時であっても弱めの場合には、バイレベルモードやデフベントモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ４７を制御する。さらに、空調操作スイッチ５５が有するデフロスタスイッチがＯＮにされると、吹出モードがデフロスタモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ４７を制御する。

【0072】

例えば冬季に長時間放置された車両で暖房を行う場合や、夏季で長時間放置された車両で冷房を行う場合には、目標吹出温度と内気温度との差が大きくなる。このような場合には、制御装置５０は、風量が多くなるようにブロアモータ５ｂを制御するが、乗員が風量切替スイッチを操作して好みの風量にすることもできるようになっている。また、オートエアコン制御では、目標吹出温度と内気温度との差が小さくなるにつれて風量が少なくなるようにブロアモータ５ｂを制御する。ブロアモータ５ｂの制御は印加電圧の変更によって行われるが、これに限られるものではなく、ブロアモータ５ｂの回転数を変更できればよい。

【0073】

また、制御装置５０は、送風量推定手段５０ａを備えている。送風量推定手段５０ａは、冷却用熱交換器３２に送風される送風量を推定するための部分であり、具体的には、ブロアモータ５ｂに印加される電圧を検出し、この電圧に基づいて冷却用熱交換器３２に送風される送風量を推定する。ブロアモータ５ｂに印加される電圧が高ければ高いほど冷却用熱交換器３２に送風される送風量が多いと推定し、ブロアモータ５ｂに印加される電圧が低ければ低いほど冷却用熱交換器３２に送風される送風量が少ないと推定する。また、送風量推定手段５０ａは、ブロアモータ５ｂの回転数を検出することによって冷却用熱交換器３２に送風される送風量を推定するように構成してもよい。

【0074】

また、制御装置５０は、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂを備えている。目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂは、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替える直前の目標蒸発器出口温度を演算するための部分である。目標蒸発器出口温度は、例えば外気温度や内気温度、乗員による設定温度等に基づいて演算することができ、外気温度や内気温度が高くかつ乗員による設定温度が低い場合のように強い冷房が必要な場合には、目標蒸発器出口温度が高く演算され、反対に弱い冷房でよい場合には、目標蒸発器出口温度が低く演算される。

【0075】

また、制御装置５０は、制御初期値決定手段５０ｃを備えている。制御初期値決定手段５０ｃは、送風量推定手段５０ａで推定された送風量と、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて可変容量圧縮機６１の制御初期値を決定するように構成されている。制御初期値は、送風量推定手段５０ａで推定された送風量が多ければ多いほど可変容量圧縮機６１の吐出容量を増やす方向に変更され、送風量推定手段５０ａで推定された送風量が少なければ少ないほど可変容量圧縮機６１の吐出容量を減らす方向に変更される。また、制御初期値は、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度が高ければ高いほど可変容量圧縮機６１の吐出容量を増やす方向に変更され、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度が低ければ低いほど可変容量圧縮機６１の吐出容量を減らす方向に変更される。

【0076】

また、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差が大きければ大きいほど、可変容量圧縮機６１の吐出容量を増やす方向に制御初期値が変更される。また、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差が小さければ小さいほど、可変容量圧縮機６１の吐出容量を減らす方向に制御初期値が変更される。

【0077】

また、制御装置５０は、保持時間決定手段５０ｄを備えている。保持時間決定手段５０ｄは、制御初期値決定手段５０ｃで決定された制御初期値を保持する保持時間を決定する部分であり、送風量推定手段５０ａで推定された送風量と、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差との少なくとも１つに基づいて保持時間を決定する。

【0078】

保持時間は、送風量推定手段５０ａで推定された送風量が多ければ多いほど長くなるように決定され、送風量推定手段５０ａで推定された送風量が少なければ少ないほど短くなるように変更される。また、保持時間は、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度が高ければ高いほど長くなるように決定され、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度が低ければ低いほど短くなるように決定される。

【0079】

また、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差が大きければ大きいほど、長くなるように保持時間が決定される。また、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度及びエバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度の温度偏差が小さければ小さいほど短くなるように保持時間が決定される。

