JP2001280258A

JP2001280258A - 冷凍システム制御装置及び方法

Info

Publication number: JP2001280258A
Application number: JP2000099656A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimada; 明島田
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変動によっても制御系が安定し、速応性
に優れた冷凍システム制御装置及び方法を提供する。【解決手段】バルブ４１を駆動する駆動巻線５１は、
油圧駆動アクチュエータ２０に一体型であることが多
く、駆動巻線５１の抵抗値Ｒは温度Ｔの上昇に伴って増
加する。そのため、駆動電圧Ｖと電流Ｉを検出できれ
ば、等価電気回路モデルを基に抵抗値Ｒは算出でき、抵
抗値Ｒを基に温度Ｔを推定することができる。そこで、
密度ρと粘性摩擦係数ｃとを温度の関数として予めモデ
ル化しておけば、各推定値に対応した制御が可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍システム制御装
置及び方法に係わり、特に温度変動によっても制御系が
安定し、速応性に優れた冷凍システム制御装置及び方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変容量型気体圧縮機１０の断面図を図
４に、図４中のＡ−Ａ矢視線断面図を図５に示す。可変
容量型気体圧縮機１０は、自動車に搭載され、この可変
容量型気体圧縮機１０の吸入口１に接続された図示しな
いエバポレータ内に流す冷媒ガスの状態量を変化させる
ことで、自動車の車室内の温度Ｔ_ｉｎを目標温度Ｔ_ｒに
制御するというように用いられている。シリンダ３は、
フロントヘッド５とリアサイドブロック７間に挟装され
ている。シリンダ３内にはロータ９が回転可能に配設さ
れている。

【０００３】ロータ９は回転軸１１に貫通固定されてい
る。回転軸１１は、エンジンにより回転駆動されるよう
になっている。ロータ９の外周には径方向にベーン溝１
３が形成され、ベーン溝１３にはベーン１５が摺動可能
に装着されている。そして、ベーン１５は、ロータ９の
回転時には遠心力とベーン溝１３底部の油圧とによりシ
リンダ３の内壁に付勢される。

【０００４】シリンダ３内は、ロータ９、ベーン１５、
１５・・により複数の小室に仕切られている。これらの
小室は圧縮室１７、１７・・と称され、ロータ９の回転
により容積の大小変化を繰り返す。

【０００５】そして、このように、ロータ９が回転して
圧縮室１７、１７・・の容積が変化すると、その容積変
化により吸入口１より低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。
シリンダ３及びリアサイドブロック７の周端部にはケー
ス１９が固定され、このケース１９の内部には、吐出室
２１が形成されている。

【０００６】圧縮室１７で圧縮された高圧冷媒ガスは、
吐出ポート２３、吐出弁２５を介して吐出室２１に送ら
れる。そして、冷媒ガスは吐出室２１から吐出口２７を
経て図示しない凝縮器へと送られる。

【０００７】この可変容量型気体圧縮機１０は油圧駆動
アクチュエータ２０を備えている。油圧駆動アクチュエ
ータ２０は、車室内温度Ｔ_ｉｎにより冷媒ガスの吐出容
量を可変調節可能なようになっている。油圧駆動アクチ
ュエータ２０の一構成例を図６に示す。

【０００８】図６において、バルブ４１はプランジャ４
３により移動されるようになっている。バルブ４１は油
圧制御室４５に貫通され、その移動量の変化により油圧
制御室４５内の容積を可変可能なようになっている。

【０００９】油圧制御室４５の右端部には駆動シャフト
４７が移動自在に内蔵されている。駆動シャフト４７の
所定位置には切欠４８が設けられ、この切欠４８には揺
動自在にピン４９が通されている。バルブ４１の開閉に
より、油圧制御室４５には高圧の油が供給される。

【００１０】そして、この油は駆動シャフト４７の周囲
の隙間を漏れることで低圧となり、図中右方より排出さ
れる。ここに、油圧制御室４５内は中圧圧力となり、こ
の圧力は、主にバルブ４１の開閉によって生じる油の流
入量Ｑ１と駆動シャフト４７の周囲の隙間から出て行く
油流量Ｑ２の差から決定される。

