JPH10278567A - 可変容量コンプレッサ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省動力性能の向上と排出ガス（ＮＯx など）
の低減を目的とした可変容量制御を行いうる可変容量コ
ンプレッサ制御装置を提供する。 【解決手段】 従来のメカニカルコントロールバルブ
（ＭＣＶ）に代えて電子操作式コントロールバルブ（Ｅ
ＣＶ）９を用いて可変容量コンプレッサ２の容量を変化
させる。オートアンプ１０は、起動時で触媒温度が低い
ときなど一定の条件の下において、コンプレッサトルク
の低減に必要な吐出圧力目標値を算出し、エアコン稼働
中の吐出圧力をその目標値と一致させるよう、適当なデ
ューティ信号をＥＣＶ９に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調装置
に用いられる可変容量コンプレッサの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、カーエアコンに対する省動力ニー
ズおよびコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ制御時の吹出風温
度変化やショック低減といった快適性ニーズを満たすた
め、冷房能力の必要量に応じて冷媒吐出容量を可変しう
る可変容量コンプレッサが広く普及しつつある。たとえ
ば、斜板式の可変容量コンプレッサを例にとると、斜板
の傾きを連続的に変えることにより、ピストンストロー
クを変化させ、連続的に容量を変えるようにしている。
この場合、斜板の傾きが大きければ吐出量が多く（最大
冷房時）、傾きが小さければ吐出量も少なくなる（容量
制御時）。このように最大冷房時以外では冷媒循環量が
減少するため、コンプレッサ所要動力が減少する。

【０００３】このような可変容量コンプレッサにおいて
容量を変化させる（たとえば、斜板式の場合には斜板の
傾きを変化させる）制御方法として、従来は、いわゆる
メカニカルコントロールバルブ（ＭＣＶ）を用いて制御
を行うのが一般的である。このメカニカルコントロール
バルブは、コンプレッサ本体に設けられた弁（たとえ
ば、ベローズ式コントロールバルブ）であって、コンプ
レッサの吸入圧力を使って容量の可変制御を内部的に行
うものである。たとえば、斜板式可変容量コンプレッサ
にベローズ式コントロールバルブを設けた場合、コンプ
レッサの吸入圧力の変化（設定圧力との大小関係）によ
るべローズの収縮・膨脹により、コンプレッサの吐出側
に通じる高圧側とコンプレッサの吸入側に通じる低圧側
のバルブの開閉を行うことで、クランクケース内の圧力
（制御圧力）を制御し、ピストンに加わる圧力のバラン
スを変えて斜板の傾きを変化させている。これにより、
吐出圧力が変わり、よって吸入圧力もそれに合わせて変
化することになる。

【０００４】図４はメカニカルコントロールバルブの一
般的な特性図である。メカニカルコントロールバルブ
は、一般に、上記した作動原理に基づき、冷房負荷（空
気側の負荷）の変動に対して同図に示す特性の吸入圧力
Ｐs となるように冷媒吐出容量（斜板の傾き）を制御す
る。これにより、冷房負荷（空気負荷）に応じたコンプ
レッサ性能つまり冷房能力が得られ、また、かかる冷房
能力の制御によりエバポレータの凍結防止も図られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の可変容量コンプレッサの可変容量制御にあっ
ては、べローズ式などのメカニカルコントロールバルブ
を用いての図４に示すような特性に基づく機械的制御で
あるため、省動力などを目的とした複雑な制御を行うこ
とができない。

【０００６】たとえば、エアコン起動時においては、排
出ガス中のＮＯx 量などを低減するという観点からも、
省動力のニーズが強い。すなわち、エンジン始動時で触
媒温度が低いときにエアコンを起動した場合には、起動
時のコンプレッサトルクが大きいため、エンジン負荷が
増大し、排出ガス量（ＮＯx 量など）も増大するおそれ
があるので、エアコン起動時のコンプレッサトルク（コ
ンプレッサ負荷）を低減すること、つまり、省動力を図
ることが望まれている。また、省エネの観点からは、エ
アコン起動時に限らず、車室内温度がそれほど高くない
時のクールダウン制御においても、コンプレッサトルク
を低減して省動力を図ることが望まれる。ところが、従
来は、上記したように図４に示すような特性に基づく機
械的制御であるため、このような省動力を目的とした複
雑な制御はできない。