【0080】

また、保持時間決定手段５０ｄは、エンジン回転数センサ５７で検出されたエンジンの回転数に基づいて保持時間を決定するように構成されていてもよい。エンジン回転数センサ５７で検出されたエンジンの回転数が高ければ高いほど短くなるように保持時間が決定され、エンジン回転数センサ５７で検出されたエンジンの回転数が低ければ低いほど長くなるように保持時間が決定される。

【0081】

制御装置５０は、制御初期値決定手段５０ｃで決定された制御初期値を、保持時間決定手段５０ｄで決定された所定の保持時間連続して可変容量圧縮機６１に出力する初期値保持制御を行い、保持時間決定手段５０ｄで決定された所定の保持時間の経過後、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度との温度偏差に応じた通常制御を行うように構成されている（図６参照）。初期値保持制御は、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替えた直後から行われ、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替える制御信号を電磁クラッチ６１ｂ及び可変容量圧縮機６１に出力すると同時に、制御初期値を可変容量圧縮機６１に出力する。保持時間の計測は、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替えた直後から開始される。

【0082】

図６に示すように、制御装置５０は、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替える際に制御初期値を出力する。すると、可変容量圧縮機６１が制御初期値に応じた容量で作動を開始し、その後、応答遅延を伴い、蒸発器出口温度が低下していく。応答遅延は、状況に応じて異なっており、例えば周囲の温度が高ければ、遅延時間が長くなる傾向にある。また、例えば、エンジンＥの回転数が低ければ、遅延時間が長くなる傾向にある。

【0083】

制御装置５０は、蒸発器出口温度の低下を検出するが、初期値保持制御を保持時間継続するので、蒸発器出口温度が低下しても、制御初期値に応じた容量で可変容量圧縮機６１が作動を継続する。制御装置５０は、保持時間が経過すると通常制御を行う。通常制御では、目標蒸発器出口温度を演算し、蒸発器出口温度が目標蒸発器出口温度となるように、可変容量圧縮機６１への制御信号を出力し、可変容量圧縮機６１の容量を増減させる。

【0084】

制御装置５０は、通常制御時における可変容量圧縮機６１の制御ゲインを蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度に応じて変化させるように構成されておより、制御ゲインを段階的に変化させる分段制御を行う。制御装置５０は、制御ゲインを、エバ後温度センサ５４で検出された蒸発器出口温度によって変化させるように構成されていてもよい。

【0085】

制御装置５０は、制御ゲインを変化させる蒸発器出口温度を、送風量推定手段５０ａで推定された送風量と、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度演算手段５０ｂで演算された目標蒸発器出口温度とによって変更するように構成することができる。さらに、制御装置５０は、蒸発器出口温度と、蒸発器温度変化量とに基づいて制御ゲインを演算するように構成することができる。また、制御装置５０は、可変容量圧縮機１６の作動時間が所定時間以上になると、分段制御を終了し、制御ゲインを所定のゲインに固定するように構成することができる。この所定時間とは、車室の室温が過渡期を過ぎて安定期に入るまでの時間とすることができ、車室内温度の変化度合いが大きい場合には所定時間未満であるとし、車室内温度の変化度合いが小さい場合や殆ど変化がない場合には所定時間以上であるとする。また、設定温度と車室内温度との差が大きい場合には所定時間未満であるとし、設定温度と車室内温度との差が小さい場合や殆ど変化がない場合には所定時間以上であるとする。

【0086】

以下、制御装置５０による具体的な制御内容について図３から図５に基づいて説明する。図３は、空調温度制御が開始されてから行われる制御である。空調温度制御は、乗員による空調のＯＮ操作等によって開始される。ステップＳＡ１では、空調温度制御信号が入力される。ステップＳＡ２では、目標エバポレータ後温度、即ち、冷却用熱交換器３２から流出する空気の温度である蒸発器出口温度を取得する。ステップＳＡ３では、制御初期値決定手段５０ｃにより、制御開始時の制御入力信号を演算する。ステップＳＡ４では、蒸発器入口温度検出センサ５６で検出された温度に基づいて蒸発器入口温度を予測する。ステップＳＡ５では、可変容量圧縮機６１の初期制御信号ＳｔａｒｔＤｕｔｙ（制御初期値）を制御初期値決定手段５０ｃが決定する。また、保持時間決定手段５０ｄが保持時間を演算する。

