JPH0644724Y2 - 可変容量型コンプレッサの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はコンプレッサの駆動時における異音や振動の発
生を抑制するようにした可変容量型コンプレッサの制御
装置に関する。

（従来の技術） 近時、可変容量型コンプレッサはカーエアコンに装備さ
れる冷媒圧縮機として急速に普及しつつあるが、その吐
出容量は、例えば実開昭59−87313号公報で示すように
エンジンの回転数を検出し、その回転域に応じてコンプ
レッサ容量制御手段を作動させることにより制御してい
た。

（考案が解決しようとする課題） しかし、このような容量制御法では、この種コンプレッ
サが抱える固有の問題、つまり特定の回転域で異音や振
動が急増し、その傾向は容量が大きいほど顕著であると
いう問題をそのまま内在していて、この種エアコンの高
品位化に支障をきたす不具合があった。

本考案はこのような点に鑑み、上記特定の回転域におい
て吐出容量を切換え、その異常な音振発生領域を強制的
に回避させることで上記の問題を解決し、この種エアコ
ンの高品位化を図れるようにした可変容量型コンプレッ
サの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） このため、本考案の可変容量型コンプレッサの制御装置
は、エンジンの回転数検出手段と、コンプレッサの容量
検出手段と、コンプレッサ容量可変手段と、所定のエン
ジン回転数領域と所定のコンプレッサ容量領域とで規定
されるコンプレッサ音振低減希望域を入力可能なコント
ロールユニットと、エアコンの熱負荷を判定し、かつそ
の判定信号で上記コンプレッサ容量可変手段を作動可能
とした熱負荷判定手段とを備え、エンジンの回転数とコ
ンプレッサ容量が前記コンプレッサ音振低減希望域内の
際、上記熱負荷判定手段の判定結果を介して、コンプレ
ッサ容量を容量減側の規定値に補正可能にし、コンプレ
ッサ運転時の異音や振動の発生を抑制して、この種コン
プレッサの高品位化を促すようにしたことを特徴にして
いる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面により説明すると、第１
図乃至第５図において１は可変容量型のコンプレッサ
で、公知のコンプレッサ容量検出手段２とコンプレッサ
容量可変手段３を装備している。上記コンプレッサ容量
検出手段２は、例えば出願人が特開昭62−218670号で示
した装置が用いられ、また上記コンプレッサ容量可変手
段３として、前記実開昭59−87313号で示した装置が用
いられている。

上記コンプレッサ容量可変手段３は、制御手段４若しく
はコンプレッサ容量補正手段５からの駆動信号によって
作動可能にされ、かつその容量補正モードを熱負荷判定
手段６からの制御信号に基いて実行可能にされている。

すなわち、上記制御手段４はエアコンの作動を電子制御
する、コントロールユニット（図示略）から出力される
制御信号のうち、容量設定信号に基いて作動可能にさ
れ、またコンプレッサ容量補正手段５はその入力信号に
よって、コンプレッサ１の運転状態を検出し、当該運転
状態が予め設定された後述するコンプレッサ１の音振低
減希望域に存在するか否かを判断し、その判定信号を前
記コンプレッサ容量可変手段３へ出力可能にしている。

上記音振低減希望域は、コンプレッサ１の吐出容量切換
希望域として設定可能にされ、実施例ではコンプレッサ
１の運転に伴ない発生する異音と振動レベルが顕著な領
域に設定されている。

上記音振低減希望域は、当該コンプレッサ１を大容量、
中容量および小容量で運転した場合のエンジン若しくは
コンプレッサ１の回転数と、そのときのノイズレベルと
の関係から設定することができる。

例えば第２図では、コンプレッサ１を大容量（指数10
0）、中容量（指数75）および小容量（指数50）で運転
し、これをエンジン回転数との関係で表わした各容量線
において、上記音振レベルが顕著なエンジンの回転数N_i
〜N₂、N₃〜N₄、N₅〜N₆、N₆〜N₇域に該当するZ₁〜Z₄域を
設定し、かつこれらをその音振レベルが低い中容量若し
くは小容量へ切換希望設定している。