【００１１】プランジャ４３は、駆動巻線５１に電流が
流されることで発生した電磁力により吸引され右方に移
動される。プランジャ４３の左端にはバネ５３が配設さ
れ、駆動巻線５１の電磁力に抗してプランジャ４３を左
方に引いている。また、駆動シャフト４７の右端にはバ
ネ５５が配設され、駆動シャフト４７を左方に押してい
る。

【００１２】制御板２９は、フロントヘッド５内にシリ
ンダ３の側部に面するように配設されている。制御板２
９には切り欠き２９ａが２か所に施されている。この切
り欠き２９ａは、シリンダ３の内部と吸入口１に通じる
吸入室３１間を連通させる。一方、制御板２９の切り欠
きの無い部分、シリンダ３の内壁及びベーン１５により
閉鎖された空間には圧縮室１７が形成される。

【００１３】制御板２９を右回転させれば切り欠き２９
ａが右方向に回転されたことにより、圧縮室１７が形成
される位置も右側に移動し、このときの圧縮室１７の容
量も小さくなる。このように、制御板２９を回動させる
ことで、吐出容量を調節可能である。

【００１４】ピン４９の一端は、制御板２９に固定さ
れ、制御板２９の回動は、ピン４９を介して駆動シャフ
ト４７により行われる。バルブ４１を開度調節すること
で油圧制御室４５に吐出室２１より油を注入し、このと
きの油圧により駆動シャフト４７を直進運動させる。

【００１５】そして、この直進運動をピン４９を介して
回転運動に変換して、制御板２９を回動させる。油の注
入量は、バルブ４１の開度を変更することで変えること
が可能である。この開度の変更は、図７に示すデューテ
ィー比を変えることで行っている。このデューティー比
は電圧信号（平均電圧Ｖ）として駆動巻線５１に印加さ
れる。

【００１６】デューティ比は、駆動回路の最大電圧を１
００％とした場合の、平均出力電圧に相当する信号で０
〜１００％の値を取る。デューティ比は、用いる駆動回
路がＰＷＭインバータ回路の場合は、スイッチングのオ
ン時間／周期の比と一致し、平均出力電圧を指示するこ
とになり、駆動回路にリニア増幅回路を用いている場合
は、瞬時出力電圧／最大出力電圧の比と一致し、結果的
に駆動回路は瞬時出力電圧を出力する。ここでは、両者
共に同じ機能に当るため、共に一括して、平均電圧Ｖと
呼ぶ。

【００１７】制御板２９は、油圧制御室４５内の制御圧
力Ｐ_Ｃと吸入室３１内の圧力Ｐ_Ｓの差圧に従いバネ５５
による弾性力との均衡のもとに回動される。ここに、バ
ルブ４１を流れる油の流量Ｑは（係数ｃ）×（開口面積
Ｓ）×√（２×圧力差ｄＰ／油密度ρ）で決定される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油密度
ρは温度依存性が高い。また、駆動シャフト４７の粘性
摩擦係数ｃも油の温度に大きく依存する。かかる場合
に、油圧駆動アクチュエータ２０の動特性は大きく変動
する。

【００１９】一方、油圧駆動アクチュエータ２０には、
必ずしも温度センサを設けたり、駆動シャフト４７の位
置または速度を検出するセンサを設けることができない
場合がある。このような場合に、油圧駆動アクチュエー
タ２０により駆動されるシステムは制御性能が安定せ
ず、時には不安定になることが有り得る。

