JPS63207716A - 可変容量型圧縮機の制御方法 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は車輌、建物等の冷房回路における可変容量型圧
縮機（以下圧縮機という）の制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 第４図に示すように前記冷房回路１においては圧縮機２
の吐出側から吸入側との間において凝縮器３、レシーバ
４、膨張弁５及び蒸発器６が、順次、配管７により接続
されている。

前記冷房回路１において車室８の車室内温度Ｔｉｎが温
度センサ９により検出され、制御装置１０に入力される
ようになっている。

また、前記制御装置１０には温度センサ１１により検出
された外気温度Ｔｅｘの信号が入力されるとともに、温
度設定器１２により冷房目標とする目標車室内温度Ｔｒ
の信号が入力されるようになっている。

ざらに、前記制御装置１０には圧縮機２の容置を変更す
るための容量可変機構１４が接続され、制御装置１０か
ら可変するための操作量りに対応する信号が入力される
ようになっている。

そして、前記冷房回路１においては、そのスイッチをＯ
Ｎにしてから第１図（ａ）の曲線ａで示すように、車室
内温度Ｔｉｎと目標車室内温度Ｔｒの偏差がなくなるよ
うに、車室内温度Ｔｉｎを検出しながら圧縮機２の容量
を制御するフィードバック制御が採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記制御方法では、例えば、炎天下に駐車さ
れていた自動車の冷房回路１を作動させるような場合、
通常のフィードバック制御では車室内温度１’−ｉｎが
目標車室内温度Ｔｒに到達するまでには相当時間がかか
り、乗員に不快感を与えるという問題がある。そこで、
この時間を短くするために制御ゲインを大きくする制御
方法の採用が考えられるが、圧縮機２がハンチング、す
なわち、容量が周期的に大きくなったり小さくなったり
する現象が起こるので、前記フィードバック制御が不安
定になるという問題点がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記の問題点を解決するために、（イ）車室内
温度（Ｔｉｎ＞が、例えば４０℃以上の第１基準車室内
温度（Ｔ１）より高い場合であって、外気温度（Ｔｅｘ
）が、例えば３０℃以上の基準外気温度（Ｔ３）より高
いとき、 （ロ）前記車室内温度（Ｔ　ｉｎ＞が前記第１基準車室
内温度（Ｔ１）より低いが、例えば３０℃以上の第２基
準車室内温度（Ｔ２）より高く、しかも前記外気温度（
Ｔｅｘ）が前記基準外気温度（Ｔ３）より高い場合で市
って、前記冷房回路を始動させた直後であるとき、 （ハ）前記以外の場合であって、前記車室内温度（Ｔｉ
ｎ）と目標車室内温度（Ｔｒ　＞との温度差が基準温度
差（Ｔｄ　＞より大きいとき、前記圧縮機の容量を最大
にして該圧縮機の定容」運転を開始し、前記車室内温度
（Ｔｉｎ）と目標車室内温度（Ｔｒ）との温度差が基準
温度差（Ｔｄ　）より小さくなったとき、前記定容量運
転を通常の自動制御運転に切り換える、という技術的手
段を採用する。

（作用） 外気温度が３０℃以上、車室内の温度が４０℃以上のと
き、例えば、３０℃を基準外気湿度とし４０℃を第１基
準車室内温度としてこれらの温度を冷房回路を制御する
第一の目安とする。そして、冷房回路を通常の自動制御
をさせることなく、圧縮機の容量を強制的に最大にして
冷房回路の圧縮機を定容量で始動させる。すると、制御
の安定性を損うことなく、車室内温度を目標車室内温度
にまで短時間に低下させることが可能になる。

また、基準外気温度が３０℃以上あって、車室内温度が
４０℃よりも低いが、３０℃以上と高い場合、冷房回路
を駆動させる第二の目安として前記車室内温度を第２基
準車室内温度と定め、車輌の走行中、冷房回路を始動さ
せた直後のような場合、前記の場合と同様に圧縮機の自
動制御を解き、圧縮機の容置を最大にして冷房回路を始
動させる。