それ故、前記コンプレッサ容量補正手段５には、コンプ
レッサ１の運転状態を特定するために、コンプレッサ容
量検出手段２からの検出信号と、エンジン回転検出手段
７からの検出信号が入力可能にされている。

一方、前記熱負荷判定手段６は現状のエアコンの熱負荷
の大小を、予め設定された基準値と比較して判定するよ
うにしており、その判定手段として実施例では、上記コ
ントロールユニットに種々入力されるエアコンA/C総合
信号８のうち、車室内外気温度の温度差を採用してい
る。

すなわち、上記温度差が急速な冷房を要する所定値以上
の場合は熱負荷大と判定し、一方上記温度差が所定値以
内の場合には、熱負荷が基準域内であると判定し、これ
らの判定信号を前記コンプレッサ容量可変手段３へ入力
し、上記判定結果に見合う容量補正モードに上記可変手
段３を制御可能にしている。

すなわち、コンプレッサ容量可変手段３は上記判定信号
のうち、熱負荷が所定値以内の場合には、前記音振低減
希望域でコンプレッサ１を容量減側に切換え、上記音振
レベルの低減を実行し、一方熱負荷が所定値以上の場合
には、コンプレッサ１を容量増側に切換えて、急速冷房
を実行させるようにしている。

この場合のコンプレッサ容量の切換えは、例えば第３図
に示すようなエンジン回転数と、相異なるコンプレッサ
容量を表示する容量線L_U，L_Lとの関係図に基いて決定さ
れている。

すなわち、同図中の容量線L_U，L_Lで区画されるスペース
は、上記容量の中間値でコンプレッサ容量を制御可能な
領域を意味し、該域に上記音振低減希望域に対応するエ
ンジン回転数域N_m〜N_nで区画したスペースA_Dが形成さ
れ、該スペースA_Dを容量制御域から除外したデッドゾー
ン、つまり前述の音振低減希望域としている。

したがって、このデッドゾーンA_Dにおけるコンプレッサ
容量は、これを上下位置で区画する容量線L_U，L_Lに相当
するコンプレッサ容量C_UまたはC_Lにのみ設定され、その
中間値での容量設定を不能にさせている。

そして、このようなデッドゾーンA_Dにおけるコンプレッ
サ１の容量決定は、前記熱負荷判定信号に基いて行なわ
れ、熱負荷が所定値以内の場合には容量線下側L_Lの容量
値C_Lに決定され、コンプレッサ１を容量減側に切換える
一方、熱負荷が所定値以上の場合には、容量線上側L_Uの
容量値C_Uに決定され、コンプレッサ１を容量増側に切換
え可能にしている。

図中、A_D1〜A_D4はコンプレッサ容量線で区画された実際
のデッドゾーン、つまりコンプレッサ音振低減希望域で
ある。

このようなコンプレッサの容量制御は第４図に示す手順
で実行されている。

先ず、コントロールユニットに入力される各種のA/C総
合信号に基いてコンプレッサ容量を決定し、その設定信
号を制御手段４へ送る一方、該手段４からの駆動信号で
コンプレッサ容量検出手段２を作動させ、コンプレッサ
容量を逐一検出させる。

一方、エンジン回転数検出手段７によってエンジンの回
転数を逐一検出し、当該回転数が音振低減希望域に対応
するエンジン回転数域Z₁〜Z₄内であるか否かを判定さ
せ、当該域内であるときは次制御ステップに進ませる。
この場合上記回転数域Z₁〜Z₄は、当該時のコンプレッサ
容量およびデッドゾーンA_D1〜A_D4と共に予めコントロー
ルユニットに記憶され、これらの情報と比較することで
実行させる。

また、前記検出されたコンプレッサ容量については、当
該容量が上記デッドゾーンA_D1〜A_D4のコンプレッサ容量
に該当するか否かを判定させ、上記域内であれば次制御
ステップに進行ませる。

こうしてエンジン回転数とコンプレッサ容量が、上記デ
ッドゾーンA_D1〜A_D4域内であることを判定したところ
で、つまり現状のコンプレッサ１の運転状態が異常な音
振発生領域内であることを確めた上で、コンプレッサ１
の容量補正モードを、熱負荷判定手段６による判定結果
を侍って決定する。