【００２０】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、温度変動によっても制御系が安定し、速
応性に優れた冷凍システム制御装置及び方法を提供する
ことを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、駆動
巻線に流す電流量を可変することで容量可変が行える可
変容量型気体圧縮機と、該可変容量型気体圧縮機により
冷却された室内の空気温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段で検出された空気温度を温度目標値と比
較し偏差を出力する偏差算出手段と、該偏差算出手段よ
り出力された偏差を基に制御量を演算し、かつ該制御量
を電気信号として前記駆動巻線に出力する制御手段と、
該制御手段から出力された前記電気信号の電圧を検出す
る電圧検出手段と、前記駆動巻線を流れる電流量を検出
する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電流量
及び前記電圧検出手段で検出した電圧を基に前記駆動巻
線の温度を演算する駆動巻線温度演算手段と、前記制御
手段の制御パラメータと前記駆動巻線の温度との関係を
予め取得し、該駆動巻線の温度に適した前記制御パラメ
ータの関係をデータ化した制御パラメータ・駆動巻線温
度関係データと、該制御パラメータ・駆動巻線温度関係
データが保存される保存手段と、前記駆動巻線温度演算
手段で演算された前記駆動巻線の温度を基に前記保存手
段に保存された制御パラメータ・駆動巻線温度関係デー
タから前記制御パラメータを選択する制御パラメータ選
択手段と、前記制御パラメータを前記制御パラメータ選
択手段で選択された値に変更する制御パラメータ変更手
段とを備えて構成した。

【００２２】可変容量型気体圧縮機は、駆動巻線に流す
電流量を可変することで容量可変が行える。温度検出手
段では、可変容量型気体圧縮機により冷却された室内の
空気温度を検出可能である。偏差算出手段では、温度検
出手段で検出された空気温度を温度目標値と比較し偏差
を出力する。

【００２３】制御手段では、偏差算出手段より出力され
た偏差を基に制御量を演算し、かつこの制御量を電気信
号として駆動巻線に出力する。電圧検出手段では、制御
手段から出力された電気信号の電圧を検出する。一方、
電流検出手段では、駆動巻線を流れる電流量を検出す
る。

【００２４】駆動巻線温度演算手段では、電流検出手段
で検出した電流量及び電圧検出手段で検出した電圧を基
に駆動巻線の温度を演算する。この際の温度計算は、抵
抗値の温度依存式に基づいて処理する。そして、制御手
段の制御パラメータと駆動巻線の温度との関係を予め取
得し、この駆動巻線の温度に適した制御パラメータの関
係をデータ化した制御パラメータ・駆動巻線温度関係デ
ータを作成する。

【００２５】駆動巻線の温度が上昇することにより、油
の温度も上昇する。このとき、油密度ρや粘性摩擦係数
ｃが変動し、可変容量型気体圧縮機の容量可変は精度良
く行われなくなる。

【００２６】このため、駆動巻線の温度毎に最適な制御
パラメータを対応付けしてデータ化しておくこととす
る。駆動巻線の温度毎とは、温度範囲を段階的に区切
り、各段階毎に対応付けをしてもよいし、また連続的に
各パラメータと対応付けしてもよい。この制御パラメー
タ・駆動巻線温度関係データは保存手段に保存する。

【００２７】制御パラメータ選択手段では、駆動巻線温
度演算手段で演算された駆動巻線の温度を基に、保存手
段に保存された制御パラメータ・駆動巻線温度関係デー
タから制御パラメータを選択する。制御パラメータ変更
手段では、制御パラメータを制御パラメータ選択手段で
選択された値に変更する。

【００２８】以上により、特別なセンサを付加すること
なく駆動巻線温度を推定し、この推定温度情報に基づい
て制御系の制御パラメータを変更することにより、温度
変化に不感な冷凍システム制御装置を実現可能である。
このため、この制御は安定性と速応性に優れる。

