JPH01187384A - 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） 本発明は可変容量型圧縮機の制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 可変容量型のワッブル式圧縮機ではクランク室と吐出室
とを連通ずる通路を設けると共に、この通路上に電磁制
御弁機構を介在し、吐出室と吸入室とを接続する冷媒ガ
ス循環回路上に介在されたエバポレータからの吹き出し
空気温度、エンジン回転数等の情報に基づいて電磁制御
弁機構の開閉動作をデユーティ比制御することによりク
ランク室内の圧力を制御する方法が一般的に採用されて
おり、このようなりランク室内の圧力制御により圧縮容
量制御が行われる。デユーティ比は制御コンピュータに
おける比例積分微分制御式に基づ（演算により算出され
、エバポレータからの吹出温度に応じたフィードバック
制御が行われる。そして、エンジン回転数の情報を用い
れば加速時の圧縮負荷の低減を図ることができ、そのた
めの制御を前記制御閉ループ内に組み込むことができる
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記制御閉ループ内にこの閉ループ構成
要素として組み込む通常の制御方式では前記吹き出し空
気温度は急激に変動しないため、比較的長いサンプリン
グ間隔が採用されており、このような比較的長いサンプ
リング中に加速検出を１回行なうだけとなり、このよう
な単発的なサンプリング方式では前記圧縮容量制御のた
めの圧力制御を速やかに遂行することができない。その
ため、圧縮負荷を加速開始時に速やかに低減することが
できず、円滑な加速性能を得ることはできない。この事
情はエンジンと圧縮機内の回転軸とを接続する電磁クラ
ッチを加速開始時に遮断する場合にも同様に言える。

本発明の目的は前記した制御閉ループ構成の欠点を解消
して良好な加速性能を得ることにある。

（課題を解決するための手段） そのため本発明では、摺動隔壁を介した冷媒ガス圧室内
の圧力と制御圧室内の圧力との対抗により容量制御を行
なう容量制御機構の前記制御圧室への圧力供給を制御す
る電磁制御弁機構、あるいは圧縮機内の回転軸とその駆
動源との接続及びその解除を行なう電磁クラッチに対す
る作動側？ｌｌ１ｆｆｌを制御コンピュータにより演算
出力する圧縮機の制御方法を対象と乙、前記作動制御量
を演算出力するためのサンプリング要素のサンプリング
間隔内に前記外部駆動源の加速有無の複数回検出を割り
込ませると共に、この各検出結果を制御コンピュータに
取り込み、加速有の場合には前記電磁クラッチの連結解
除、あるいは前記電磁制御弁機構の最小容量動作状態を
もたらすための負荷低減指令を出力するようにした。

（作用） 即ち、制御コンピュータは吹き出し空気温度等のサンプ
リング要素の情報に基づいて作動制御量を演算出力する
が、このサンプリング要素のサンプリング間隔内で圧縮
機の駆動源の加速有無が複数回にわたって検出される。

この各検出結果は制御コンピュータに取り込まれ、この
取り込まれた加速有無検出結果に基づいて制御コンピュ
ータは圧縮負荷を低減するための負荷低減指令を出力す
る。この負荷低減指令により最小容量化あるいはＴＬ磁
ツクラッチ遮断が行われ、圧縮機の圧縮負荷が加速開始
と共に速やかに低減する。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

圧縮機全体のハウジングの一部となるシリンダブロック
１の前後にはフロントハウジング２及びリヤハウジング
３が接合固定されており、シリンダブロック１及びフロ
ントハウジング２には回転軸４が回転可能に支持されて
いる。フロントハウジング２内にて回転軸４には回転支
持体５が止着されており、その後面側には支持アーム６
が突設されていると共に、支持アーム６先端部には長孔
６ａが透設されている。長孔６ａにはピン７がスライド
可能に嵌めこまれており、ピン７には回転駆動板８が傾
斜角可変に連結支持されている。