【０００７】本発明は、可変容量コンプレッサの可変容
量制御における上記課題に着目してなされたものであ
り、省動力などを目的とした複雑な制御を行うことがで
きる可変容量コンプレッサ制御装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、自動車用空調装置の冷凍サ
イクルを構成する可変容量コンプレッサの吐出容量の可
変制御を行う可変容量コンプレッサ制御装置において、
外部からの電気信号に基づいて、前記可変容量コンプレ
ッサの吐出容量を変化させる制御圧力を制御するコント
ロール手段と、前記可変容量コンプレッサの吐出圧力を
検出する吐出圧力検出手段と、所定のデータを入力して
コンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値を算
出し、前記吐出圧力検出手段の出力が前記目標値と一致
するように前記コントロール手段を制御する電気信号を
出力する制御手段とを有することを特徴とする。

【０００９】この発明にあっては、コントロール手段
は、外部からの電気信号に基づき制御圧力を制御して容
量を変化させる外部可変制御方式のものであり、より細
かい制御が可能となっている。そして、吐出圧力検出手
段は、可変容量コンプレッサの吐出圧力を検出し、制御
手段は、所定のデータを入力してコンプレッサトルクの
低減に必要な吐出圧力目標値を算出し、吐出圧力検出手
段の出力が前記目標値と一致するようにコントロール手
段を制御する電気信号を出力する。この電気信号に基づ
いて、コントロール手段は、可変容量コンプレッサの吐
出容量を変化させる制御圧力を制御する。これにより、
可変容量コンプレッサの吐出容量が変化して吐出圧力を
目標値に近づけ、コンプレッサトルクが低減される。よ
り具体的には、コンプレッサトルクは吐出圧力と吸入圧
力の比（＝吐出圧力／吸入圧力）によって大きく左右さ
れるため、目標値を低く設定して吐出圧力を下げる制御
を行うことで、コンプレッサトルクを低減することがで
きるのである。すなわち、外部可変制御方式のコントロ
ール手段を採用し、吐出圧力を目標値と一致させる制御
を行ってコンプレッサトルクを低減させるので、省動力
化が図られる。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、エンジンからの排出ガスを清浄化する
ための触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の出力が所定値
以下のときに当該制御を行うことを特徴とする。

【００１１】この発明にあっては、触媒温度検出手段
は、エンジンからの排出ガスを清浄化するための触媒の
温度を検出し、制御手段は、触媒温度検出手段の出力が
所定値以下のときに当該制御、つまり、コンプレッサト
ルク低減のための吐出圧力制御を行う。このように、触
媒が機能を始める所定温度（所定値）以下のときに当該
制御を行ってコンプレッサトルクを低減させることで、
起動時において、エンジンにかかる負荷が低減され、エ
ンジンからの排出ガス量（ＮＯx 量など）も低減され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
可変容量コンプレッサ制御装置のシステム構成を示すブ
ロック図である。

