JPH01218917A - 車両空調用コンプレッサの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両空調用コンプレッサの駆動制御装置に関す
る。

［従来の技術］ 車両空調用コンプレッサは、従来、電磁クラッチを介し
てエンジンに連結回転せしめられており、上記電磁クラ
ッチを適宜断接してコンプレッサの冷房能力を一定に維
持している。

しかしながら、電磁クラッチの上記断接に伴ってエンジ
ン負荷が大きく変化することに伴うショックや吹出し空
気温度の急変が、乗員に不快感を与えるという問題があ
る。

そこで近年においては、容量可変コンプレッサにより上
記不具合の解消を図っているが、容量可変の応答性が低
いこともあって未だ根本的な解決には至っていない。

［発明が解決しようとする課題］ 発明者等はかかる不具合を完全に解消する方法として、
空調用コンプレッサを電気モータで駆動することに思い
至ったが、この場合の新たな問題点として、大形の電気
モータの設置およびこれに伴う車載発電機の大形化があ
る。

実際、コンプレッサを定回転で駆動した場合、第４図（
１）の破線で示す如く、冷房開始直後には冷房負荷が大
きいために定常時の二倍程度の大きな回転動力を必要と
し、これに対応するためには電気モータとして大きなも
のを使用する必要があり、これに伴って車載発電機も大
形化する。

本発明はかかる問題点を解決するもので、大形の電気モ
ータおよび車載発電機を必要としない車両空調用コンプ
レッサの駆動制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 車両空調用コンプレッサの回転速度を制御して冷房能力
を調節する駆動制御装置は、上記コンプレッサ１を駆動
する交流モータ２と、車載エンジンにより駆動される発
電機３からの直流電力を交流電力に変換して上記交流モ
ータ２を駆動するインバータ４と、該インバータ４の出
力電流を検出する電流検出手段５と、上記出力電流が許
容値を越えた時に、上記インバータ４の出力電圧に対す
る出力周波数の比を小さくなして上記出力電流を許容値
以下に制限する限流手段６とを具備している。

［作用］ 冷房開始直後にはコンプレッサ負荷は大きく、上記イン
バータ４の出力電圧は最大となるとともにこれに応じて
出力電流も増大する。限流手段６は上記出力電流が許容
値を越えると上記出力電圧に対する出力周波数の比を小
さく変更し、これによりインバータ出力電流は許容値以
下に抑えられる。

インバータ出力電流を制限することによりコンプレッサ
動力は低下するが、第４図（１）、（２）の破線と実線
の比較で知られる如く、大きな動力でコンプレッサを定
回転制御する場合（破線）と限流制御する場合（実線）
とで、室温の低下曲線は殆ど変わらない。

［実施例］ 第１図にはコンプレッサ駆動制御装置を含む車両空調装
置の冷却系を示す。図において、冷媒循環路にはコンプ
レッサ１、コンデンサ７１、レシーバ７２、膨脹弁７３
、およびエバポレータ７４が設けられ、コンプレッサ１
はこれに一体に設けた三相交流モータ２により回転駆動
される。

上記交流モータ２の駆動電力はインバータ４より供給さ
れ、該インバータ４は充電発電機３の直流出力を交流に
変換するとともに、コンピュータ内蔵の制御回路６の出
力信号に応じて上記交流モータ２への出力電圧および周
波数を変更し、モータの回転数を変える。

上記制御回路６は、閃格の室温センサ等の信号を入力し
て室内温度を適正に維持するように上記インバータ４の
作動を制御するとともに、インバータ４の出力線中に設
けた電流検出器５の信号を入力して、後述する如く、イ
ンバータ４の出力電流が許容値を越えることがないよう
に上記インバータ４を限流作動せしめる。

上記充電発電機３はプーリ３２とベルト３３を介してエ
ンジン８により回転せしめられ、その直流出力はレギュ
ータ３１により一定に維持されている。

インバータ４に対する制御回路６の動作は、通常は次式
の如く、インバータ４の出力周波数ｆと出力電圧■を定
数にで比例的に変化せしめている。

Ｖ＝に−ｆ ここで、Ｌをコンプレッサ動力とし、■をインバータ出
力電流とすると、 ｔ、＝５ｖ・Ｉ また、ｎをモータ回転数、Ｔをトルク、Ｐをモータ極対
数とすると、 Ｌ＝２πｎＴ ＝２πｆＴ／Ｐ したがって、 ２π ■＝□・Ｔ ｋＰ である。

