JPH04151463A - 冷凍サイクル制御装置 - 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】 一脹り貝的　［産業上の利用分野］ 本発明（表冷凍サイクルの制御装置に関し、特に２人力
２出力系制御対象内の相互干渉を緩和する制御装置に関
する。

［従来の技術］ 一般的１ミ　自動車用空気調和装置（以下「エアコン」
と略す）等に（表可変能力圧縮機、凝縮器、可変開度膨
張弁及び蒸発器を備えた冷凍サイクル装置が用いられて
いる。この装置（よ可変能力圧縮機、凝縮器、可変開度
膨張弁及び蒸発器の順序で、冷媒を循環させて室内空気
と蒸発器とで熱交換を行い、室内を冷却する。

この様な装置（よ室内の温度（あるいは湿度も）を快適
な状態に維持するため１：、室内の温度（湿度）状態に
応じて、冷媒の蒸発温度や過熱度を効率的に制御してい
る。冷媒の蒸発温度や過熱度（よ圧縮機の能力（回転速
度、圧縮機容量等）および膨張弁の開度を調節すること
によって行われている。

しかし、圧縮機の能力および膨張弁の開度（表それぞれ
独自に冷媒の蒸発温度および過熱度に影響し相互に干渉
してしまう。従って、冷媒蒸発温度および過熱度を各々
所望の状態に制御しようとしても、圧縮機の能力で冷媒
蒸発温度を単独に制御し、膨張弁の開度で過熱度を単独
に制御するシステムでは所望の冷媒蒸発温度および過熱
度へ迅速に収束させることは困難であった この問題を解決するための一つの技術として、膨張弁の
開度および圧縮機の能力を、無干渉回路を介して算出す
るものがある（特開昭６３−２９１５５号公報）。

この無干渉回路における相互干渉補償要素を求める手法
は一般的に良く知られているものである。

即ち、２人力２出力系の場合、制御対象の伝達関数を２
行２列の行列ＧＤ（Ｓ）で表し、２行２列の相互干渉補
償要素Ｇ。（Ｓ）を適当に選んで、見かけ上の制御対象
Ｇ　（ｓ）、即ち Ｇ　（ｓ）　＝Ｇ、　（ｓ）　−Ｇ、　（ｓ）　　−（
１）をなるべく対角行列に近づけようとする手法である
。

しかし、上記条件から求められる相互干渉補償要素Ｇ０
（ｓ）は相当に複雑になるのが普通であり、実際に適用
すると制御が遅延する恐れがある。このため、Ｇ、（０
）が正則行列であればＧｏ（ｓ）として、 定数行列Ｇ。（ｓ）二ＧＩ、（の刊　・・・（２）を選
択することが提案されている。

このとき明らか１ミ Ｇ（０）二Ｇ、　（０）−Ｇｃ（０）　＝　１、、−（
３）であるから、５＝Ｏ（ダイナミクス要因を除外した
状態）で相互干渉は存在しない。しかも相互干渉補償要
素Ｇ０（ｓ）は定数であるので、膨張弁および圧縮機へ
の各操作量が、目標値と実測値との偏差から算出される
２つの算土値（例え（戴　疑似操作量）に対して定数を
乗することで求めら札制御の複雑さが解消される。

従って、上記手法により求めた定数行列である相互干渉
補償要素Ｇ、（ｓ）を、実際の冷凍サイクルに適用する
と、圧縮機の能力で冷媒蒸発温度を単独に制御し、膨張
弁の開度で過熱度を単独に制御するシステムよりも急速
に蒸発温度も過熱度も目標値に収束し、その結果として
室温やエアコンの吹出温度等も所望の状態に迅速に到達
する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の冷凍サイクル装置で冷房能力を低下させる場合、
圧縮機能力と膨張弁開度とは補償要素（第２要素）の作
用により、急速に減少方向に駆動される。

しかし、この場合、後述するメカニズムにより、膨張弁
上流の配管内の液冷媒に気泡が発生し易くなる。気泡が
発生した場合、膨張弁開度相当の冷媒流量（重量）が達
成できなくなる。この結果、蒸発器における冷媒量が不
足して、過熱度の長時間上昇を招き、エアコンからの吹
出温度を大幅に上昇させる結果となり、乗員に不快感Ｅ
与えた。