すると、車室内温度を短時間に目標車室内温度にまで低
下させることが可能になる。

車室内温度が、第２基準車室内温度より低くても車室内
温度と目標車室内温度との温度差が基準温度差より大き
い場合において、乗車直後に冷房が必要である。このよ
うな場合も、前記の場合と同様に圧縮機の自動制御を解
き、圧縮機の容置を最大にして冷房回路を始動させると
、車室内温度を短時間に目標車室内温度にまで低下させ
ることができる。

（実施例） 次に、本発明を車輌に搭載される冷房回路の圧縮機に具
体化した実施例を第１〜３図に基づいて説明する。

本発明に使用される冷房回路も、実質上、従来技術と同
様に構成されている。第４図を参照してこれを説明する
と、冷房回路１は圧縮機２、凝縮器３、レシーバ４、膨
張弁５及び蒸発器６並びにそれらの間を循環的に接続す
る配管７から形成されている。前記蒸発器６の吹出し口
が開口している単室８内には温度セン４ノ９が設けられ
てあり、その温度センサ９により検出された車室内温度
Ｔｉｎが制御装置１０に入力されるようになっている。

車室８の外部にも温度センサ１１が設けられており、そ
の温度センサ１１から外気温度Ｔｅｘの信号が前記制御
装置１０に対して入力される。

前記制御装置１０には温度設定器１２が設けられており
、その温度設定器１２から次の温度が入力されるように
なっている。

Ｔｒ：車室８内で目標とする冷房温度として設定される
目標車室内温度（１８〜２７°Ｃ）Ｔ１　：車室内温度
のうち冷房回路を駆動させる必要度が極めて高いことを
示す温度として経験的に設定された第１基準車室内温度
（４０℃以上）、 Ｔ２　：前記第１基準車室内温度より低い温度であるが
、冷房回路を駆動させる必要が必るとして経験的に設定
された第２基準車室内温度（３０℃以上４０°Ｃ未満〉
　（従って、Ｔ１はＴ２より大きい）、 Ｔ３二通常の冷房が必要でおるか否かを外気の温度から
経験的に判断し設定された外気基準温度（３０℃以上〉
。

なお、前記において括弧内の温度は本発明の好ましい温
度範囲を意味し、また、前記第２基準車室内温度Ｔ２と
目標車室内温度Ｔｒとの温度外でおる基準温度差は５℃
以上でおる。

また、前記制御袋＠ｉｏには定容量設定器１３が設けら
れており、その定容量設定器１３から制御装置１０に対
して容量保持信号Ｓｔが入力されるようになっている。

さらに、前記制御装置１０には定容量設定器１３から容
量保持信号３ｔが入力されたとき、前記冷房回路１の自
動制御を解除し、ざらに、前記温度センサ９によって検
出された車室内温度Ｔｉｎが後述する所定の温度に到達
したとき、容量保持信号３ｔをクリアにして定容Ｈ運転
を自動制御運転に切り換えるように作動する制御切換回
路１５が組み込まれている。

前記制御装置１０には表示部１６が設けられており、そ
の表示部１６に対して、車室内温度Ｔｉｎや外気温度’
ｌ’−ｅｘ等が表示される。

前記圧縮機２は外部からの信号で実質的にその容量を制
御できる構造を有している。

なお、この実施例では前記圧縮機２として第３図に示す
構造のワッブル型圧縮機が使用されている。すなわち、
内部にシリンダ室２０が形成されているシリンダブロッ
ク２１の一端側（第３図中右側）に、吸入室２４と吐出
室２５を有するリヤハウジング２３が弁板２２を介して
接合され、同じく他端側（第３図中左側）に、クランク
室２７を有するフロントハウジング２６が接合されてお
り、ざらに、前記シリンダブロック２１とフロントハウ
ジング２６に駆動軸２８が回転可能に支持されている。

そして、その駆動軸２８のフロントハウジング２６側に
は回転体３０が固定されているとともに、シリンダブロ
ック２１側にスリーブ３１が１習動自在に嵌合されてい
る。

前記回転軸２８には回転傾斜板３２が遊嵌され、その中
央部が前記スリーブ３１に対して相対回動可能に連接さ
れ、そのスリーブ３１が回転軸２８に対して前後方向に
摺動可能になっている。また、前記回転傾斜板３２がそ
の周縁部の一部分で前記回転体３０と連結部ｖＪ２９を
介して連結されている。