【0087】

その後、ステップＳＡ６では、制御装置５０が初期制御信号ＳｔａｒｔＤｕｔｙを制御値として出力する。ステップＳＡ７では、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替えた直後から経過した時間（圧縮機作動時間）が保持時間（初期値ＭＩＮ保持時間）以下であるか否かを判定する。ステップＳＡ７でＹＥＳと判定された場合には、圧縮機作動時間が初期値ＭＩＮ保持時間を経過していないということであり、ステップＳＡ７に戻る。ステップＳＡ７でＮＯと判定された場合には、圧縮機作動時間が初期値ＭＩＮ保持時間を経過したということであり、図４に示すフローチャートのステップＳＢ１に進む。ステップＳＢ１では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ、即ち、冷却用熱交換器３２から流出する空気の温度である蒸発器出口温度を読み取る。

【0088】

その後、ステップＳＢ２に進み、可変容量圧縮機６１を停止状態から作動状態に切り替えた直後から経過した時間（圧縮機作動時間）が所定時間以下であるか否かを判定する。ステップＳＢ２でＹＥＳと判定された場合には、圧縮機作動時間が所定時間を経過していないということであり、図３に示すフローチャートのステップＳＡ７に戻る。ステップＳＢ２でＮＯと判定された場合には、圧縮機作動時間が所定時間を経過したということであり、ステップＳＢ３に進む。

【0089】

ステップＳＢ３では、エバポレータ後温度変化率（蒸発器温度変化量）を判定する。エバポレータ後温度変化率は、ΔＴｅｖａｐであり、Ｔｅｖａｐ（ｎ）－Ｔｅｖａｐ（ｎ－１）で算出される。このエバポレータ後温度変化率の判定は、図５に示すグラフに基づいて行われる。縦軸は「有効」と「無効」の２種類の判定を示している。横軸は、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ（ｎ）からエバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ（ｎ－１）を差し引いた値（℃）である。この値が－０．１℃と０．１℃を境にして、０．１℃よりも低い側から０．１℃に達すると、有効から無効になり、－０．１℃よりも高い側から－０．１℃に達すると、無効から有効になる。この判定基準及び判定手法は一例であり、これに限られるものではない。

【0090】

ステップＳＢ４では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ≧エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ１を判定する。時系列では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ１、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐの順になる。ステップＳＢ４でＹＥＳと判定されれば、図３に示すフローチャートのステップＳＡ７に進み、ステップＳＢ４でＮＯと判定されれば、ステップＳＢ５に進む。ステップＳＢ５では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ１≧エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ＞エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ２、かつ、上記判定が「有効」であるか否かを判定する。時系列では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ１、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ２、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐの順になる。

【0091】

ステップＳＢ５でＹＥＳと判定されれば、ステップＳＢ６に進み、通常制御時の制御ゲインとして制御ゲイン１（第１制御ゲイン）を決定する。ステップＳＢ７では、ステップＳＢ６で決定された制御ゲイン１に基づいて演算された制御値が可変容量圧縮機６１に出力される。

【0092】

ステップＳＢ５でＮＯと判定された場合には、ステップＳＢ８に進む。ステップＳＢ８では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ２≧エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ＞エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ３、かつ、上記判定が「有効」であるか否かを判定する。時系列では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ２、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ３、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐの順になる。ステップＳＢ８でＹＥＳと判定されれば、ステップＳＢ９に進み、通常制御時の制御ゲインとして制御ゲイン２（第２制御ゲイン）を決定する。ステップＳＢ７では、ステップＳＢ９で決定された制御ゲイン２に基づいて演算された制御値が可変容量圧縮機６１に出力される。