回転支持体５の後側にて回転軸４にはスリーブ９がスラ
イド可能に支持されていると共に、押圧ばね１０により
回転支持体５側へ押圧付勢されており、スリーブ９の左
右両側に突設された軸ピン９ａ（一方のみ図示）が回転
駆動板８の図示しない保合孔に係合している。これによ
り回転駆動板８が軸ビン９ａを中心に回転軸４方向へ揺
動可能である。回転駆動板８の後面側には揺動斜板１１
が相対回転可能に支持されており、フロントハウジング
２内のクランク室２ａ１リヤハウジング３内の吸入室３
ａ及び吐出室３ｂを互いに接続するようにシリンダブロ
ック１に貫設されたシリンダボア１２内のピストン１３
と揺動斜板１１とがピストンロッド１４により連結され
ている。従って、回転軸４０回転運動が回転駆動板８を
介して揺動斜板１１の前後往復揺動に変換され、ピスト
ン１３がシリンダボア１２内を前後動する。これにより
吸入室３ａからシリンダボア１２内へ吸入された冷媒ガ
スが圧縮されつつ吐出室３ｂへ吐出されるが、クランク
室２ａ内の圧力とシリンダボア１２内の吸入圧とのピス
トン１３を介した差圧に応じてピストン１３のストロー
クが変わり、圧縮容量を左右する揺動斜板１１の傾斜角
が変化する。

シリンダブロック１の下部には放圧通路１ａがクランク
室２ａと吸入室３ａとを連通ずるように貫設されており
、クランク室２ａ内の圧力上昇が抑制されるようになっ
ている。

リヤハウジング３の後端突出部内には電磁制御弁機構１
５が内蔵されており、その電磁コイル１６の励磁により
押圧ばね１７に抗して吸着される弁体１８が常には弁座
１９に形成された弁孔１９ａの上部開口を押圧ばね１７
の押圧作用により閉塞している。弁孔１９ａの上部開口
には吐出室３ｂが通路２０を介して接続されていると共
に、弁孔１’９ａの下部開口にはクランク室２ａが通路
２１を介して接続されており、電磁コイル１６が励磁さ
れることにより吐出室３ｂとクランク室２ａとが通路２
０、弁孔１９ａ及び通路２１からなる圧力制御通路を介
して連通ずる。

吸入室３ａと吐出室３ｂとを外部で接続する冷媒ガス循
環回路２２上には凝縮器２３、膨張弁２４及びエバポレ
ーク２５が順次介在されており、膨張弁２４はエバポレ
ータ２５の排出側に設置された怒温筒２６による検出冷
媒ガス圧力及び温度に基づいて開放量を制御される。エ
バポレータ２５により冷却される空気はプロワ２７によ
りエバポレータ２５の吹き出し出口から車室内へ吹き出
される。

電磁制御弁機構１５は制御コンピュータＣから出力され
る指令電圧信号Ｖ　（ｔ）に基づいて開閉制御され、制
御コンピュータＣは、エバポレータ２５からの吹き出し
温度を検出する温度検出器２８、圧縮機の回転数検出器
２９及び外気温検出器３０からの検出外気温に基づき、
車室内の室温調整レバーからなる温度設定２Ｓ３１によ
り設定される吹き出し温度Ｔを目標値として指令電圧信
号Ｖ（ｔ）を演算出力する。この指令電圧信号ｖ　（Ｂ
は三角波発振器３２から出力される三角波信号Ｓと比較
器３３において重ね合わせ比較され、第３図（ａ）に示
すように三角波信号Ｓと指令電圧信号Ｖ（ｔ）　との重
ね合わせ領域に対応する方形列の制御電圧信号Ｕ（ｔ）
が比較器３３から駆動回路３４へ出力される。これによ
り方形列の制御電圧信号Ｕ（ｔ）のデユーティ比に応じ
た電磁制御弁機構１５の開閉制御が行われ、デユーティ
比を上げればクランク室２ａ内の圧力が上昇し、デユー
ティ比を下げればクランク室２ａ内の圧力が低下する。