すなわち、熱負荷判定手段６にはその判定情報である車
室内外気温と、その温度差に関する情報が逐一入力さ
れ、上記温度差が基準域内であるか否かを判定し、基準
域内であればコンプレッサ容量を、当該デッドゾーンを
区画する下側の容量線に相当するコンプレッサ容量に設
定し、一方基準域外であればコンプレッサ容量を、当該
デッドゾーンを区画する上側の容量線に相当するコンプ
レッサ容量に設定する。

こうして上記設定信号をコンプレッサ可変手段３に入力
し、該手段３を駆動させることで、コンプレッサ容量を
上記のように実際に設定するようにしている。

第６図および第７図は本考案の他の実施例を示し、前述
の実施例と対応する構成部分には同一の文章および符号
を用いている。

すなわち、この実施例ではデッドゾーンA_Dが第３図のよ
うにコンプレッサ容量の中間レベルにある代わりに、第
６図のようにコンプレッサ容量の最高域に設定されてい
る場合に適し、このときのコンプレッサ容量を補正する
方法として、前記熱負荷判定の後にブロワによる送風量
判定を行なわせ、具体的にはブロワモータの端子電圧に
よって判定させ、送風量が所定量以上の場合、つまり実
際にエアコンないしコンプレッサが大能力で運転されて
いる場合に限って、コンプレッサ容量を上側容量線側の
容量値に設定し、制御の安全性と確実性を図るようにし
たことを特徴としている。

（作用） このように構成した制御装置によって、例えば第２図に
示すようなコンプレッサ１の異常な音振の発生を改善す
る場合について説明する。

すなわち、第２図はコンプレッサ１を大中小の各容量で
運転した場合のノイズレベルを各容量線とともに表わし
たもので、図示のようにZ₁〜Z₄では大若しくは中容量運
転時におけるノイズレベルが他の容量運転時より異常に
突出しており、この突出域が異常な音振発生域であると
考えられる。

したがって、上記異常な音振発生域でのコンプレッサの
運転を回避させれば、つまり上記領域を運転域から除外
しデッドゾーン、すなわち音振低減希望域A_D1〜A_D4とし
ておけば、所期の目的が達成できることになる。

そこで、上記A_D1〜A_D4の特定に必要なコンプレッサ１の
各容量と、その時のノイズレベルおよびエンジン回転数
域N_i〜N₂、N₃〜N₄、N₅〜N₆、N₆〜N₇、並びに熱負荷判定
基準値等の各情報をコントロールユニットに入力して置
く。

実施例では上記ゾーンの運転を回避するために、Z₁およ
びZ₂でコンプレッサ容量を大から中容量へ、Z₃とZ₄で大
乃至中から小容量への切換えを想定している。

このような状況の下で第４図に示す制御を開始すると、
コントロールユニットには各種センサを介して、エンジ
ン回転数、内外気温度、エアコンおよびブロワスイッチ
信号等の各種A/C総合信号が刻々と入力され、この信号
に基いてコンプレッサ容量が演算され、その処理信号が
制御手段４へ送られる。そして、上記手段４からの駆動
信号でコンプレッサ容量検出手段２が作動し、コンプレ
ッサ容量を逐一検出する。

一方、上記センサの一つであるエンジン回転数検出手段
７によって、エンジンの回転数が逐一検出され、当該回
転数が前記記憶したエンジン回転数域N_i〜N₂、N₃〜N₄、
N₅〜N₆、N₆〜N₇内であるか否かが判定され、当該域内の
場合に次制御ステップへ進。

また、前記検出されたコンプレッサ容量については、当
該容量が上記デッドゾーンA_D1〜A_D4を区画する上下容量
線域内であるか否かが判定され、上記域内であれば次制
御ステップへ進む。

こうしてエンジン回転数とコンプレッサ容量が、上記デ
ッドゾーンA_D1〜A_D4域内であることが判定され、つまり
現状のコンプレッサ１の運転状態が異常な音振発生領域
内であると判定された上で、コンプレッサ１の容量補正
モードが熱負荷判定手段６の判定結果に基いて決定され
る。