【００１３】このシステムは、自動車用空調装置（カー
エアコン）に搭載された冷凍サイクル１を有する。この
冷凍サイクル１は、可変容量コンプレッサ２、コンデン
サ３、リキッドタンク４、膨脹弁５、およびエバポレー
タ６などを配管で連結し、その中に冷媒を封入して構成
されている。可変容量コンプレッサ２は、図示しないエ
ンジンにより図示しないベルトおよびマグネットクラッ
チ７を介して選択的に駆動され、その駆動時にエバポレ
ータ６で蒸発した低温低圧のガス冷媒を吸入し圧縮し
て、高温高圧になったガス冷媒をコンデンサ３に圧送
し、該冷媒をコンデンサ３およびエバポレータ６を介し
て繰返し循環させる。コンデンサ３にはコンデンサファ
ン８が付設されており、コンデンサ３は、コンデンサフ
ァン８によって供給される冷却空気との熱交換により、
コンプレッサ２から送り込まれてきた高温高圧のガス冷
媒を冷却し凝縮液化させる。コンデンサ３と膨脹弁５の
間に設けられたリキッドタンク４は、コンデンサ３で液
化した冷媒を気液分離して液冷媒を一度貯え、液冷媒の
みを膨脹弁５に送り出す。一般的に使用される温度式の
膨脹弁５の場合には、リキッドタンク４を通ってきた中
温高圧の液冷媒を減圧膨脹させて、低温低圧の霧状の冷
媒にするとともに、エバポレータ６の下流に設けた図示
しない感温筒のフィードバックにより、エバポレータ出
口で、冷媒の蒸発状態が適度な過熱度を持つよう冷媒流
量を調節する。エバポレータ６は、コンデンサ３で液化
され膨脹弁５で低温低圧になった霧状の冷媒を蒸発させ
て、外側に図示しないブロアファンにより送られてくる
空気を流して前記霧状冷媒と熱交換させることで、車室
内に吹き出される空気を冷却し、同時に除湿する。

【００１４】この可変容量コンプレッサ２は、たとえ
ば、斜板式の可変容量コンプレッサであって、その斜板
の傾きが電気信号で外から制御できるようになっている
（外部可変制御方式）。つまり、この可変容量コンプレ
ッサ２は、コントロール手段として、従来のメカニカル
コントロールバルブ（ＭＣＶ）に代えて電気信号による
外部制御が可能な電磁弁などの電子操作式コントロール
バルブ（ＥＣＶ）９を有している。たとえば、ＥＣＶ９
として高圧側と通じている電磁弁を用いた場合、クラン
クケース内と低圧側とは所定の開度の通路で連通してお
り、クランクケース内の圧力は低圧側に逃げるようにな
っている。よって、かかる電磁弁９をＯＮ−ＯＦＦして
高圧側圧力を導入・遮断することでクランクケース内の
圧力（制御圧力）を制御することにより、ピストンに加
わる圧力のバランスを変えて斜板の傾きを変化させ、こ
れによってコンプレッサ２の吐出容量を制御することが
できる。このとき、電磁弁９には、外部からの電気信号
として、たとえば、後述するオートアンプから演算され
た適当な値のデューティ比を持ったデューティ信号が与
えられる。容量（斜板の傾き）を小さくする必要がある
ときは、大きなデューティ比を持ったデューティ信号を
与えて電磁弁９の開弁時間を長くしてクランクケース内
の圧力（制御圧力）を上昇させ、容量（斜板の傾き）を
大きくする必要があるときは、小さなデューティ比を持
ったデューティ信号を与えて電磁弁９の開弁時間を短く
してクランクケース内の圧力（制御圧力）を低下させ
る。