【００２９】また、本発明は、駆動巻線に流す電流量を
可変することで容量可変が行える可変容量型気体圧縮機
と、該可変容量型気体圧縮機により冷却された室内の空
気温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検
出された空気温度を温度目標値と比較し偏差を出力する
偏差算出手段と、該偏差算出手段より出力された偏差を
基に制御量を演算し、かつ該制御量を電気信号として前
記駆動巻線に出力する制御手段と、該制御手段から出力
された前記電気信号の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記駆動巻線を流れる電流量を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段で検出した電流量及び前記電圧検出
手段で検出した電圧を基に前記駆動巻線の温度を演算す
る駆動巻線温度演算手段と、前記駆動巻線の温度、前記
電流量及び前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度の関係
を予め取得し、該関係が保存されたテーブルと、前記制
御手段の制御パラメータと前記可変容量型気体圧縮機の
周囲温度との関係を予め取得し、該可変容量型気体圧縮
機の周囲温度と該周囲温度に適した前記制御パラメータ
の関係をデータ化し、保存した制御パラメータ・可変容
量型気体圧縮機周囲温度関係データと、前記電流検出手
段で検出した電流量及び前記駆動巻線温度演算手段で演
算された前記駆動巻線の温度から前記可変容量型気体圧
縮機の周囲温度を演算する可変容量型気体圧縮機周囲温
度演算手段と、該可変容量型気体圧縮機周囲温度演算手
段で演算された前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度に
基づき前記制御パラメータ・可変容量型気体圧縮機周囲
温度関係データから前記制御パラメータを選択する制御
パラメータ選択手段と、前記制御パラメータを前記制御
パラメータ選択手段で選択された値に変更する制御パラ
メータ変更手段とを備えて構成した。

【００３０】駆動巻線温度演算手段では、電流検出手段
で検出した電流量及び電圧検出手段で検出した電圧を基
に駆動巻線の温度を演算する。そして、駆動巻線の温
度、電流量及び可変容量型気体圧縮機の周囲温度の関係
を予め取得し、この関係をテーブルとして保存する。

【００３１】また、制御手段の制御パラメータと可変容
量型気体圧縮機の周囲温度との関係を予め取得し、この
可変容量型気体圧縮機の周囲温度とこの周囲温度に適し
た制御パラメータの関係をデータ化し、制御パラメータ
・可変容量型気体圧縮機周囲温度関係データとして保存
する。

【００３２】可変容量型気体圧縮機周囲温度演算手段で
は、電流検出手段で検出した電流量及び駆動巻線温度演
算手段で演算された駆動巻線の温度から可変容量型気体
圧縮機の周囲温度を演算する。

【００３３】制御パラメータ選択手段では、可変容量型
気体圧縮機周囲温度演算手段で演算された可変容量型気
体圧縮機の周囲温度に基づき、制御パラメータ・可変容
量型気体圧縮機周囲温度関係データから制御パラメータ
を選択する。

【００３４】即ち、請求項１とは異なり、駆動巻線の温
度では無く、可変容量型気体圧縮機の周囲温度を用い
て、この周囲温度に対応させた制御パラメータを選択す
るようにする。

【００３５】このことにより、温度変化による影響を最
も受けやすい油分の通路周辺における温度を用いて一層
良好な制御パラメータを選択出来る。

【００３６】更に、本発明は、前記温度検出手段におけ
る温度検出、前記偏差算出手段による偏差の算出、前記
制御手段による制御量の演算及び該制御量の前記駆動巻
線への出力は第１の周期で更新され、前記電圧検出手段
における電圧検出、前記電流検出手段における電流検
出、前記駆動巻線温度演算手段による前記駆動巻線の温
度演算、前記制御パラメータ選択手段による前記制御パ
ラメータの選択、前記制御パラメータ変更手段によるパ
ラメータ値の変更及び／又は前記可変容量型気体圧縮機
周囲温度演算手段による前記可変容量型気体圧縮機の周
囲温度演算は第２の周期で更新されることを特徴とす
る。

【００３７】第１の周期と第２の周期は同期させてもよ
いが、異ならせてもよい。同期させた場合には制御が簡
単になり、異ならせた場合には、例えば演算時間の空き
を利用する等により効率良い制御が行える。

【００３８】更に、本発明は冷凍システムの制御方法で
あって、駆動巻線に流す電流量を可変することで容量可
変が行える可変容量型気体圧縮機を用いた冷凍システム
において、該可変容量型気体圧縮機により冷却された室
内の空気温度を温度検出手段により検出し、該温度検出
手段で検出した空気温度を温度目標値と比較し偏差を出
力し、該偏差を基に制御手段により制御量を演算し、か
つ該制御量を電気信号として前記駆動巻線に出力し、該
電気信号の電圧を電圧検出手段により検出し、前記駆動
巻線を流れる電流量を電流検出手段により検出し、該電
流検出手段で検出した電流量及び前記電圧検出手段で検
出した電圧を基に前記駆動巻線の温度を演算し、前記制
御手段の制御パラメータと前記駆動巻線の温度との関係
を予め取得し、該駆動巻線の温度に適した前記制御パラ
メータの関係をデータ化し、該データを保存しておき、
前記駆動巻線の温度を基に前記保存されているデータか
ら前記制御パラメータを選択し、前記制御パラメータを
選択された値に変更することを特徴とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
ついて説明する。図１に、本発明の第１実施形態の構成
図を示す。尚、図４〜図７と同一要素のものについては
同一符号を付して説明は省略する。

