JPS63284018A - 可変容量圧縮機の制御方法 - 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） 本発明は車両冷房装置における可変容量圧縮機の制御方
法に係わり、詳しくは冷房装置の運転状態を検出し、予
め作成した制御ゲインのテーブルから算出した制御ゲイ
ンを用いて、圧縮機の容量制御を行う制御方法において
、個々の車両冷房装置に適した制御ゲインが得られ、安
定した容量制御を行うことができるようにした可変容量
圧縮機の制御方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、可変容量圧縮機の制御方法として、第５図に示す
ように、車両冷房装置をスタートさせて、快適な車室温
度、つまり制御量の目標値を設定し、次いで、温度セン
サにより車室温度あるいは蒸発器の出口温度等を冷房負
荷及び制御量を示す信号として検出するとともに、圧縮
機の回転数を運転状態を示す信号として検出し、さらに
、これらの検出信号を基に、操作量演算回路により予め
設定された制御ゲインのテーブルに基づいて制御ゲイン
を算出して可変容量圧縮機の操作量の演算を行い、圧縮
機の容量可変機構を駆動するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来の可変容量圧縮機の制御方法は、制
御ゲインのテーブルが固定されているため、冷房装置の
運転状態が安定していて、第６図に示すように前記制御
量の目標値に対する実際の制御量が変動する現象、所謂
ハンチングが生じて制御状態が不良となり、蒸発器の出
口温度が変動しても、それを補正することができないと
いう問題があった。

又、個々の冷房装置、従って可変容量圧縮機の製造上の
性能のバラツキを考慮して、制御ゲインのテーブルを予
め設定しておく必要があった。

さらに、車両の使用環境等の特殊な運転状態に対処でき
ないという問題もあった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解消するため、冷房装置を構成す
る可変容量圧縮機の回転数、外気温、あるいは蒸発器の
ブロワ−ファン電圧等の検出信号により冷房装置の運転
状態を検出するとともに、蒸発器の出口温度あるいは車
室温度等の検出信号により冷房負荷及び冷房装置の制御
状態を検出し、運転状態が不安定の場合には、制御ゲイ
ンのテーブルから制御ゲインの算定を行って容量可変機
構の操作量を演算し、運転状態が安定していて冷房装置
の制御状態が不良の場合には、乗員に不快感を与えない
範囲内で冷房装置の動特性を調査するための応答試験を
行い、得られたデータに基づいて、前記制御ゲインのテ
ーブルを補正するという手段を採っている。

（作用） 本発明は前記手段を採ったことにより、次のように作用
する。

冷房装置の運転状態が安定していて、制御状態が不良の
場合には、冷房装置の動特性を調べるための応答試験が
行われ、得られたデータを基に、制御ゲインのテーブル
の対応する数値が適正値に補正されるので、個々の冷房
装置に適した制御ゲインが得られ、常に安定した制御が
行われる。又、個々の冷房装置の製造上のバラツキをあ
まり考慮する必要がなく、車両の使用環境に最も適した
制御ゲインが得られ、圧縮機の容量制御が適正に行われ
る。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜第４図に
基づいて説明する。

第２図に示すようにエンジン１により回転駆動される揺
動傾斜板（ワッブル）式の可変容量圧縮機２には凝縮器
３、膨張弁４及び蒸発器５が順次接続され、これらの機
器により車両冷房装置が構成されている。

第４図に示すように前記可変容量圧縮機２のリヤハウジ
ング部には、容量可変機構を構成する電磁弁６が内蔵さ
れている。この電磁弁６はクランク室７内の圧力Ｐｃを
制御するものであって、その制御によって揺動傾斜板８
の傾斜角を変化させ、ピストン９のストローク量を変化
させることにより、圧縮容量を制御するようにしている
。そして、この実施例では電磁弁６のデユーティ比を制
御して、吐出室１０とクランク室７との間を連通ずる通
路１１の開閉制御を行い、吐出圧力Ｐｄのクランク室７
内への導入量を制御することによって、可変容量圧縮機
２の圧縮容量を制御している。前記クランク室７はリー
ク通路１２により吸入室１３と連通され、圧縮室からク
ランク室フヘプローバイされる冷媒ガスを吸入室１３ヘ
リークさせるようになっている。