【００１５】この可変容量コンプレッサ２は、制御手段
としてのオートアンプ１０によって制御される。ここで
は、エンジン（およびエアコン）起動時の省動力（コン
プレッサトルク低減）を目的とした制御（以下、単に
「トルク低減制御」という）に必要な構成要素のみを図
示してある。すなわち、オートアンプ１０には、エンジ
ンを始動させるためのイグニッションスイッチ１１、コ
ンプレッサ２をＯＮしてエアコンを作動させるためのエ
アコンスイッチ１２、車室内の温度を検出する内気セン
サ１３、エンジンからの排出ガスを清浄化するための触
媒の温度を検出する触媒温度検出手段としての触媒温度
センサ１４、可変容量コンプレッサ２の吐出圧力を検出
する吐出圧力検出手段としての高圧側圧力センサ（高圧
トランスデューサ）１５などが接続されている。また、
オートアンプ１０には、図示しないエンジン制御装置か
らエンジン回転数信号が入力されるようになっている。
このエンジン回転数信号によってコンプレッサ２の回転
数が認識できる。触媒温度センサ１４は、たとえば、触
媒コンバータ１６内にあってエンジンからの排出ガス中
に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯx ）を触媒反応
により転化し低減するための三元触媒の温度を検出する
ものである。触媒には触媒が機能を始める温度、つまり
触媒が有効に反応する温度が存在するので、触媒温度セ
ンサ１４によってその温度に達しているかどうかを検知
する。また、高圧側圧力センサ（高圧トランスデュー
サ）１５はコンデンサ３とリキッドタンク４の間の高圧
配管に取り付けられ、冷媒の高圧側圧力を電気信号に変
換するものである。コンプレッサ２の吐出圧力はこの高
圧側圧力によって代替される。オートアンプ１０は、内
蔵しているマイクロコンピュータによって、各スイッチ
１１、１２および各センサ１３、１４、１５などの入力
信号を演算処理して制御パラメタであるデューティ比を
決定し、これに基づき可変容量コンプレッサ２の電磁弁
（ＥＣＶ）９をＯＮ−ＯＦＦして、同コンプレッサ２の
容量（斜板の傾き）を可変し、トルク低減制御を行う。
そのため、オートアンプ１０は、その内部のＲＯＭ内に
図２のフローチャートに対応したプログラムを記憶して
おり、このプログラムの実行によって当該トルク低減制
御が行われる。

【００１６】もちろん、オートアンプ１０は、エンジン
（およびエアコン）起動時のトルク低減制御のほかに、
自動車用空調装置についての通常の制御（以下、単に
「通常制御」という）を行う。すなわち、オートアンプ
１０には、図示しないが、上記した各スイッチおよび各
センサ以外に、外気温度を検出する外気センサ、日射量
を検出する日射センサ、希望の室温を設定するための温
度調節スイッチなどがさらに接続されており、オートア
ンプ１０は、内蔵しているマイクロコンピュータによっ
て、それらの各センサ、エアミックスＰＢＲ（エアミッ
クスドアアクチュエータに内蔵）、および各スイッチな
どの信号を演算処理し、各アクチュエータ（インテーク
ドアアクチュエータ、エアミックスドアアクチュエー
タ、モードドアアクチュエータ）、ファンコントロール
アンプ、およびコンプレッサ２（のマグネットクラッチ
７）を作動させ、吸込口位置、吹出風温度、吹出口位
置、吹出風量、およびコンプレッサ２自体のＯＮ／ＯＦ
Ｆを総合的に制御する機能をも有している。

【００１７】次に、上記のように構成された本システム
の動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、制御の概要を説明しておく。ここでは、エンジン
（およびエアコン）起動時のコンプレッサトルクを低減
させることを目的とする。ただし、触媒が機能する温度
に達するまでの間の可変容量制御とする。そのため、触
媒の温度を読み取り、設定温度以下であるときに当該ト
ルク低減制御を行う。このトルク低減制御では、あらか
じめ設定された実験式により目標吐出圧力を決定し、実
際に検出される吐出圧力がその目標吐出圧力と一致する
ように斜板の傾き（吐出容量）をＰＩ（比例積分）制御
する。

【００１８】すなわち、図２のフローチャートに示すよ
うに、オートアンプ１０は、プログラムがスタートする
と、ステップＳ１で、自動車用空調装置の制御前提条件
を満たすかどうかを判断する。この判断は、たとえば、
イグニッションスイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ状態、エア
コンスイッチ１２のＯＮ／ＯＦＦ状態、および電磁弁
（ＥＣＶ）９の作動許否状態のデータに基づいて行われ
る。具体的には、イグニッションスイッチ１１がＯＮ状
態にあり、かつ、エアコンスイッチ１２がＯＮ状態にあ
り、かつ、電磁弁（ＥＣＶ）９が作動許可状態にあると
き、この制御前提条件を満たすものと判断し、以下の制
御を実施する。なお、制御前提条件を満たさない場合に
は、ステップＳ１２で、後述するフラグＦの値を０に保
持したまま待機し、または、フラグＦの値を０にリセッ
トして一連の制御を終了する。