【００４０】図１において、可変容量型気体圧縮機１０
は、自動車の車室６１内の温度Ｔ_ｉ _ｎを制御するのに配
設されている。温度Ｔ_ｉｎは空気温度センサ６３により
検出されるようになっている。この検出された温度Ｔ
_ｉｎは、偏差算出器６５により目標温度Ｔ_ｒと比較さ
れ、偏差ｅが出力されるようになっている。

【００４１】この偏差ｅは、制御器６０に入力されるよ
うになっている。制御器６０は、ＰＩＤ制御部６７、ロ
ーパスフィルタ６９及び飽和要素７１で構成されてい
る。ＰＩＤ制御部６７は、積分ゲインＫ_ｉ、微分ゲイン
Ｋ_ｄ、比例ゲインＫ_ｐの制御パラメータを有している。

【００４２】また、ローパスフィルタ６９はフィルタ定
数Ｆを有している。飽和要素７１より出力された信号は
デューティー比であり、この平均電圧Ｖが駆動巻線温度
演算部７３に入力されるようになっている。

【００４３】デューティー比はアンプ７５により増幅さ
れ、駆動巻線５１に出力されるようになっている。アン
プ７５の出力からは、駆動巻線５１に流れる電流が検出
され、駆動巻線温度演算部７３に入力されるようになっ
ている。

【００４４】駆動巻線温度演算部７３では、駆動巻線５
１の温度が演算され、この温度に適した制御器６０の制
御パラメータＫ_ｉ、Ｋ_ｄ、Ｋ_ｐ、Ｆが選択されるように
なっている。そして、選択された結果により、制御器６
０の制御パラメータが変更されるようになっている。

【００４５】次に、本発明の第１実施形態の動作を説明
する。バルブ４１を駆動する駆動巻線５１は、油圧駆動
アクチュエータ２０に一体型であることが多く、駆動巻
線５１の抵抗値Ｒは温度Ｔの上昇に伴って増加する。そ
のため、駆動電圧Ｖと電流Ｉを検出できれば、等価電気
回路モデルを基に抵抗値Ｒは算出でき、抵抗値Ｒを基に
温度Ｔを推定することができる。そこで、密度ρと粘性
摩擦係数ｃとを温度の関数として予めモデル化しておけ
ば、各推定値に対応した制御が可能になる。

【００４６】以下、詳細を説明する。ＰＷＭ制御等のス
イッチング回路によって駆動電圧を得ている場合はその
平均電圧値Ｖを算出する。デューティー比の平均電圧Ｖ
は、電源電圧（例えば１２ボルト）×デューティー比／
１００〔％〕で求められる。駆動巻線５１の平均電圧Ｖ
は、駆動巻線５１に流れる電流Ｉと数１の関係にある。

【００４７】

【数１】Ｖ＝ＲＩ＋ＬｄＩ／ｄｔ＋Ｋ_ｓＶ_ｉ

【００４８】ここに、Ｒは駆動巻線５１の巻線抵抗、Ｌ
は自己誘導インダクタンス、Ｋ_ｓはプランジャ４３の移
動速度に伴い生ずる誘起電圧定数、Ｖ_ｉは誘起電圧であ
る。

【００４９】いま、電流変化が電気的時定数ｔｅ＝Ｌ／
Ｒに比して遅い場合及び誘起電圧定数Ｋ_ｓが小さい
か、プランジャ４３の移動速度が小さい場合には、数１
の第２項、第３項を省略出来、駆動巻線５１の平均電圧
Ｖは、駆動巻線５１に流れる電流ＩとＶ＝ＲＩの関係に
なる。一方、巻線抵抗Ｒは温度Ｔと数２の関係がある。

