JP2503511B2 - 可変容量型コンプレッサの容量制御方法 - Google Patents

可変容量型コンプレッサの容量制御方法

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JP2503511B2 JP62138498A JP13849887A JP2503511B2 JP 2503511 B2 JP2503511 B2 JP 2503511B2 JP 62138498 A JP62138498 A JP 62138498A JP 13849887 A JP13849887 A JP 13849887A JP 2503511 B2 JP2503511 B2 JP 2503511B2
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3205Control means therefor
    • B60H1/3208Vehicle drive related control of the compressor drive means, e.g. for fuel saving purposes

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両の冷房装置における可変容量コンプレッ
サの制御方法に関する。
従来技術 第1図に示す様に車両に搭載される一般の冷房回路1
は、可変容量型コンプレッサ2(以下コンプレッサとい
う)の吐出側から吸入側に至る回路間には凝縮器機3、
レシーバ4、膨張弁5及び蒸発器6が配管7によって順
次接続されている。
そして前記コンプレッサ2はワッブル式やロータリー
式、斜板式などであり、この可変制御を行うには制御量
である蒸発器6の吹き出し口温度を検出するための温度
センサー10が蒸発器6の吹き出し口に、その他エンジン
負荷を求めるためアクセルペダルの踏込み量を検出する
ポテンショメータ11がアクセルに、室内の運転者などが
希望の温度を設定するための目標値設定スイッチ12が冷
房装置の操作パネル等にそれぞれ設けられており、前記
センサとスイッチからの信号は制御装置9へ入力され
る。
制御装置9は前記信号を基に容量可変機構8を駆動さ
せコンプレッサ2の容量を制御させる。前記容量可変機
構8は前記コンプレッサ2の形式に応じて電磁弁又はソ
レノイドなどによって構成され、連続的或いは段階的に
変位させるようになっている。
ここで制御装置9における従来の制御方法を第2図の
フローチャートに示すと、先ず電源投入後起動して(ス
テップ13)目標値設定スイッチ12より目標値TRを入力し
(ステップ14)、次に制御量として蒸発器10の吹き出し
口温度の検出値Tを温度センサー10より入力して(ステ
ップ15)、これらの値からコンプレッサ2の最適容量u
を求める(ステップ16)。
つぎに、ポテンショメータ11よりエンジン負荷Lを入
力して(ステップ17)、この値Lがあらかじめ記憶され
ている基準値LRと比較して(ステップ18)、もし基準値
LRの方が大であれば前記最適容量uを基に容量可変機構
8を動かす操作量Uを計算する(ステップ19)。
そしてもしステップ18で基準値LRの方が小であればエ
ンジン負荷を軽減させるためコンプレッサを最小容量u
minにしてこれを最適容量uとし(ステップ21)、前記
ステップ19へ出力する。
最後に前記ステップ19の操作量Uに基づいて容量可変
機構を駆動(ステップ20)として最初に戻ってつぎの目
標値TRを入力し、以後これを繰り返す。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記従来の技術では市街地での走行の様
に急加速を頻繁に行う時や、長時間の登坂時などにはエ
ンジン負荷が大となる時間が多く、従ってコンプレッサ
は最小容量運転が続き、特にクールダウン時や室内温度
が目標値より高い時には十分な冷房能力が得られず車室
内の温度が上昇して冷房フィーリングが著しく損なうと
いう問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑み、エンジン負荷が大きくて
も冷房フィーリングを損なわず、しかもエンジン負荷も
軽減することを、その解決しようとする問題点とするも
のである。
問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、制御量の検出
値に応じて常に適正な室温に保つべく、コンプレッサ容
量を制御すると共に、エンジン負荷の検出値が一定値を
越えた時は、コンプレッサ容量を最小に可変し、前記容
量の最小状態の時間が一定時間を越えた時は、制御量の
検出値と目標値との差を求め、この差に応じてコンプレ
ッサ容量の低下量を調整するという、技術的方法を採用
する。
作用 エンジン負荷が増大したときには、冷房フィーリング
を損なわない範囲で、一定時間コンプレッサ容量を最小
にして、エンジンに加わる負担を軽減する。その後は、
制御量の検出値と目標値との差に応じて容量の低下量を
調整させる為、冷房フィーリングを損なうことなくエン
ジン負荷も軽減させることが出来る。