【００１９】ステップＳ１の判断の結果として制御前提
条件を満たす場合には、次のステップＳ２で、トルク低
減制御を行うための制御実施条件を満たすかどうかを判
断する。この判断は、たとえば、触媒温度センサ１４お
よび内気センサ１３からのデータ（触媒温度と車室内温
度）に基づいて行われる。具体的には、触媒温度センサ
１４の出力（触媒温度）があらかじめ定められた設定温
度Ｔso（触媒が機能を始める温度で、たとえば、約３０
０℃である。なお、効率のピークは約４００℃である）
以下であり、かつ、内気センサ１３の出力があらかじめ
定められた設定温度Ｔra（たとえば、約３５℃）以下で
あるとき、制御実施条件を満たすものと判断し、トルク
低減制御を行う。

【００２０】これに対し、触媒温度センサ１４の出力
（触媒温度）が前記設定温度Ｔso以上であるか、また
は、内気センサ１３の出力が前記設定温度Ｔra以上であ
る場合には、フラグＦの値を０に保持したまままたはフ
ラグＦの値を０にリセットして（ステップＳ１３）通常
のエアコン制御を行い（ステップＳ１４）、ステップＳ
１にリターンする。

【００２１】なお、ここで、触媒温度を考慮するのは、
エンジン起動時に触媒が低温である場合には触媒が機能
しないため通常制御を行えばコンプレッサトルクの増大
によりエンジン負荷が増大し排出ガス量（ＮＯx 量な
ど）も増大するおそれがあるので、触媒が機能を始める
温度に達するまでの間（たとえば、アイドリングか走行
かを問わずにエンジン始動後約１分間）はトルク低減制
御を行って上記の不都合を解消するためである。また、
車室内温度を考慮するのは、車室内温度が高い場合には
車室内を急速に冷房する必要があるので省動力よりも冷
房能力を優先させるためである。

【００２２】ステップＳ２の判断の結果として制御実施
条件を満たす場合には、次のステップＳ３で、フラグＦ
の値が０かどうかを判断する。このフラグＦは目標吐出
圧力Ｐd′の設定を行うかどうかを決めるためのもので
あって、 初期状態では０であるが、一度目標吐出圧力
Ｐd′が設定されると、その目標値Ｐd′を維持すべく
（更新なし）、所定の場合にリセットされるまで１の値
に設定、保持される。このステップＳ３の判断において
Ｆ＝０の場合には、システムが起動し今からトルク低減
制御を開始するものと判断して、ステップＳ４に進む
が、Ｆ＝１の場合には、すでに目標吐出圧力Ｐd′が設
定されておりこの目標値Ｐd′に基づいてトルク低減制
御が実行されているものと判断して、ステップＳ４〜ス
テップＳ６の処理を省略して、ただちにステップＳ７に
進む。

【００２３】ステップＳ４とステップＳ５では、所定の
データを読み込んで、目標吐出圧力Ｐd′の設定を行
う。 具体的には、その時点（システム起動時または起
動前）におけるエンジン回転数（つまりコンプレッサ回
転数）Ｎe および車室内温度Ｔrのデータをエンジン制
御装置および内気センサ１３からそれぞれ入力し（ステ
ップＳ４）、あらかじめ設定された実験式Ｐd′＝Ｇ
（Ｎe,Ｔr）により、コンプレッサトルクの低減に必要
な吐出圧力目標値Ｐd′を算出する（ステップＳ４）。