本発明は　気泡の発生ε抑制することにより上記問題点
色解決すること左目的としてなされたものである。

聚服辺講欲［課題を解決するための手段］上記問題を解
決するためになされた本発明の冷凍サイクル制御装置１
よ　第１図に例示するように、可変能力圧縮機、凝縮器
、可変開度膨張弁及び蒸発器を冷媒の流れに沿って順に
配備した冷凍すイクルの制御装置であって、 上記蒸発器における冷媒の蒸発温度に関連した蒸発温度
関連物理量を検出する蒸発温度関連物理量検出手段と、 上記蒸発器により発生する冷媒蒸気の過熱度に関連した
過熱度関連物理量を検出する過熱度関連物理量検圧手段
と、 上記冷凍サイクルの冷房能力の切り替えを指示する能力
切替指示手段と、 上記冷房能力の切り替え指示に応じて上記蒸発温度関連
物理量の目標値を設定する目標設定手段と、 上記蒸発温度関連物理量とその目標値との偏差に基づい
て第１算出量を算出する第］算土手段と、上記過熱度関
連物理量とその目標値との偏差に基づいて第２算呂量を
算出する第２算出手段と、能力関係操作量を算出するた
めに第］算呂量に乗算される第１要素と、開度関係操作
量を算出するために第］算呂量に乗算される第２要素お
よび第２算出量に乗算される第３要素とを備えた相互干
渉補償要素を用いることにより、上記第１算出量と上記
第２算出量とからなる入力から、可変能力圧縮機の能力
関係操作量と可変開度膨張弁の開度関係操作量とを出力
する補償手段と、上記冷凍サイクルの運転条件に基づき
、所定範囲を越える冷房能力の低下があることを判定す
ると、第２要素の値を切り替えることにより、可変開度
膨張弁の閉じ側への駆動を抑制する第２要素切換手段と
、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明において（友相互干渉補償要素（良能力関係操作
量を算出するために、第１算出量に乗算される第１要素
と、開度関係操作量を算出するため１ミ第］算呂量に乗
算される第２要素および第２算出量に乗算される第３要
素とを備えている。

この内、第２要素は蒸発温度に関連する第１算出量に乗
算さね　開度関係操作量を算出する。蒸発温度に関連す
る第１算出量は運転条件の変化に対して第２算出量より
も連応性がある。

このため、所定範囲を越える冷房能力の低下時に、第２
要素がそのままで（よ第２要素の作用により急速に膨張
弁が閉じ側に駆動される。その結果、圧縮機への冷媒の
流量が急速に低下する。この流量の急低下に伴い、圧縮
機の吐土圧の急低下を招き、膨張弁上流の高圧側の圧力
が急低下する。

その結果、冷媒の沸点も急降下する。

しかし、配管の熱容量等の要因で、沸点の急降下程に（
表冷媒温度は低下していないと考えらねこのために冷媒
中に気泡が発生し易くなる。気泡が発生した場合には膨
張弁がその時の開度相当の冷媒量を流せなくな吠蒸発器
での過熱度が高まり吹出温度を上昇させてしまう。

そこで、そのような運転条件になった場合１ミ第２要素
が膨張弁の急速な閉じ側への駆動要因とならないよう１
：、即ち、閉じ側の駆動を抑制するよう（ミ第２要素の
値を切り替える。

このよう（ミ気、泡が発生し易い冷房能力低下時には膨
張弁の閉じ側への迅速な駆動制御がなされないようにし
ている。このことにより、圧縮機側への冷媒の流量を確
保し、圧縮機の吐土圧の急低下を防止できるので、気泡
の発生が抑制される。

従って、過熱度の長時間上昇を防止して、吹出温度の上
昇を防止できる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。第２図は一実施例としての自動車用エアコン及び
その制御装置を示す。