【００５０】

【数２】Ｒ＝Ｒ_０（１＋αＴ）

【００５１】ここに、Ｒ_０は基準値（低温）、αは正の
係数、Ｔは「温度−基準温度」である。これより、温度
Ｔは、数３のように求められる。

【００５２】

【数３】Ｔ＝（Ｒ／Ｒ_０−１）／α ＝（Ｖ／（Ｉ・Ｒ_０）−１）／α

【００５３】これを一定時間ｔ_ｓ１毎に繰り返すことで
Ｔ値は更新される。このことにより、バルブ４１自体が
取り付けられている可変容量型気体圧縮機１０の温度Ｔ
がわかり、可変容量型気体圧縮機１０の熱交換効率が推
定できる。

【００５４】図２に示すように、温度Ｔは温度範囲毎に
ｎ個の領域に分割されている。そして、この各温度領域
に対する制御則１、制御則２、…、制御則ｎを用意す
る。各制御則は、各温度範囲毎に異なる油密度ρや粘性
摩擦係数ｃの影響を最小限に抑えられる制御となるよう
に実験的に予め算出しておき、その最適な対応関係をコ
ンピュータに保存しておく。

【００５５】そして、一定時間毎に数３を用いて温度Ｔ
を求め、対応する領域に相当する制御則を求める。求め
られた制御則に応じ、制御器６０の制御パラメータ（積
分ゲインＫ_ｉ、微分ゲインＫ_ｄ、比例ゲインＫ_ｐ、フィ
ルタ定数Ｆ）を変更する。その後、この制御則を実施す
る。温度領域が隣の領域に変化したら、制御則も切替え
る。

【００５６】可変容量型気体圧縮機１０は冷凍システム
の核となる要素の一つであるため、可変容量型気体圧縮
機１０の温度Ｔも冷凍システムの動作に影響する。この
ために、算出温度Ｔをシステムの状態推定に用いること
ができ、その結果、高効率な冷凍システム動作が可能に
なる。

【００５７】以上により、バルブ４１の動作が温度変動
によらず安定化する。特別なセンサを付加することなく
駆動巻線５１の温度を推定し、この推定温度情報に基づ
いて制御器６０の制御パラメータを変更することによ
り、温度変化に不感な自動車の車室内制御を行うことが
出来る。この制御は安定性と速応性に優れる。

【００５８】また、本発明の第１実施形態では、温度Ｔ
は温度範囲毎にｎ個の領域に分割されているとして説明
したが、ｎを無限とし、連続関数として温度Ｔと制御則
を関連付けることも可能である。

【００５９】即ち、制御則を温度を伴う関数として求
め、変化させる。例えば、ＰＩＤ制御則の場合、ｕ＝Ｋ
_ｐ＊（ｅ）＋Ｋ_ｉ＊積分（ｅ）＋Ｋ_ｄ＊微分（ｅ）がし
ばしば利用されるが、積分ゲインＫ_ｉ、微分ゲイン
Ｋ_ｄ、比例ゲインＫ_ｐをＴの関数として逐次更新させ
る。

【００６０】なお、本発明の第１実施形態の構成はコン
ピュータシステムにより実現可能である。この際、温度
Ｔの更新周期ｔ_ｓ１と制御演算周期ｔ_ｓ２は同じでも異
なっても良い。

【００６１】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。抵抗Ｒの温度上昇は外部環境からの熱伝導と駆動
電流Ｉによる発熱によって生じる。そこで、単数または
複数の基準温度での駆動電流変化に対する温度上昇が予
めわかれば、外気温度を逆算でき、制御に活かせる。

【００６２】本発明の第２実施形態は、本発明の第１実
施形態と推定すべき温度の算出地点が異なる点で相違す
る。即ち、駆動巻線５１の温度Ｔを推定するのでは無
く、油圧駆動アクチュエータ２０の周囲温度Ｔ_ｅｎｖを
推定し、この周囲温度Ｔ_ｅｎｖを用いて、この周囲温度
Ｔ_ｅｎｖに対応させた制御パラメータを選択するように
する。