なお、この電磁弁６の開閉制御に基づく圧縮機２の容量
制御の詳細は本願出願人が先に出願した特願昭６１−２
１０４０４号を参照すれば容易に理解される。

一方、第２図に示すように可変容量圧縮機２の回転軸１
４と対応して、圧縮機の回転数（エンジン１の回転数に
比例）を運転状態を示す信号として検出する回転センサ
１６が配設されている。又、前記蒸発器５の出口付近に
はその出口温度を冷房負荷信号及び制御状態を示す信号
として検出するための温度センサ１７が配設されている
。そして、前記回転センサ１６、温度センサ１７及び電
磁弁６は、制御装置１８に接続され、前記回転センサ１
６及び温度センサ１７からの検出信号に基づいて、前記
電磁弁６のデユーティ比を制御するようにしている。

なお、運転状態を検出する方法として、圧縮機の回転数
を検出する以外に、外気温、蒸発器５のプロアファン電
圧等がある。又、冷房負荷及び制御状態を検出する方法
として蒸発器５の出口温度に代えて車室温度あるいは車
室に開口する冷却空気吹き出し用のダクト（図示路）の
吹き出し口温度を検出してもよい。

前記制御装置１８は、第２図に示すように前記回転セン
サ１６に接続された運転状態判別回路１９と、前記温度
センサ１７に接続された冷房負荷・制御状態判別回路２
１と、両判別回路１９゜２１からの信号に基づいて、制
御ゲインのテーブル２２から容量可変機構の操作量（デ
ユーティ比）を演算する操作量演算回路２３と、同操作
量演算回路２３からの信号により動作される容量可変機
構駆動回路２４と、運転状態が安定していて、冷房装置
の制御状態が不良の場合に、冷房装置の動特性を調べる
ための応答試験を行う応答試験回路２５と、さらに、前
記応答試験により得られたデータを基に制御ゲインのテ
ーブル２２を補正するテーブル補正回路２６とから構成
されている。

前記制御ゲインのテーブル２２は、前記操作量の演算回
路２３内に記憶されていて、例えば第３図に示すように
圧縮機２の回転数、蒸発器５のプロアファン電圧及び外
気温の三次元マトリックスとなっており、前記制御ゲイ
ンのテーブル補正回路２６により前記三次元マトリック
スの制御ゲインＧｘｙをそれぞれ変更可能である。

又、前記冷房負荷・制御状態判別回路２１は、例えば蒸
発器５の実際の出口温度が所定時間内に目標値から上下
に所定幅変動した回数をカウントして設定カウント数に
なった場合に冷房装置の制御状態が不安定と判断するよ
うにしている。

次に、この可変容量圧縮機２の制御方法を説明する。

今、車室温度が高くて冷房が必要な状態で、圧縮機２の
電磁クラッチ（図示路）がＯＮされて、エンジン１の回
転が回転軸１４に伝達されると、第４図に示す揺動傾斜
板８によりピストン９が往復動され、吸入冷媒ガスが圧
縮されて吐出室１０から吐出される。この圧縮冷媒ガス
は凝縮器３、膨張弁４を経て蒸発器５に至り、ここで熱
交換されて、吸入室１３へ流入される。

一方、圧縮ｍ２の起動時には蒸発器５の出口温度あるい
は車室温度等の制御量の目標値が設定され、圧縮機２の
運転時間の経過とともに、前記出口温度あるいは車室温
度は徐々に冷却され、前記目標値へ接近する。

又、圧縮機２の運転状態は回転センサ１６により検出さ
れ、例えば急加速時のように回転数が急上昇した場合、
つまり運転状態が不安定のときには、第１図に示すフロ
ーチャートに従って操作量演算回路２３内の予め設定さ
れた制御ゲインのテーブル２２から制御ゲインを算出し
、又、温度センサ１７により検出された蒸発器５の出口
温度を冷房負荷の信号とし、この信号と前記目標値とを
操作量演算回路２３により比較して、圧縮機２の操作量
の演算を行い、容量可変機構駆動回路２４から動作信号
を出力し、電磁弁６のデユーティ比を変更し、圧縮機２
の容量を調節する。