本冷凍サイクル（表可変容量圧縮機１、凝縮器３、レシ
ーバ５、可変開度膨張弁７、及び蒸発器９から構成され
ている。これらの機能は一般的なものであり、構成も公
知であるので、それ自身の説明は省略する。特に上記可
変容量正縮機］（友特開昭６１−８５２１９号にも示さ
れているものであり、電子制御回路２５がらの操作信号
により、その圧縮機容量を調節して冷媒の圧縮量を制御
している。また可変開度膨張弁７は電磁弁がらなり、電
子制御回路２５がらの操作信号により弁開度を調節して
冷媒流量を制御している。

蒸発器９に１表室内空気と蒸発器９内の冷媒とを熱交換
させるためのプロアファン１１が設けられている。この
吹き出し量の調節（よ運転室のダツシュボードに備えら
れた操作パネル１３の室温設定や風量設定のスイッチ群
を運転者等が操作することによりなさね、プロアモータ
ｌｌａの回転速度の変更により実現される。

可変容量圧縮機１の入力軸１ａｌ：Ｉ；Ｊ、、電磁クラ
ッチ１５が設けらね　この電磁クラッチ１５を介して、
自動車用エンジン１７からの駆動圧力が伝達される。ま
た凝縮器３はエンジンクーリングファン］９により冷却
されている。

上記操作パネル１３の設定信号ＳＷ、蒸発器９出口近傍
の温度センサ２］からの冷媒温度ＴＳ信号および圧力セ
ンサ２３からの冷媒圧力ＰＲ信号（よ　マイクロコンピ
ュータとして構成されている電子制御回路２５に入力さ
れる。電子制御回路２５（よ備えられた入力回路２５ａ
にて各信号をデジタル信号に変換して入力し、ＣＰＵ、
ＲＯＭ。

ＲＡＭ及びクロックを備えた論理演算回路２５ｂにて所
定の処理をし、その結果に対応する必要な指令乞、備え
られた出力回路２５ｃから所定の信号として出力し、電
磁クラッチ１５のオン・オフ、容量調節用電磁弁２７お
よび可変開度膨張弁７の開度を制御する。

次に電子制御回路２５が実行する処理を第３図のフロー
チャートに基づいて説明する。この処理はプログラムと
して論理演算回路２５ｂのＲＯＭ中に記憶されている。

図示しないキースイッチのオン操作により処理が開始さ
れると、まず、各種フラグ・変数・定数の初期設定、あ
るいは電磁クラッチ１５、容量調節用電磁弁２７および
可変開度膨張弁７の初期状態が設定される（ステップ１
００）。

次に制御周期に至ったか否かが判定される（ステップ］
］０）。予め設定された所定周期に至っていなければ否
定判定されて待機状態となる。所定周期に至ると肯定判
定されて、次に操作パネル１３の設定信号ＳＷに基づき
、目標冷媒蒸発温度ＴＰＯの変更指示があったか否かが
判定される（ステップ］２０）。本実施例では第４図に
示すごとく、操作パネル１３にて、風量設定の切替指示
をしたり、室温設定の切替指示をしたりした場合１ミ　
目標冷媒蒸発温度ＴＲ○の変更指示が有ったものとされ
る。目標冷媒蒸発温度ＴＰＯの変更指示は冷凍サイクル
における冷房能力切替の指示の一つに該当する。勿論、
冷房能力の切替（よ操作パネル］３による手動操作ばか
りでなく、冷凍サイクルの環境の変化によっても自動的
になされる。

ステップ１２０で目標冷媒蒸発温度ＴＰＯの変更があっ
たと判定されれ（ヱ既に設定されている目標冷媒蒸発温
度ＴＲ○が設定信号ＳＷに応じた値に新たに設定される
（ステップ］３０）。例え１１　　室温が新たに設定さ
れた場合に（よ　その新たな設定室温から、第４図に示
す設定室温、目標冷媒蒸発温度ＴＲ○、およびプロア風
量の関係マツプに基づき、目標冷媒蒸発温度ＴＰＯが求
められ設定される。このマツプはＲＯＭ中に記憶されて
いる。勿論、マツプの替わり１：、その関係を示す演算
式をＲＯＭ中に記憶設定しておき計算にて目標冷媒蒸発
温度ＴＰＯを求めてもよい。