実施例 次に本発明を車両用の冷房回路の可変コンプレッサに
具体化した実施例を図面に基づいて説明する。ただし本
実施例に使用される冷房回路は第1図に示す様に従来と
同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に第1図の冷房回路1の制御装置9におけるコンプ
レッサの制御方法について、第3図〜第5図に示し説明
する。第3図に示されたフローチャートにおいて、先ず
電源が投入されて起動し(ステップ13)、制御するに必
要な初期値(例えばタイマ時間t、一定時間tmin等)を
設定する。
ここで、前記タイマ時間tを求めるに必要なタイマは
制御装置9内に組み込まれているものとするが、他に制
御装置9外部より入力するようにしても良い。又、前記
一定時間tminはエンジン出力と車室内温度の上昇との兼
ね合いで設定されており、例えば本実施例では30秒〜1
分間に設定される。
次に、ステップ14〜20については従来の制御方法と同
様でありこの点についてはここでは説明を省略する。
さて、エンジン負荷Lをアクセルの変位量を検出する
ポテンショメータ11より入力して、これをあらかじめ入
力された基準値LRと比較し(ステップ18)、もしエンジ
ン負荷Lが基準値LR以下であればステップ23へ進み、コ
ンプレッサ容量uは最適容量u1に置き換えられる。ただ
しこの間に通過されるステップ22についての説明は後に
述べる。
次にステップ19では、コンプレッサ2の容量を最適容
量u1に可変させる為の容量可変機構8の操作量Uを計算
し、この値を基に前記容量可変機構8を駆動する(ステ
ップ20)。そしてまた次の制御を行うべく、Bを通って
最初のステップ14へ戻り新たな動作を繰り返す。
一方、前記ステップ18で、もしエンジン負荷L>基準
値LRであれば、このエンジン負荷を軽減させるためコン
プレッサ容量の変更を行う。
そこで先ず、タイマ時間tと、基準として予め入力さ
れている一定時間tminとを比較する。例えば初期の状態
においてはタイマ時間tは一定時間tminより小さく、従
ってこの場合には、次にタイマを起動させ(ステップ3
0)、タイマ時間tのカウントを開始すると共にコンプ
レッサ容量uを最小容量uminに変更し(ステップ31)、
操作量Uの計算(ステップ19)を行う。ここでもしエン
ジン負荷に変化が無く、タイマ時間tも一定時間tmin
り小さければ、図のフローチャートは再びステップ30、
31を通る同じ過程を経て繰り返され、コンプレッサは最
小容量uminで運転され続ける。
そして時間の経過と共にタイマ時間tは次第に増加さ
れ、ついにtmin以上となった場合、ステップ18から次
に、入力されている温度の目標値TRと、吹き出し温度の
検出値Tよりこの2つの差ΔTを求め(ステップ25)、
この値を基に容量の見直しを行う(ステップ26)。
ここで前記ステップ26の様子を第4図のグラフに示
す。差ΔTが大きければ目標値との開きが大きく不快感
が増すため、その分コンプレッサの容量も増やさなけれ
ばならない。しかしあまり増やすと、逆にエンジン負荷
に影響を与えるため、適当な容量に止めるようにする。
グラフ中の直線の傾きは前記観点に基づき、最小容量U
minを基点に適度な傾きを与えて設定され、容量u2が決
定される。
次に前記タイマ時間tはカウントが停止され、初期状
態にリセット(=0)される(ステップ27)。
ここで、前記容量u2はあくまで最適な容量ではないた
め、もし前記容量u2が先に求めた最適容量u1よりも大き
くなった場合、そのまま前記容量u2で運転を行うと、逆
に室内は過冷房となってしまい不快感が増すだけでな
く、エンジンにも必要以上に負荷が加わり効率が悪くな
る。
そこで次に前記容量u1とu2を比較し(ステップ28)、
もし容量u1の方が小さければこの値を次のステップ23へ
送り、容量uをu1に置き換えてステップ19へ送る。又、
もし容量u2の方が小さければ、容量uをu2に置き換えて
(ステップ29)、この値を次のステップ19へ送る。
前記制御方法による容量の変化を、第5図のグラフに
示す。これは横軸に時間、縦軸に容量を表したものであ
る。
この図のように最初容量u1にて運転していたコンプレ
ッサは時間taにて、エンジン負荷Lが大となると共に容
量を減少させ、最小容量となり、一定時間内では最小容
量umin運転が続く。更に時間taより一定時間tmin過ぎた
後、冷房フィーリングの悪化を防ぐ為、時間tbにて容量
の見直しが行われ、容量u1とuminとの間のu2に落着き、
エンジンに与える負荷を減少させることができる。更に
その後、時間tcにてエンジン負荷Lが基準値LR以下にな
ると容量uは元の最適容量u1に戻る。
ところで、前記過程の中でステップ18にてエンジン負
荷L>基準値LR、ステップ24にてタイマ時間t<一定時
間tminの状態でコンプレッサは最小容量uminにて運転中
にエンジン負荷が変動して基準値LR以下となる場合があ
る。この時は、ステップ18から次に、それまでカウント
していたタイマ時間tを停止させるが、リセットはせ
ず、起動から停止までの時間を保持されたまま(ステッ
プ22)、次のステップ23を通って、コンプレッサは最適