すなわち、熱負荷判定手段６にはその判定情報である車
室内外気温と、その演算結果である温度差に関する情報
が逐一入力され、上記温度差が基準域内であるか否かを
判定し、基準域内であればコンプレッサ容量を、当該デ
ッドゾーンを区画する下側の容量線に相当するコンプレ
ッサ容量、つまり低容量側に設定する。

したがって、この場合にはコンプレッサ１が容量ダウン
されて運転され、その分ノイズレベルもダウンするか
ら、第５図に示すように補正前に比べノイズレベルが低
下する。

一方、上記基準域外であればコンプレッサ容量と、当該
デッドゾーンを区画する上側の容量線、つまり高容量側
に設定する。したがって、この場合にはコンプレッサ１
が容量アップされて運転され、音振レベルの低減を望め
ない代わりに、冷房能力を増大させることで、現状の車
室環境が急速に整えられる。

換言すれば、上記音振レベルの低減は車室内の冷房フィ
ーリングが快適である場合に実行され、上記のように車
室環境が急速冷房を要するときは、エアコン本来の使命
が優先される。

こうして、上記容量補正信号をコンプレッサ可変手段３
に入力し、該手段３を駆動させることで、コンプレッサ
容量を実際に補正し、各振レベルの低減若しくは車室環
境の改善が行なわれる。

（考案の効果） 本考案の可変容量型コンプレッサの制御装置は以上のよ
うに、エンジンの回転数検出手段と、コンプレッサ容量
検出手段と、コンプレッサ容量可変手段と、所定のエン
ジン回転数領域と所定のコンプレッサ容量領域とで規定
されるコンプレッサ音振低減希望域を入力可能なコント
ロールユニットと、エアコンの熱負荷を判定し、かつそ
の判定信号で上記コンプレッサ容量可変手段を作動可能
とした熱負荷判定手段とを備え、エンジンの回転数とコ
ンプレッサ容量が前記コンプレッサ音振低減希望域内の
際、上記熱負荷判定手段の判定結果を介して、コンプレ
ッサ容量を容量減側の規定値に補正可能にしたから、コ
ンプレッサ運転時の異音や振動の発生を抑制しこの種コ
ンプレッサの高品位化を促せる効果がある。

また、本考案では熱負荷判定手段からの判定結果を介し
てコンプレッサ容量を補正可能にしたから、その補正モ
ードに熱負荷判定結果を取入れることができ、例えば車
室内の冷房フィーリングに応じて、車室環境の整備を優
先させるコンプレッサの運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図はコン
プレッサの各運転状態におけるノイズレベルの特性を示
す特性図、第３図はコンプレッサ容量の補正モード決定
の関係を示す説明図、第４図は本考案の制御例を示すフ
ローチャート、第５図はコンプレッサ容量補正前後の関
係を示す説明図で、第２図と対応させて図示しており、
第６図は上記コンプレッサ容量の補正モード決定の他の
例を示す説明図、第７図は第６図に好適な制御例を示す
フローチャートである。 １……コンプレッサ、２……コンプレッサ容量検出手
段、３……コンプレッサ容量可変手段 ６……熱負荷判定手段、７……エンジン回転数検出手
段、A_D，A_D1〜A_D4……コンプレッサ音振低減希望域

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転数検出手段と、コンプレッ
   サの容量検出手段と、コンプレッサ容量可変手段と、所
   定のエンジン回転数領域と所定のコンプレッサ容量領域
   とで規定されるコンプレッサ音振低減希望域を入力可能
   なコントロールユニットと、エアコンの熱負荷を判定
   し、かつその判定信号で上記コンプレッサ容量可変手段
   を作動可能とした熱負荷判定手段とを備え、エンジンの
   回転数とコンプレッサ容量が前記コンプレッサ音振低減
   希望域内の際、上記熱負荷判定手段の判定結果を介し
   て、コンプレッサ容量を容量減側の規定値に補正可能に
   したことを特徴とする可変容量型コンプレッサの制御装
   置。