目標過熱度ＳＨＯは通常、好ましい過熱度（例えば１０
℃）が存在するので、室温設定を切り替えたり風量設定
を切り替えたりしても変更しない。

勿論、必要があれば設定信号ＳＷに応じて目標過熱度Ｓ
ＨＯを変更してもかまわない。

尚、ステップ］３０で（よ上述のごとく目標値を変更す
ることに加えて、後述するＰＩＤ制御のゲインを状況に
応じて変更しても良い。

次に温度センサ２１から冷媒温度ＴＳが、圧力センサ２
３から冷媒圧力ＰＲが読み込まれる（ステップ］４０）
。次に、純粋物質では圧力が決定すれば飽和温度が求め
られるので、この冷媒圧力ＰＲの値から冷媒の蒸発温度
ＴＲを求める（ステップ１４５）。次に冷媒温度ＴＳか
ら蒸発温度ＴＲを差し引いて、蒸発器９の出口での冷媒
蒸気の過熱度ＳＨ（：ＴＳ−ＴＲ）を求める（ステップ
］５０）。

次（ミ冷媒蒸発温度ＴＲと目標冷媒蒸発温度ＴＲＯとの
偏差７丁、および過熱度ＳＨと目標過熱度ＳＨＯとの偏
差／Ｓが算呂される（ステップ］６０）。次に、ＰＩＤ
計算により、偏差７丁に基づいて第１疑似操作量Ｘが算
出さね偏差／Ｓに基づいて第２疑似操作量Ｙが算出され
る（ステップ］７０）。ＰＩＤ計算は良く知られた手法
であるので詳細な説明は省略するが、例えばＰＩＤ制御
のベロシティフオームの例として、次式のごとくにして
各疑似操作量を求める。勿鬼　ポジションフオームのＰ
ＩＤ制御でもよい。またＰ制弧Ｐ１制弧　あるいはＰＤ
副制御も、更に最適レギュレータ等の現代制御でも良い
。

Ｖｎ＝Ｖｎ−＋＋Ｋｐ　（（Ｅｎ　Ｅｎ−＋）＋（，６
ｔ／Ｔ、）　Ｅ。

＋（Ｔａ／ａ　ｔ）　　（Ｅ、　　２　Ｅ、−１十Ｅ、
−２）　）■ｎ二次の疑似操作量 Ｖ、−、：ｌサンプリング前の疑似操作量に、：比例ゲ
イン（ただし、以下の記述で蒸発温度制御用の比例ゲイ
ンをＫｌ、過熱度制御用の比例ゲインをに２とする。） Ａｔ：サンプリングタイム Ｔ１：積分時間 Ｔ、：微分時間 Ｅｏ：現在の偏差 Ｅ、、、：１サンプリング前の偏差 Ｅ、−２：２サンプリング前の偏差 次１：、切替スイッチフラグＦＳＷがセットされている
か否かが判定される（ステップ］８０）。

切替スイッチフラグＦＳＷ［表　第５図で示すソフト上
の切替スイッチＳＳＷのオン・オフを設定するものであ
る。第５図については後述する。

次１：、この切替スイッチフラグＦＳＷがセットされて
いれ（ｆ−、ステップ１６０にて算出された冷媒蒸発温
度の偏差、Ｊ　Ｔ　ｈ＜　Ｔ　ＯＮ以下か否かが判定さ
れる（ステップ］９０）。切替スイッチフラグＦＳＷが
セットされていなければ、偏差／ＴがＴＯＦＦ以上か否
かが判定される（ステップ２００）。このＴ　ＯＮ、　
Ｔ　ＯＦＦの値陳第６図に示すごとく設定されており、
ヒステリシスをもって上記切替スイッチＳＳＷのオン・
オフを設定する基準値である。

上記両ステップ１９０，２００にて否定判定されれ（Ｌ
次に、弁開度操作量θａおよび圧縮機容量操作量Ｄａが
、次式（４）、　　（５）にて算出される（ステップ２
］０）。

Ｄ　ａ　＝Ｘ　・ｂ　１１（０）＋　Ｙ−ｂ　１２（０
）　　　　　　　−（４）θａ＝Ｘ−ｂ２１（０）十Ｙ
−ｂ２２（０）十〇ｏｆｆｓｅｔ　　−（５）ここで、
　ｂｌｌ（の、　　ｂ２１（の、　　ｂ１２（の、　　
ｂ２２（０）は定数（補償要素）である。このｂｌｌ（
の、　　ｂ２１（の、　　ｂ１２（の、　　ｂ２２（０
）［友　次のように求められたものである。