前記回転傾斜板３２にはそれが回転すると傾動する揺動
傾斜板３３が支承され、その揺動傾動板３３に係留され
たピストンロッド３４及びそれに連接されているピスト
ン３５をシリンダ室２０に往復動させ、吸入室２４から
の冷媒を圧縮して吐出室２５に吐出するようになってい
る。

前記リヤハウジング２３の背部には容量可変機構１４が
設けられており、制御装＠１０からの信号により前記車
室内温度１’−ｉｎと目標車室内温度Ｔｒとの温度差等
に相応して作動し、圧縮機２に対して吐出室２５からク
ランク室２７にかかる圧力を制御するようになっている
。前記圧力の制御により前記揺動傾斜板３３の傾斜角が
制御され、ピストン３５のストローク長が変化して圧縮
機２の容量が制御されるようになっている。

なお、前記容量可変機構１４の操作量Ｕは目標車室内温
度Ｔｒと車室内温度Ｔｉｎとの温度差及び前記式におい
てに＋）、　Ｋ；　、　Ｋｄは定数、ｔは時間を意味す
る。

上記のように構成される冷房回路１において、本発明法
がどのように実施されるかを第１図（ａ）第１図（ｂ）
及び第４図に基づいて説明する。

（イ）外気温度が基準外気温度より高い場合であって、
車室内温度が第１基準車室内温度より高い場合： 炎天下に自動車を駐車させた場合のように外気温度Ｔｅ
ｘや車室内温度７ｉｎが非常に高いときは第１基準車室
内温度Ｔ１を４０℃、基準外気温度Ｔ３を３０″Ｃと設
定して圧縮機２は次のように制御される。

まず、車室内温度Ｔｉｎが、第１基準車室内湯度Ｔ１よ
り高いか否かが判断される（ステップ５１）。もし、前
者が後者より高いと判断された場合は外気温度Ｔｅｘが
基準外気温度Ｔ３より高いか否かが判断される（ステッ
プ５２）。そして、前者が後者より高いと判断された場
合、定容口設定器１３がＯＮにされ、制御装置１０に容
量保持信号３ｔが入力される（ステップ５３）。

制御装置１０は通常の自動制御を解除するとともに、容
量可変機構１４の作動量りを最大にする信号を出力する
。その信号により容量可変機構１４の作動門口が最大に
なり、圧縮機２は第１図（ｂ）に示すように最大音」Ｖ
ｈに保持される。

すると、冷房能力が増大して蒸発器６から吹出される空
気の温度、すなわち、車室内温度Ｔｉｎが第１図（ａ）
の曲線すに示すように急激に低下し、もし、そのまま冷
房回路１の駆動を継続させれば、目標車室内温度Ｔｒに
到達する時間ｔ１は曲線ａで示す従来技術の同時間ｔ２
よりも著しく短くなる。従って、冷房回路１を始動させ
てから短時間に車室８内を快適にすることができる。

次に、車室内温度Ｔｉｎと目標車室内温度Ｔｒとの温度
差が基準温度差Ｔｄより小さくなったか否かが判断され
（ステップ５４）、その時間ｔ１に前記温度差が小さく
なっていれば、それまでの定容量運転が第１図（ｂ）の
曲線Ｃに示すように通常の自動制御運転に切り換えられ
る（ステップ５５〉。

（ロ）車室内温度が第１基準車室内温度より低く、第２
基準車室内温度より高い場合であって、しかも前記冷房
回路を始動させた直後であるとき、 前記ステップ５１で車室内温度Ｔｉｎが第１基準車室内
温度Ｔ１より低いと判断された場合、ざらに続いて第２
基準車室内温度Ｔ２Ｊ：り高いか否かが判断される（ス
テップ５７）ａ前者が後者より高い場合は冷房回路１の
スイッチが投入された直後か否かが判断される（ステッ
プ５８）。

このような態様として、例えば、自動車の走行中、外気
温度Ｔｅｘが３０℃以上あって、車室内温度Ｔｉｎもな
お３０℃より高いため車室８内の冷房が必要な場合があ
る。この態様においては第２基準車室内温度Ｔ２の下限
は３０℃である。