容量u1で運転される。
そしてエンジン負荷Lに変化が無ければ、前記最適容
量u1で運転し続けるが、もし再びエンジン負荷L>基準
値LRとなった場合には、ステップ18からステップ24へ流
れ、タイマはステップ30にて前記タイマを再び起動し、
先のステップ22で停止した時間tからカウントを開始
し、次のステップ31を通って、コンプレッサは最小容量
uminで運転される。
そして、この様なエンジン負荷Lの変化によって、コ
ンプレッサ容量がuminとu1を繰り返す間に、前記最小容
量umin状態の時間の総和がtminを越えた時にステップ24
からステップ25へ進み前述と同様に容量が見直される。
前述の容量の変化を第6図のグラフに示す。この図
は、例えば市街地などで短時間に急発進、停止を繰り返
した様な状態を示したものである。図に示す様に最初、
最適容量u1で運転していたコンプレッサは途中、エンジ
ン負荷Lが基準値LRを越えると共に容量を減少させ最小
容量uminとする。そして時間t1後に再びエンジン負荷L
が基準値LRを下回ると共にコンプレッサは最適容量u1
戻る。
また、更に時間t2、t3においても、前記と同様な制御
が行われ、前記最小容量での運転時間の和t1+t2+t3
tmin以上になると、コンプレッサの容量uは、見直され
て容量u2となる。
この様にして、タイマ時間tが一定時間tminより短い
間は、コンプレッサ容量uは、エンジン負荷Lによって
最適容量u1又は最小容量uminのどちらかで運転される。
そしてタイマ時間tが一定時間tmin以上となり、エンジ
ン負荷Lが大の時は、新たに見直された容量u2にて運転
されることにより、前述の様な短時間に急発進、停止を
繰り返した場合でも、冷房フィーリングを損なうことは
ない。
尚、本発明は前述実施例に限られるものではなく、以
下のような別例にすることも出来る。
(1)前記実施例中の、タイマ時間tの最小容量での運
転時間を記憶して加算する機能は、特に必要でなくても
良い。又、一定時間tminは自由に設定出来る様にしても
良い。
(2)前記実施例や別例では、最適容量を決定する制御
量として蒸発器の吹き出し口温度を用いたが、この他に
も車室内温度や蒸発器内の冷媒圧力等でも良い。同様に
エンジン負荷についても、ポテンショメータによるアク
セルの踏込量以外に、エンジン回転数の変化率や、マニ
ホールド圧等でも良い。
また更に、第4図に示した直線状のグラフは曲線状や
段階状に設定して制御するなど、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で応用しても良い。
発明の効果 以上、詳述したように、本発明による冷房装置におい
ては、エンジン負荷が基準値を越えてもコンプレッサ容
量を一定時間内だけ最小にするため、例えば市街地走行
時等での短時間の加速においては、冷房フィーリングを
ほとんど損なうことはなくエンジン負荷を十分に減少さ
せ、加速性を向上させる事ができ、またその後は車室内
の温度が上昇し始める頃にコンプレッサ容量を最適容量
と最小容量の間に停める為、長時間高エンジン負荷とな
る場合、例えば登坂時などにおいても、冷房フィーリン
グの向上とエンジン負荷の低下を両立させる事が出来る
等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷房回路の概略図、第2図は従来の制御方法を
示すフローチャート、第3図は本発明を具体化した実施
例のフローチャート、第4図は実施例における温度差と
容量の関係を示すグラフ、第5図、第6図は実施例にお
ける運転時間と容量、エンジン負荷との関係を示すグラ
フである。 1……冷房回路、2……可変容量コンプレッサ、3……
凝縮器、6……蒸発器、8……容量可変機構、9……制
御装置、10……温度センサ、12……温度設定スイッチ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に搭載されエンジン出力により駆動さ
    れる可変容量型コンプレッサの容量制御方法において、
    制御量の検出値に応じて常に適正な室温に保つべくコン
    プレッサ容量を制御すると共に、エンジン負荷の検出値
    が一定値を越えた時はコンプレッサ容量を最小に可変
    し、前記容量の最小状態の時間が一定時間を越えた時は
    制御量の検出値と目標値との差を求め、この差に応じて
    コンプレッサ容量の低下量を調整することを要旨とする
    可変容量型コンプレッサの容量制御方法。
  2. 【請求項2】コンプレッサ容量の最小状態の時間が一定
    時間を超えず、且つエンジン負荷が一定値以下になった
    場合は、前記コンプレッサ容量の最小状態の運転時間を
    記憶し、前記記憶した運転時間の和が一定時間を越えた
    時は、制御量の検出値と目標値との差を求め、この差に
    応じてコンプレッサ容量の低下量を調整することを要旨
    とする特許請求の範囲第1項記載の可変容量型コンプレ
    ッサの容量制御方法。
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