【００２４】図３は目標吐出圧力算出式の一例を示す特
性図である。なお、ここでは、図示簡単化のため、ある
特定の（または範囲の）エンジン回転数（コンプレッサ
回転数）Ｎe における車室内温度Ｔr に対する吐出圧力
目標値Ｐd′ の設定値を示しているが、実際には、エン
ジン回転数（コンプレッサ回転数）Ｎe （またはその範
囲）ごとに同図に示すような特性図が存在している。つ
まり、目標吐出圧力Ｐd′の算出式Ｇ（Ｎe,Ｔr）は、エ
ンジン回転数（コンプレッサ回転数）Ｎe および車室内
温度Ｔr をパラメタとするマップ形式で表現できるもの
である。

【００２５】図３によれば、ある特定の（または範囲
の）エンジン回転数（コンプレッサ回転数）Ｎe におい
て、システム起動前の車室内温度Ｔr が設定温度Ｔra以
上である（Ｔr ≧Ｔra）場合には、上記したように、通
常制御（起動時は最大冷房）を行い、設定温度Ｔra以下
である（Ｔr ≦Ｔra）場合には、トルク低減制御を行
う。そして、トルク低減制御を行う際には、前記車室内
温度Ｔr が設定温度Ｔr1以上Ｔra以下である（Ｔr1≦Ｔ
r ≦Ｔra）場合には、吐出圧力目標値Ｐd′ として設定
値Ｐd1を選択し（Ｐd′＝Ｐd1）、設定温度Ｔr2以上Ｔr
1以下である（Ｔr2≦Ｔr ≦Ｔr1）場合には、吐出圧力
目標値Ｐd′として設定値Ｐd2を選択し（Ｐd′＝Ｐd
2）、設定温度Ｔr2以下である（Ｔr ≧Ｔr2）場合に
は、吐出圧力目標値Ｐd′として設定値Ｐd3を選択する
（Ｐd′＝Ｐd3）。すなわち、ここでは、トルク低減制
御領域において、吐出圧力目標値Ｐd′として、 システ
ム起動前の車室内温度Ｔr に応じて三つの値Ｐd1、Ｐd
2、Ｐd3が段階的に設定されるようになっている。ただ
し、Ｐd1＞Ｐd2＞Ｐd3、かつ、Ｔra＞Ｔr1＞Ｔr2であ
る。なお、前記車室内温度Ｔr が設定温度Ｔr2以下であ
る（Ｔr ≧Ｔr2）場合には、他のコンプレッサ制御、た
とえば、外気センサ検出温度による低温時コンプレッサ
保護制御、吸込温度センサ検出温度によるエバポレータ
凍結保護制御などによってコンプレッサ２を停止させる
場合があるので、必ずしも常にトルク低減制御が実行さ
れるわけではない。

【００２６】目標吐出圧力算出式Ｐd′＝Ｇ（Ｎe,Ｔr）
を実験で求める際には、たとえば、あるエンジン回転数
（コンプレッサ回転数）Ｎe で、初期車室内温度Ｔr の
値をいろいろ変えて、通常制御によるクールダウンを行
い、特定の条件の下での時間に対する吐出圧力Ｐd の変
化を調べる。コンプレッサトルクは吐出圧力と吸入圧力
の比（＝吐出圧力／吸入圧力）によって大きく左右され
るため、上記の実験結果を基にして、吐出圧力Ｐd のフ
ィードバック制御（ここでは、特にＰＩ制御）を行った
ときにコンプレッサトルクを所望の割合だけ低減できる
ような一定の目標値Ｐd′を適当に設定する。このとき
設定される目標値Ｐd′は前記実験結果における吐出圧
力のピーク値よりも低い値となる。したがって、このよ
うに目標値Ｐd′を実験的に求めた低い値に設定して エ
アコン稼働中の吐出圧力Ｐd を通常制御の場合よりも下
げる制御を行うことで、コンプレッサトルクを所望の割
合だけ低減することができる。

【００２７】ステップＳ５で目標吐出圧力Ｐd′が求め
られると、 次のステップＳ６では、フラグＦの値を１
に設定する。これにより、トルク低減制御中における再
度の目標吐出圧力Ｐd′の設定が禁止される。