【００６３】図３に基づき、この油圧駆動アクチュエー
タ２０の周囲温度Ｔ_ｅｎｖの推定方法を説明する。駆動
巻線５１の温度Ｔは、駆動巻線５１の駆動電流Ｉと周囲
温度Ｔ_ｅｎｖの関数Ｔ＝Ｔ（Ｉ、Ｔ_ｅｎｖ）と表わされ
る。周囲温度Ｔ_ｅｎｖ固定で電流Ｉを変化させる測定
と、電流Ｉ固定で周囲温度Ｔ_ｅｎｖを変化させる測定か
ら図３に示すような２次元テーブル又は近似関数を得
る。

【００６４】次に、駆動巻線５１の温度Ｔをまず数３に
基づき算出し、この算出結果と電流Ｉから周囲温度Ｔ
_ｅｎｖを逆算する。そして、この周囲温度Ｔ_ｅｎｖを基
に本発明の第１実施形態と同様に、対応する領域に相当
する制御則を求める。

【００６５】なお、周囲温度Ｔ_ｅｎｖと制御則の対応は
本発明の第１実施形態と同様に予め最適な対応関係を実
験等で求めておき、その結果のデータを保存しておくよ
うにする。求められた制御則に応じ、制御器６０の制御
パラメータ（積分ゲインＫ_ｉ、微分ゲインＫ_ｄ、比例ゲ
インＫ_ｐ、フィルタ定数Ｆ）を本発明の第１実施形態と
同様に変更する。

【００６６】このように、駆動巻線５１の温度Ｔに代え
て油圧駆動アクチュエータ２０の周囲温度Ｔ_ｅｎｖを推
定し、用いることで、温度変化による影響を最も受けや
すい油分の通路周辺における温度を用いて一層良好な制
御パラメータを選択出来る。

【００６７】なお、本発明の各実施形態は、冷凍システ
ムに関わらず、電磁駆動型のアクチュエータが組み込ま
れている機械全般に適用可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動巻線温度演算手段で演算された駆動巻線の温度を基
に、制御パラメータ・駆動巻線温度関係データから制御
パラメータを選択するように構成したので、温度変化に
不感な冷凍システム制御装置を実現可能である。また、
この制御は安定性と速応性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成図