前述の式（２）　　［Ｇｏ（ｓ）　＝Ｇ、　（０）−’
］におけるＧ、（Ｓ）［ただし、ｓ＝０］およびＧ、（
０）を、具体的に行列式で示すと次式（６）、　　（７
）のごとくに表される。尚、次式（６）、　　（７）に
対応するブロック線図が第５図である。

従って、式（２）の関係（飄々式（８）のごとく表され
る。右辺のａｌｌ（の、　　ａ１２（の、　　ａ２１（
の。

ａ　２２（０）はすべて定数である。

・・・（８） この式から当然に補償要素ｂ１１（の、　　ｂ１２（の
、ｂ２１（の、　　ｂ２２（０）ｆ；ｔ　　ａ　１１（
の、　　ａ１２（の、　　ａ２１（の。

ａ　２２（０）の組合せにより、定数として求められる
。

尚、θｏｆｆｓｅｔについては後述する。

また制御系のトータルとしての比例（定数）ゲイン１ｉ
ＰＩＤ制御の比例ゲインＫｌ、に２と補償要素ｂ１１（
の、　　ｂ２１（の、　　ｂ１２（の、　　ｂ２２（０
）との積により決定するので、比例ゲインＫｌ、に２の
重みを変更すれ（′；Ｌ補償要素ｂ１１（の、　　ｂ２
１（０）の内のいずれか１つ、および補償要素ｂ１２（
の、　　ｂ２２（０）のいずれか１つを、　「１」とし
て設定することができ、　「１」の場合［１Ｘ、Ｙとの
乗算を省略することが出来る。例え（Ｌ式（４）、　　
（５）は次式（４）’　、（５）’のように簡単化する
こともできる。

Ｄ　ａ　＝　Ｘ　十Ｙ　−ｂ　１２（０）’　　　　　
　　　−（４）’θａ＝Ｘ−ｂ２１（０）′十Ｙ十〇ｏ
ｆｆｓｅｔ　　＝（５）’ただし、弁開度操作量θａの
算出式（５）。

（５）’ｌｉ　切替スイッチフラグＦＳＷがリセット、
即ち切替スイッチＳＳＷがオンされている場合に適用さ
れる算出式である。切替スイッチフラグＦＳＷがセット
即ち切替スイッチＳＳＷがオフされている場合］上　式
（５）のかわりに、θａ＝Ｙ−ｂ２２（０）十〇ｏｆｆ
ｓｅｔ　　　＝（５ａ）式（５）′のかわりに、 θａ＝Ｙ十〇ｏｆｆｓｅｔ　　　　　　＝（５ａ）’が
用いられる。即ち、Ｘ　−ｂ　２１　（０）またはＸ−
ｂ２１（０）′の項が削除される。　　従って、式（５
）。

（５）′　に比較して、式（５ａ）、　　（５ａ）’　
（飄第１疑似操作量Ｘによる急速な弁開度操作量θａの
変化を生じない。

このようにして、各操作量θａ、Ｄａが設定されると、
次にその操作量が操作信号に変換されて容量調節用電磁
弁２７および可変開度膨張弁７に出力される（ステップ
２２０）。

次１：、ステップ１９０，２００にて肯定判定された場
合の処理について説明する。

上記ステップ１９０にて偏差／Ｔｈ＜ＴＯＮ以下と判定
されると、次に切替スイッチフラグＦＳＷをリセットす
る（ステップ２３０）。次に、直前に切替スイッチフラ
グＦＳＷ＝１であった場合に、上記式（５）で用いられ
るθｏｆｆｓｅｔが補正される（ステップ２４０）。