一方、運転状態が例えば高速一定走行のように安定して
いて、冷房装置の制御状態が安定している場合には、前
述の制御ゲインの算出を行う。反対に、前記制御状態が
不安定の場合には、乗員に不快感を与えない範囲（出口
温度変動で２．３℃以内）で、応答試験回路２５により
動特性を調べるための冷房装置の応答試験を行い、得ら
れたデータに基づいて、制御ゲインのテーブル補正回路
２６により制御ゲインのテーブル２２の対応する数値、
つまり第３図のマトリックスにおいて制御ゲインＧｘｙ
が補正される。この結果、圧縮機の吐出容量が適正とな
り、蒸発器５の出口温度の変動が抑制され、常に安定し
た圧縮機の制御が行われる。

前記冷房装置の応答試験と並行して、運転状態を検出し
、応答試験中に運転状態が変化した場合、つまり安定状
態から不安定状態になった場合には、応答試験を中止し
、通常の制御に復帰する。さらに、応答試験終了後は運
転状態が安定していても不安定な状態が続いている場合
も、通常の制御に復帰する。

さて、本発明では運転状態が安定していて冷房装置の制
御状態が不安定の場合には、動特性を調べるための冷房
装置の応答試験を行い、この結果に基づいて制御ゲイン
のテーブル２２の対応する数値を補正するようにしたの
で、個々の冷房装置に適した制御ゲインが得られ、常に
安定した制御を行うことができるとともに、冷房装置の
製造上のバラツキをあまり考慮する必要がなく、車両の
使用環境に最も適した制御ゲインを得ることができ、圧
縮機の容量制御を適正に行うことができる。

なお、本発明は次のように具体化することも可能である
。

前記制御ゲインを前述のテーブル形式だけに限らず、適
当な関数形にあてはめてもよい。この明細書では制御ゲ
インのテーブルというとき、テーブル形式以外の制御ゲ
インを含むものとする。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は、個々の冷房装置に適
した制御ゲインが得られ、常に安定した制御を行うこと
ができるとともに、制御ゲインのテーブルを設定するに
あたって冷房装置のバラツキをあまり考慮する必要がな
く、車両の使用環境に最も適した制御ゲインを得ること
ができ、圧縮機の容量制御を適正に行うことができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は可変容量圧縮機の制御方法を説明するためのフ
ローチャート図、第２図は車両冷房装置の路体回路図、
第３図は制御ゲインのテーブルを示す斜視図、第４図は
揺動傾斜板式の可変容量圧縮機の中央部縦断面図、第５
図は従来の可変容量圧縮機の制御方法を示すフローチャ
ート図、第６図は冷房装置の制御状態が不安定な状態を
示すグラフである。 可変容量圧縮機２、電磁弁６、運転状態を検出するため
の回転センサ１６、冷房負荷及び制御状態を検出するた
めの蒸発器の出口温度センサ１７、制御装置１８、運転
状態判別回路１９、冷房負荷・制御状態判別回路２１、
制御ゲインのテーブル２２、操作量演算回路２３、容量
可変機構駆動回路２４、応答試験回路２５、制御ゲイン
のテーブル補正回路２６゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　冷房装置を構成する可変容量圧縮機の回転数、外
   気温、あるいは蒸発器のブロワーフアン電圧等の検出信
   号により冷房装置の運転状態を検出するとともに、蒸発
   器の出口温度あるいは車室温度等の検出信号により冷房
   負荷及び冷房装置の制御状態を検出し、運転状態が不安
   定の場合には、制御ゲインのテーブルから制御ゲインの
   算定を行って容量可変機構の操作量を演算し、運転状態
   が安定していて冷房装置の制御状態が不良の場合には、
   乗員に不快感を与えない範囲内で冷房装置の動特性を調
   査するための応答試験を行い、得られたデータに基づい
   て、前記制御ゲインのテーブルを補正するようにした可
   変容量圧縮機の制御方法。