【0093】

ステップＳＢ８でＮＯと判定された場合には、ステップＳＢ１０に進む。ステップＳＢ１０では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ≦エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ３であるか否かを判定する。時系列では、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ、エバポレータ後温度Ｔｅｖａｐ３の順になる。ステップＳＢ１０でＮＯと判定されれば、ステップＳＢ１１に進み、通常制御時の制御ゲインとして制御ゲイン３（第３制御ゲイン）を決定する。ステップＳＢ７では、ステップＳＢ１１で決定された制御ゲイン３に基づいて演算された制御値が可変容量圧縮機６１に出力される。

【0094】

ステップＳＢ１０でＮＯと判定された場合には、ステップＳＢ１２に進み、通常制御時の制御ゲインとして制御ゲイン３（第３制御ゲイン）を決定する。ステップＳＢ１３では、ステップＳＢ１２で決定された制御ゲイン３に基づいて演算された制御値が可変容量圧縮機６１に出力される。そして、ステップＳＢ１４に進み、エバポレータ後温度を読み取る。ステップＳＢ１４でエバポレータ後温度を読み取った後、ステップＳＢ１２に進む。したがって、ステップＳＢ１０で一旦ＮＯと判定されたら、制御ゲイン３として、次の制御周期からステップＳＢ４、ＳＢ５及びＳＢ８には進まず、圧縮器６１がＯＦＦとなるまで、制御ゲイン３を維持する。

【0095】

したがって、図６に示すように、制御ゲイン１は、制御ゲイン２、３よりも早いタイミングで適用される制御ゲインであり、また、制御ゲイン２は、制御ゲイン３よりも早いタイミングで適用される制御ゲインである。制御ゲイン１は制御ゲイン２、３よりも高い値であり、また、制御ゲイン２は、制御ゲイン３よりも高い値となっている。

【0096】

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、冷却用熱交換器３２に送風される送風量と、蒸発器入口温度と、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度の温度偏差とに基づいて可変容量圧縮機６１の制御初期値を決定することができる。この制御初期値が可変容量圧縮機６１に出力されると、可変容量圧縮機６１が停止状態から作動状態に切り替えられる。制御初期値は、冷却用熱交換器３２に送風される送風量や、蒸発器入口温度、目標蒸発器出口温度及び蒸発器出口温度の温度偏差に基づいて設定されているので、冷凍サイクル装置６０の運転前の状況が反映された値であり、その状況に適した制御初期値となっている。そして、この制御初期値が所定の保持時間連続して可変容量圧縮機６１に出力されるので、蒸発器温度の応答が遅れたとしても、蒸発器温度のオーバーシュートやアンダーシュートが発生することなく、冷却用熱交換器３２が早く目標蒸発器温度となって安定する。したがって、冷却用熱交換器３２の温度の安定性及び即応性を向上させることができる。

【0097】

また、可変容量圧縮機６１を車両のエンジンＥで駆動する場合には、エンジンＥの回転数によって可変容量圧縮機６１への入力量が大きく異なることになる。このエンジンＥの回転数に基づいて保持時間を決定することで、保持時間がエンジンＥの回転数に応じた適切な時間になる。

【0098】

また、制御ゲインを変化させる際、送風量、蒸発器入口温度、目標蒸発器出口温度によって変更される蒸発器出口温度を使用することで、制御ゲインが冷凍サイクル装置６０の運転状況に応じて変化するようになる。

【0099】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0100】

以上説明したように、本発明に係る冷凍サイクル装置は、例えば、車両用空調装置の一部として使用することができる。

【符号の説明】

【0101】

１ 車両用空調装置
３２ 冷却用熱交換器（蒸発器）
５０ 制御装置
５０ａ 送風量推定手段
５０ｂ 目標蒸発器出口温度演算手段
５０ｃ 制御初期値決定手段
５０ｄ 保持時間決定手段
５４ エバ後温度センサ（蒸発器出口温度検出手段）
５６ 蒸発器入口温度検出センサ（蒸発器入口温度検出手段）
５７ エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
６０ 冷凍サイクル装置
Ｅ エンジン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】