冷房開始直後はコンプレッサトルクＴが大きいから、出
力電流Ｉはこれに伴って大きくなり、その許容値Ｉ　ｍ
ａＸを越えることがある。しかして、この場合には、上
記制御回路６は上記定数ｋを大きくなして、すなわち電
圧■を一定になすとともに出力周波数ｆを小さくして、
上記出力電流工をｒ　ｍａｘ以下に制限する。

これを第２図のフローチャートで詳細に説明する。

図において、ステップ１０１では定数にはｋＯであり、
これは限流制御を行っていない通常制御時の定数値であ
る。また、限流制御フラグＦＬは未だ限流制御を行って
いないことを示す「０」である。

ステップ１０２ではインバータの出力電流を検出し、こ
れが許容値Ｉ　ｍａＸを越えている場合にはフラグＦＬ
を「１」にセットして定数ｋを１，１倍の値に変更する
（ステップ１０３〜１０５）。

そして、この時のインバータ出力電圧■を上記にで除し
て出力周波数ｆとする（ステップ１０６）。

この時の出力電圧■は最大出力電圧ｖｍａｘを示してい
るはずであり、この電圧ｖ　ｍａｘは充電発電機３の出
力電圧に等しい。

ステップ１０７では、インバータ４に対して、算出され
た上記新たな周波数ｆへの変更を指示し、一定時間経過
後（ステップ１０８）に再び上記ステップ１０２へ戻る
。一定時間の余裕を取ったのは、周波数の変更指示を出
してから実際にコンプレッサの回転数が変化するのに時
間を要するからである。

上記ステップ１０４〜１０８を繰返すことにより出力電
流は次第に低下する。この間の周波数と電圧の関係は第
３図のａ線上を左方へ変化し、コンプレッサ動力りはＬ
＝ＩｍａＸ　・ｖ　ｍａｘで一定である。

上記ステップ１０３で出力電流がＩ　ｍａＸ以下になる
と、ステップ１１０で出力電流Ｉが０．９１１　ｍａＸ
より小さいか判定する。これは出力電流■の減少を確実
に検出するためである。ステップ１１１では定数ｋを０
．９１倍の値に変更し、定数ｋがｋｏ以下になるまでス
テップ１１１を繰返す。

この間の周波数と電圧の関係は第３図のａ線上を右方へ
変化する。

定数ｋがｋＯ以下でステップ１１２よりステップ１１３
へ進み、定数ｋを通雨制御時のｋＯに設定するとともに
、フラグＦＬを「０」に再設定してステップ１１４の通
常制御に移行する。

通常制御時の周波数と電圧の関係は第３図のｂ線上にあ
る。

なお、上記フローチャートにおける１、１．０゜９１等
の数値は適当に選択できることはもちろんである。

［発明の効果］ 本発明のコンプレッサ駆動、制御装置によれば、インバ
ータの出力電流は適当な許容値内に制限され、この結果
、コンプレッサ駆動モータおよび充電発電機の大形化が
回避される。

そして、上記出力電流を制限した電動力制御下において
も、第４図の実線で示す如く、室内冷房能力は無制御時
に比して殆ど低下しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動制御装置を含む車両空調装置の構
成図、第２図は制御回路の制御手順を示すフローチャー
ト、第３図は本発明の装置におけるインバータ出力周波
数と出力電圧の関係を示す図、第４図はコンプレッサ動
力と室温低下の経時変化を示す図である。 １・・・車両空調用コンプレッサ ２・・・交流モータ ３・・・充電発電機 ４・・・インバータ ５・・・電流検出器（電流検出手段） ６・・・制御回路（限流手段） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車両空調用コンプレッサの回転速度を制御して冷房能
   力を調節する駆動制御装置であって、上記コンプレッサ
   を駆動する交流モータと、車載エンジンにより駆動され
   る発電機からの直流電力を交流電力に変換して上記交流
   モータを駆動するインバータと、該インバータの出力電
   流を検出する電流検出手段と、上記出力電流が許容値を
   越えた時に、上記インバータの出力電圧に対する出力周
   波数の比を小さくなして上記出力電流を許容値以下に制
   限する限流手段とを具備する車両空調用コンプレッサの
   駆動制御装置。