このｏｏｆｆｓｅｔｌ＆　切替スイッチフラグＦＳＷの
切替の際に急激に弁開度操作量θａが変動して制御にシ
ョックを生じるのを防止するために設定されるものであ
る。

即ち、ステップ］９０にて肯定判定されて、ＦＳＷ＝１
からＦＳＷ＝Ｏに切り替わった場合、ステップ２］０に
て（よ θａ＝Ｙ−ｂ２２（０）十〇ｏｆｆｓｅｔ　　　　　　
　−（５ａ）による弁開度操作量θａの算出処理から、
θａ＝Ｘ−ｂ２１（０）十Ｙ−ｂ２２（０）十〇ｏｆｆ
ｓｅｔ　　−（５）による算出処理に移行することにな
る。このため、ｒＸ　−ｂ　２１（０）Ｊの項の付加に
よる急激な変動を伴う。従って、この変動によるショッ
クを防止するため（ミ　ステップ２４０では次式（９）
のごとく、その時のｒ　Ｘ　−ｂ　２１（０）Ｊの値で
θｏｆｆｓｅｔを補正する。

θｏｆｆｓｅｔ＝θｏｆｆｓｅｔ　−Ｘ　・ｂ　２１（
０）　　−−−（９）一方、ステップ２００にて肯定判
定された場合に］よ切替スイッチフラグＦＳＷをセット
（ステップ２５０）した後、その直前がＦＳＷ：Ｏであ
った場合はｒＸ−ｂ２１（０）Ｊの項の除去に伴う急激
な変動を防止するために、次式（１０）のようにθｏｆ
ｆｓｅｔが補正される（ステップ２６０）。

θｏｆｆｓｅｔ＝ｏｏｆｆｓｅｔ＋Ｘ−ｂ２１（０）　
　・＝　　（１０）こうして、ステップ２１０，２２０
の処理に移行し上述した処理を実行してステップ］］０
に戻り、以後、制御周期毎に繰り返す。

本実施例（山上述のごとく構成されているため、例え］
′Ｌ　操作パネル］３の室温設定や風量設定のスイッチ
群を運転者等が操作することにより、冷房能力を低下さ
せた場合に、次のような効果を生ずる。尚、この操作の
前後のタイミングチャートを第７図に示す。

即ち、第４図に示すごとく、設定室温をＡ点からＢ点に
変更し、かつブロア風量を「中」から「低」へ変更した
場合、目標冷媒蒸発温度ＴＲ○は変更されていないが、
冷凍サイクルの冷房能力は低下する。

このとき、プロアファン１］からの空気流量が減少する
（時刻１０）ので、冷媒蒸発温度ＴＲが低下しはじめる
。従って、目標冷媒蒸発温度ＴＰＯと冷媒蒸発温度ＴＲ
との偏差／Ｔが太きくなり、ＡＴがＴ　ＯＦＦを越える
（ｔｌ）。

第３図のフローチャートで（よ　ステップ２００にて肯
定判定さねう切替スイッチフラグＦＳＷがセットされて
（ステップ２５０）、ステップ２１０の弁開度操作量θ
ａ算出処理で（友　式（５）の代わりに式（５ａ）が用
いられる。このため、急速に可変開度膨張弁７が閉じら
れることがないので、前述したメカニズムにより気泡の
発生が抑制される。過熱度ＳＨは急速に下降しその後の
制御で振動するが、吹出温度や蒸発温度に大きな影響を
与えることはない。従って、全体として安定な制御がな
さ札吹出温度の不快な上昇が防止される。

一方、第８図に示すごとく、従来のように式（５）のみ
を用いている場合（上風量切替後の気泡の発生により液
冷媒の噴射量が不足し、−時、過熱度ＳＨが大きく上昇
したまま準安定化し、吹出温度も大きく上昇してしまう
。このため、自動車の乗員に不快感を生じさる。

上記実施例にて（よ　第２要素の切り替えを「ｂ２１（
０）Ｊ　と「０」　との２値間で切り替えていたが、ｒ
ｂ２１（０）Ｊと「０」との間の値を設定しても良いし
、　ｒｂ２１（０）Ｊ　とは逆の符号の値を設定しても
よい。即ち、可変開度膨張弁７の閉じ側の駆動を抑制す
る値を適宜設定すればよＬＸ。

上記実施例にて（よ補償要素としてｂｌｌ（の、ｂ２１
（の、　　ｂ１２（の、　　ｂ２２（０）を用いたが、
この内、ｂ１２（０）は無くてもほとんど制御性に問題
は生じない。