【００２８】ステップＳ７〜ステップＳ１１では、ステ
ップＳ５で決定された目標吐出圧力Ｐd′を用いて吐出
圧力Ｐd のＰＩ制御を行う。

【００２９】すなわち、高圧側圧力センサ（高圧トラン
スデューサ）１５の出力、つまり現在の吐出圧力Ｐd の
データを入力し（ステップＳ７）、吐出圧力の目標値Ｐ
d′と現在値Ｐd の偏差Ａ（＝Ｐd′−Ｐd ）を算出する
（ステップＳ８）。 その後、求めた偏差の絶対値｜Ａ
｜が所定値（たとえば、０.１ ）以下かどうかを判断し
（ステップＳ９）、ＹＥＳであれば、 目標値Ｐd′とほ
ぼ等しくなっているので、前回と同じ制御信号（同じデ
ューティ比を持つデューティ信号）をコンプレッサ２の
電磁弁（ＥＣＶ）９に出力する。つまり、ＥＣＶ制御変
数（デューティ比）をＦO 、前回のそれをＦO^*、前回ま
でのＡ×Δｈの積分値（ただし、Δｈはデータのサンプ
リング時間）をＳO^*とすると、 ＦO ＝ＦO^* （ＳO^*＝０） となる。これに対し、ステップＳ９の判断の結果として
ＮＯであれば、両者を一致させるように前回の制御信号
を補正し、この補正された制御信号（補正されたデュー
ティ比を持つデューティ信号）をコンプレッサ２の電磁
弁（ＥＣＶ）９に出力する。具体的には、補正分ΔＦを
下記の式、つまり、 ΔＦ＝Ｋp ｛Ａ＋（ＳO^*＋Ａ×Δｈ）/Ｔ1｝ ここで、Ｋp は定数、Ｔ1 は時定数によって求めた後、
この補正分ΔＦを前回のＥＣＶ制御変数ＦO^*に加算して
今回のＥＣＶ制御変数ＦO とする。つまり、 ＦO ＝ＦO^*＋ΔＦ （ＳO^*＝ＳO^*＋Ａ×Δｈ） となる。

【００３０】ステップＳ１０またはステップＳ１１で電
磁弁（ＥＣＶ）９に制御信号（デューティ信号）を出力
すると、ステップＳ１に戻って、以上の処理を繰り返
す。

【００３１】すなわち、システムが起動し今からトルク
低減制御を開始する場合には、まず目標吐出圧力Ｐd′
の設定を行い、 その後、吐出圧力Ｐd の制御を行う
（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステッ
プＳ４〜ステップＳ６→ステップＳ７〜ステップＳ１
１）。そして、一度目標吐出圧力Ｐd′が設定された後
は、制御前提条件および制御実施条件を満たす限り、
その目標吐出圧力Ｐd′を用いて吐出圧力Ｐd の制御を
行う（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ス
テップＳ７〜ステップＳ１１→ステップＳ１）。そし
て、上記のトルク低減制御の途中で制御前提条件を満た
さなくなった場合（たとえば、イグニッションスイッチ
１１またはエアコンスイッチ１２がＯＦＦされた場合）
には、処理を終了し（ステップＳ１→ステップＳ１
２）、また、制御実施条件を満たさなくなった場合（た
とえば、触媒温度が設定温度以上になった場合）には、
通常制御に移行する（ステップＳ１→ステップＳ２→ス
テップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１）。