【図２】温度Ｔと制御則の関係を示す図

【図３】油圧駆動アクチュエータの周囲温度の推定方
法を説明する図

【図４】可変容量型気体圧縮機の断面図

【図５】図４中のＡ−Ａ矢視線断面図

【図６】油圧駆動アクチュエータの一構成例

【図７】デューティー比を説明する図

【符号の説明】

１０可変容量型気体圧縮機２０油圧駆動アクチュエータ２９制御板４１バルブ４３プランジャ４５油圧制御室４７駆動シャフト４８切欠４９ピン５１駆動巻線５３、５５バネ６０制御器６１車室６３空気温度センサ６５偏差算出器６７ＰＩＤ制御部６９ローパスフィルタ７１飽和要素７３駆動巻線温度演算部７５アンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動巻線に流す電流量を可変することで
容量可変が行える可変容量型気体圧縮機と、該可変容量
型気体圧縮機により冷却された室内の空気温度を検出す
る温度検出手段と、該温度検出手段で検出された空気温
度を温度目標値と比較し偏差を出力する偏差算出手段
と、該偏差算出手段より出力された偏差を基に制御量を
演算し、かつ該制御量を電気信号として前記駆動巻線に
出力する制御手段と、該制御手段から出力された前記電
気信号の電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動巻線
を流れる電流量を検出する電流検出手段と、該電流検出
手段で検出した電流量及び前記電圧検出手段で検出した
電圧を基に前記駆動巻線の温度を演算する駆動巻線温度
演算手段と、前記制御手段の制御パラメータと前記駆動
巻線の温度との関係を予め取得し、該駆動巻線の温度に
適した前記制御パラメータの関係をデータ化した制御パ
ラメータ・駆動巻線温度関係データと、該制御パラメー
タ・駆動巻線温度関係データが保存される保存手段と、
前記駆動巻線温度演算手段で演算された前記駆動巻線の
温度を基に前記保存手段に保存された制御パラメータ・
駆動巻線温度関係データから前記制御パラメータを選択
する制御パラメータ選択手段と、前記制御パラメータを
前記制御パラメータ選択手段で選択された値に変更する
制御パラメータ変更手段とを備えたことを特徴とする冷
凍システム制御装置。
【請求項２】駆動巻線に流す電流量を可変することで
容量可変が行える可変容量型気体圧縮機と、該可変容量
型気体圧縮機により冷却された室内の空気温度を検出す
る温度検出手段と、該温度検出手段で検出された空気温
度を温度目標値と比較し偏差を出力する偏差算出手段
と、該偏差算出手段より出力された偏差を基に制御量を
演算し、かつ該制御量を電気信号として前記駆動巻線に
出力する制御手段と、該制御手段から出力された前記電
気信号の電圧を検出する電圧検出手段と、前記駆動巻線
を流れる電流量を検出する電流検出手段と、該電流検出
手段で検出した電流量及び前記電圧検出手段で検出した
電圧を基に前記駆動巻線の温度を演算する駆動巻線温度
演算手段と、前記駆動巻線の温度、前記電流量及び前記
可変容量型気体圧縮機の周囲温度の関係を予め取得し、
該関係が保存されたテーブルと、前記制御手段の制御パ
ラメータと前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度との関
係を予め取得し、該可変容量型気体圧縮機の周囲温度と
該周囲温度に適した前記制御パラメータの関係をデータ
化し、保存した制御パラメータ・可変容量型気体圧縮機
周囲温度関係データと、前記電流検出手段で検出した電
流量及び前記駆動巻線温度演算手段で演算された前記駆
動巻線の温度から前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度
を演算する可変容量型気体圧縮機周囲温度演算手段と、
該可変容量型気体圧縮機周囲温度演算手段で演算された
前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度に基づき前記制御
パラメータ・可変容量型気体圧縮機周囲温度関係データ
から前記制御パラメータを選択する制御パラメータ選択
手段と、前記制御パラメータを前記制御パラメータ選択
手段で選択された値に変更する制御パラメータ変更手段
とを備えたことを特徴とする冷凍システム制御装置。
【請求項３】前記温度検出手段における温度検出、前
記偏差算出手段による偏差の算出、前記制御手段による
制御量の演算及び該制御量の前記駆動巻線への出力は第
１の周期で更新され、前記電圧検出手段における電圧検
出、前記電流検出手段における電流検出、前記駆動巻線
温度演算手段による前記駆動巻線の温度演算、前記制御
パラメータ選択手段による前記制御パラメータの選択、
前記制御パラメータ変更手段によるパラメータ値の変更
及び／又は前記可変容量型気体圧縮機周囲温度演算手段
による前記可変容量型気体圧縮機の周囲温度演算は第２
の周期で更新されることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の冷凍システム制御装置。
【請求項４】駆動巻線に流す電流量を可変することで
容量可変が行える可変容量型気体圧縮機を用いた冷凍シ
ステムにおいて、該可変容量型気体圧縮機により冷却さ
れた室内の空気温度を温度検出手段により検出し、該温
度検出手段で検出した空気温度を温度目標値と比較し偏
差を出力し、該偏差を基に制御手段により制御量を演算
し、かつ該制御量を電気信号として前記駆動巻線に出力
し、該電気信号の電圧を電圧検出手段により検出し、前
記駆動巻線を流れる電流量を電流検出手段により検出
し、該電流検出手段で検出した電流量及び前記電圧検出
手段で検出した電圧を基に前記駆動巻線の温度を演算
し、前記制御手段の制御パラメータと前記駆動巻線の温
度との関係を予め取得し、該駆動巻線の温度に適した前
記制御パラメータの関係をデータ化し、該データを保存
しておき、前記駆動巻線の温度を基に前記保存されてい
るデータから前記制御パラメータを選択し、前記制御パ
ラメータを選択された値に変更することを特徴とする冷
凍システム制御方法。