従って、前記式（４）、　　（５）ＩＬ　次のように簡
単化できる。

Ｄ　ａ　＝　Ｘ−ｂ　１１（０）　　　　　　　　　　
−（１１）θａ　＝Ｘ−ｂ２１（０）＋Ｙ　−ｂ２２（
０）十〇ｏｆｆｓｅｔ・・・（１２） これに式（４）’、　　（５）’の簡単化処理を導入す
ると、式（１３）、　　（１４）のごとく更に簡単とな
り、制御演算負荷が低減できる。

Ｄａ＝Ｘ　　　　　　　　　　　　　　・・・（１３）
θａ＝Ｘ−ｂ２１（０）′　＋Ｙ　十〇ｏｆｆｓｅｔ・
−・（１４） 本実施例で（よ運転条件の切り替えとして、操作者によ
る風量切り替えを例にとったが、従来のオートエアコン
のように目標吹出温度等に応じて自動的に風量を調節す
るものにも適用できる。例え（ｆ−外気温度や日射量が
低下したことにより冷房能力を自動的に低下させる場合
、あるいは車室内温度、車室外温度、日射量等により設
定演算される必要吹出温度が低下したことにより自動的
に冷房能力を低下させる場合等に、第２要素を切り替え
てもよい。

第２要素の切り替えは、第２要素の有無の切り替えある
いは２段階の切り替えのみに限らず、例えば冷房能力の
低下の度合に応じた３段階以上の段階的な切り替えでも
よく、段階的でなく所定の勾配を持って無段階に切り替
えて行くものでもよい。

また、上記実施例の補償要素はすべて定数［ｂｌｌ（の
、　　ｂ２１（の、　　ｂ１２（の、　　ｂ２２（０）
］　　を用いたが、ダイナミクスを含んでもよい。

この場合、第２要素の切り替え（衣例え（Ｌ　第２要素
を１次遅れの要素とし、その時定数の変更により行って
もよい。

また、第２要素［ｂ２１（０）］の切り替え（友冷媒蒸
発温度偏差／Ｔに応じていた（ステップ１９０゜２００
）が、直接、操作パネル１３の設定に応じてもよく、あ
るいは第１疑似操作量Ｘに応じてもよい。また、オート
エアコンにおいては前述のごとく各種センサの信号に応
じてもよい。要するに冷房能力を低下しようとしている
か否かを判別できればよい。

本実施例で（表圧縮機］は吐土容量を変更できる可変容
量型であったが、容量は一定で回転速度を変化させるタ
イプのものでもよく、また吐土容量は変更せず圧縮率、
即ち吸入容量を変更してもよい。要するに可変能力圧縮
機として圧縮した冷媒の単位時間当りの吐土質量（ある
いは圧縮前の冷媒の単位時間当りの吸入質量）を変更で
きるものであればよい。

また、圧力センサ２３を設けずとも、直接、冷媒蒸発温
度ＴＲを蒸発器９から温度センサにより検出して、冷媒
の蒸発温度に関連する物理量として用いてもよい。この
他、蒸発器９通過直後の空気温度、吹出空気温度、ある
いは室温でも良い。

上記実施例で１上過熱度ＳＨＩ上蒸発器９８０の冷媒温
度ＴＳと冷媒蒸発温度ＴＲとの差から求めたが、蒸発器
９の呂入口に各々冷媒温度センサを設けて、その冷媒温
度差から過熱度を求めても良い。

前記可変開度膨張弁７は開度が調節可能となっているが
、自身は固定開度の膨張弁として、その上流に別体に冷
媒流量調節用の制御弁を設け、両者の組合せを可変開度
膨張弁として駆動するようにしてもよい。

尚、本実施例で（よ冷凍サイクルの能力の切り替えを指
示する能力切替指示手段として、操作パネル１３が該当
し、乗員による操作パネル］３の操作に応じて蒸発温度
の目標値が切り替えられていた。操作パネル］３以外の
能力切替指示手段として（上車室内外に設けられた温度
センサや日射量を測定する日射センサ２用いることが８
来る。