【００３２】したがって、本実施形態によれば、容量を
内部的に機械的に制御する従来のメカニカルコントロー
ルバルブ（ＭＣＶ）に代えて容量を外部的に電気的に制
御する電磁弁などの電子操作式コントロールバルブ（Ｅ
ＣＶ）９を用いて可変容量コンプレッサ２の容量を変え
ることで、従来よりもより細かい複雑な制御を可能と
し、かつ、かかる複雑な制御として、コンプレッサトル
クの低減に必要な吐出圧力目標値Ｐd′を算出し、エア
コン稼働中の吐出圧力Ｐd をその目標値Ｐd′と一致さ
せる制御を行って吐出圧力Ｐd を下げるようにしたの
で、通常の制御を行った場合に比べて、コンプレッサト
ルクが低減され、コンプレッサ所要動力が低減される
（省動力性能の向上）。しかも、このようなトルク低減
制御を触媒温度が低いときに行うようにしたので、触媒
がいまだ機能しない場合であっても、コンプレッサトル
クの低減によりエンジン負荷が低減され、排出ガス量
（ＮＯx 量など）も低減されることになる。さらに、コ
ンプレッサの省動力化により省燃費性能も向上する。

【００３３】なお、本実施形態では、排出ガスの環境へ
の影響対策を考慮して、エンジン始動時で触媒温度が低
いときにエアコンを起動した場合において当該トルク低
減制御を行うようにしているが、トルク低減制御の実施
場面はこれに限定されるわけではない。たとえば、省エ
ネの観点を重視すれば、エアコン起動時に限らず、車室
内温度がそれほど高くない時のクールダウン制御におい
てもトルク低減制御を行うことができる。この場合に
は、実際の適用に際し、制御実施条件や目標吐出圧力算
出式などを適当に修正する必要があることはもちろんで
ある。

【００３４】また、本実施形態では、制御実施条件とし
て、起動時の急速クールダウンを可能にすべく、触媒温
度が低くかつ車室内温度が設定温度以下のときに当該ト
ルク低減制御を行うようにしているが、起動時でも省エ
ネの観点を優先させ、起動時の車室内温度の条件を省略
することももちろん可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、外部可変制御方式のコントロール手段を採用
し、吐出圧力を目標値と一致させる制御を行ってコンプ
レッサトルクを低減させるので、省動力性能が向上し、
省燃費性能も向上する。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加え、触媒温度が低く触媒が機能
しないときに当該制御を行ってコンプレッサトルクを低
減させるので、起動時にエンジンにかかる負荷が低減さ
れ、エンジンからの排出ガス量（ＮＯx 量など）が低減
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る可変容量コンプレ
ッサ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図２】 同装置の動作を示すフローチャートである。

【図３】 目標吐出圧力算出式の一例を示す特性図であ
る。

【図４】 メカニカルコントロールバルブの一般的な特
性図である。

【符号の説明】

１…冷凍サイクル ２…可変容量コンプレッサ ９…電磁弁（コントロール手段） １０…オートアンプ（制御手段） １４…触媒温度センサ（触媒温度検出手段） １５…高圧側圧力センサ（吐出圧力検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車用空調装置の冷凍サイクル（１）
   を構成する可変容量コンプレッサ（２）の吐出容量の可
   変制御を行う可変容量コンプレッサ制御装置において、 外部からの電気信号に基づいて、前記可変容量コンプレ
   ッサ（２）の吐出容量を変化させる制御圧力を制御する
   コントロール手段（９）と、 前記可変容量コンプレッサ（２）の吐出圧力を検出する
   吐出圧力検出手段（１５）と、 所定のデータを入力してコンプレッサトルクの低減に必
   要な吐出圧力目標値を算出し、前記吐出圧力検出手段
   （１５）の出力が前記目標値と一致するように前記コン
   トロール手段（９）を制御する電気信号を出力する制御
   手段（１０）と、 を有することを特徴とする可変容量コンプレッサ制御装
   置。
2. 【請求項２】 エンジンからの排出ガスを清浄化するた
   めの触媒の温度を検出する触媒温度検出手段（１４）を
   有し、 前記制御手段（１０）は、前記触媒温度検出手段（１
   ４）の出力が所定値以下のときに当該制御を行うことを
   特徴とする請求項１記載の可変容量コンプレッサ制御装
   置。