前記スイッチ投入直後であれば、前記ステップ５２に続
いて判断、処理される。この態様においても前記（イ）
の態様と同様の効果が発揮される。

（ハ）前記第１基準車室内温度と目標車室内温度との温
度差が基準温度差より大きいとぎ、前記ステップ５７で
車室内温度Ｔｉｎが第２基準車室内温度Ｔ２より低下し
ていると判断された場合、前記ステップ５８において冷
房回路１のスイッチを投入し、ある程度時間が経過して
いる場合、又はステップ５２において外気温度Ｔｅｘが
基準外気温度Ｔ３より低い場合はその時の車室内温度Ｔ
ｉｎと目標車室内温度Ｔｒとの差が基準温度差Ｔｄより
大ぎいか否かが判断される（ステップ５つ）。

この場合、本実施例では前記基準温度差Ｔｄが５°Ｃ以
上として設定されている。そして、ステップ５９で車室
内温度ｌｉｎと目標車室内温度Ｔｒとの差が前記基準温
度差Ｔｄより大きいと判断された場合、前記（イ）（ロ
）の態様におけるステップ５３に従って圧縮機２が制御
される。この態様においては前記（イ〉　（ロ）の態様
と同様の効果が発揮される。逆に、ステップ５９で車室
内温度Ｔｉｎと目標車室内温度Ｔｒとの差が前記基準温
度差Ｔｄより小さいと判断された場合は圧縮機２は通常
の制御がされる（ステップ６０）。

本発明は前記実施例に限定されることなく、例えば、前
記ステップ５１．５２．５７．５８．５９の判断を行な
う制御回路を制御装置１０に組み込んで定容組設定器１
３をＯＮにするだけで、又は冷房回路１のスイッチをＯ
Ｎにするだけで制御装置１０は作動させて冷房回路１の
制御を行なうようにできるし、また、前記判断に必要な
種々の温度を表示部１６に表示して、ドライバが前記の
判断をするようにできる。

本発明は自動車の冷房回路のみならず建物のそれにも適
用できる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は冷房回路を始動させたと
き、制御の安定性を損うことなく、車室内温度を目標車
室内温度にまで短時間に到達させることができ、ひいて
は冷房フィーリングを向上させることができるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は冷房回路の始動時間に対する車室内温度
との関係を示す線図、第１図（ｂ）は同始動時間と圧縮
機の容量との関係を示す線図、第２図は実施例のフロー
チャー１−１第３図は実施例に使用される圧縮機の一例
を示す縦断面図、第４１０・・・制御装置、１２・・・
温度設定器、１４・・・容量可変機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．冷房回路における蒸発器の吹出し口が開口している
   車室の車室内温度、外気温度及び目標車室内温度の各信
   号を制御装置に入力して演算処理させ、その出力信号に
   基づいて圧縮機を自動制御運転するようにした圧縮機の
   運転方法において、（イ）車室内温度（Ｔｉｎ）が第１
   基準車室内温度（Ｔ１）より高い場合であって、外気温
   度（Ｔｅｘ）が基準外気温度（Ｔ３）より高いとき、 （ロ）前記車室内温度（Ｔｉｎ）が前記第１基準車室内
   温度（Ｔ１）より低く、第２基準車室内温度（Ｔ２）よ
   り高い場合であって前記冷房回路を始動させた直後であ
   るとき、又は （ハ）前記以外の場合であっても、前記車室内温度（Ｔ
   ｉｎ）と目標車室内温度（Ｔｒ）との温度差が、基準温
   度差（Ｔｄ）より大きいとき、 前記圧縮機の容量を最大にして該圧縮機の定容量運転を
   開始し、前記車室内温度（Ｔｉｎ）と目標車室内温度（
   Ｔｒ）との温度差が基準温度差（Ｔｄ）より小さくなっ
   たとき、前記定容量運転を通常の自動制御運転に切り換
   える、 ことからなる可変容量型圧縮機の制御方法。
2. ２．第１基準車室内温度（Ｔ１）は４０℃以上であり、
   第２基準車室内温度（Ｔ２）は３０℃以上４０℃未満で
   あり、基準外気温度（Ｔ３）は３０℃以上であり、そし
   て、基準温度差（Ｔｄ）は５℃以上である特許請求の範
   囲第１項記載の可変容量型圧縮機の制御方法。