この様なセンサを用いて、例えＩｔ　　車室温度に応じ
て自動設定される風量、車室内外の各温度、日射量等の
空調環境に応じて適切な冷房能力が発揮されるよう１：
、蒸発温度の目標値を変更してもよい。

本実施例において、偏差の算出処理（ステップ１６０）
（！：ＰＩＤ計算処理（ステップ１７０）とが第１算出
手段および第２算土手段としての処理に該当し、弁開度
・容量操作量の算出処理（ステップ１８０）が補償手段
としての処理に該当する。

また実施例の第１疑似操作量Ｘが第１算出量１：。

第２疑似操作量Ｙが第２算出量１ミ　ｂｌｌ（０）が第
１要素［Ｑ　　ｂ２１（０）が第２要素に、　　ｂ２２
（０）が第３要素に対応する。従って、本実施例ではＰ
ＩＤ制御の比例ゲインＫｌ、に２は第１算出量、第２算
出量に含まれている。しかし、第１算出量、第２算出量
に含めることなく、補償手段での計算でＰＩＤ制御のゲ
インＫｌ、に２をもたせてもよい。この場合１１ＰＩＤ
制御は補償手段に含まれることになる。

■胆の効釆 本発明の冷凍サイクル制御装置（表　冷房能力が低下し
て、気泡が発生し易い運転条件になった場合１ミ相互干
渉補償要素の内の第２要素が膨張弁の急速な閉じ側への
駆動要因とならないよう１：。

第２要素の値を切り替えている。このことにより、気泡
の発生を抑制して、正常な熱交換を行うことができる。

従って、吹出温度も不快なものとなるのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第２図は本発明の一実施例を示すシステム構成概略系
統図、第３図はその電子制御回路にて実施される制御処
理のフローチャート　第４図は設定室温、目標冷媒蒸発
温度およびブロア風量の関係を示すマツプ図、第５図は
制御のブロック線図、第６図は蒸発温度偏差／Ｔと切替
スイッチＳＳＷのオン・オフとの関係説明図、第７図は
本実施例の動作を示すタイミングチャート、第８図は従
来例の動作を示すタイミングチャートを表１・・・可変
能力圧縮機 ７・・・可変開度膨張弁 １］ａ・・・ブロアモータ ２１・・・温度センサ ２５・・・電子制御回路 ３・・・凝縮器 ９・・・蒸発器 ］３・・・操作パネル ２３・・・圧力センサ ２７・・・容量調節用電磁弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可変能力圧縮機、凝縮器、可変開度膨張弁及び蒸発
   器を冷媒の流れに沿って順に配備した冷凍サイクルの制
   御装置であって、 上記蒸発器における冷媒の蒸発温度に関連した蒸発温度
   関連物理量を検出する蒸発温度関連物理量検出手段と、 上記蒸発器により発生する冷媒蒸気の過熱度に関連した
   過熱度関連物理量を検出する過熱度関連物理量検出手段
   と、 上記冷凍サイクルの冷房能力の切り替えを指示する能力
   切替指示手段と、 上記冷房能力の切り替え指示に応じて上記蒸発温度関連
   物理量の目標値を設定する目標設定手段と、 上記蒸発温度関連物理量とその目標値との偏差に基づい
   て第１算出量を算出する第１算出手段と、上記過熱度関
   連物理量とその目標値との偏差に基づいて第２算出量を
   算出する第２算出手段と、能力関係操作量を算出するた
   めに第１算出量に乗算される第１要素と、開度関係操作
   量を算出するために第１算出量に乗算される第２要素お
   よび第２算出量に乗算される第３要素とを備えた相互干
   渉補償要素を用いることにより、上記第１算出量と上記
   第２算出量とからなる入力から、可変能力圧縮機の能力
   関係操作量と可変開度膨張弁の開度関係操作量とを出力
   する補償手段と、 上記冷凍サイクルの運転条件に基づき、所定範囲を越え
   る冷房能力の低下があることを判定すると、第２要素の
   値を切り替えることにより、可変開度膨張弁の閉じ側へ
   の駆動を抑制する第２要素切換手段と、 を備えることを特徴とする冷凍サイクル制御装置。