検出吹き出し温度、検出回転数及び検出外気温を制御入
力として遂行される指令電圧信号Ｖ（ｔ）の演算では次
に示す比例積分微分制御式が用いられる。

「 ・　・　・　（１） 但し、ｄ／ｄｔ＊は微分作用素を表し、Ｅ（ｔ）は設定
吹き出し温度Ｔと検出吹き出し温度Ｔ　ｘ　（ｔ）との
差、Ｋｐ、　Ｋｉ、　Ｋｄは設定吹き出し温度Ｔ、検出
吹き出し温度ＴＸ（ｔ）、検出回転数及び検出外気温に
基づいて決定される制御係数である。

制御コンピュータＣは前記のような演算制御機能以外に
も次のような機能を備えている。即ち、制御コンピュー
タＣには設定圧力Ｐが予め入力されており、制御コンピ
ュータＣはエンジンのインテークマニホールド内の圧力
を検出する圧力検出器３５からの検出圧力Ｐ（ｔ）を割
込信号発生器３６からの割込信号に応答して取り込む。

そして、制御コンピュータＣは検出圧力Ｐ（ｔ）　と設
定圧力Ｐとの比較結果に基づいて第２図【ｂ）に示す圧
縮負荷低減指令としての最小容量指令電圧■１の出力の
是非を判定する。

第３図は電磁制御弁機構１５を開閉制御するためのフロ
ーチャートを示し、以下このフローチャートに基づいて
可変容量型圧縮機の制御方法を説明する。

制御コンピュータＣは検出吹き出し温度Ｔｘ（ｔ）、検
出回転数及び検出外気温を取り込み（ステップＳ１）、
これら各サンプリング要素と設定吹き出し温度Ｔとに基
づいて演算制御式（１）の演算を行なう（ステップＳ２
）。割込信号入力の有無判断（ステップＳ３）に基づい
て割込信号がない場合には制御コンピュータＣは算出さ
れた指令電圧信号Ｖ（ｔ）を比較器３３に出力（ステッ
プＳ４）する。比較器３３はこの圧縮容量指令電圧信号
Ｖ（ｔ）と三角波信号Ｓとを重ね合わせ比較し、この重
ね合わせ領域に対応する方形列の圧縮容量制御電圧信号
Ｕ（ｔ）を駆動回路３４に出力する。

制御コンピュータＣは検出吹き出し温度Ｔｘ（ｔ）、検
出回転数及び検出外気温というサンプリング要素を割込
信号発生器３６からの割込信号の設定人力回数ｎにより
規定される時間間隔Δｔで取り込んでおり、このサンプ
リング間隔Δを毎に１回ずつ指令電圧信号ｖ　（Ｂを演
算出力する。これにより比較器３３はサンプリング間隔
Δを毎に駆動回路３４に制御電圧信号Ｕ（ｔ）を出力し
、電磁制御弁機構１５はサンプリング間隔Δを毎に制御
電圧信号ｔＪ（ｔ）によるデユーティ比制御を受ける。

割込信号発生器３６はサンプリング間隔Δを内に設定回
数ｎの割込信号を制御コンピュータＣに出力しており、
制御コンピュータＣは前記のデユーティ比制御を行ない
ながら割込信号に応答し、この割込信号入力毎に圧力検
出器３５からの検出圧力Ｐ（ｔ）を取り込む。この取り
込まれた検出圧力Ｐ（ｔ）が設定圧力Ｐ以下の場合には
制御コンピュータＣはエンジン加速状態と判断し、最小
容量指令電圧信号Ｖ１を比較器３３に出力する。比較器
３３は最小容量指令電圧■１と三角波信号Ｓとの重ね合
わせ領域に対応する方形列の最小容量制御電圧信号Ｕ１
を駆動回路３４に出力し、電磁制御弁機構１５はこの最
小容量制御電圧信号Ｕ１のデユーティ比制御を受ける。

これにより揺動斜板１１が垂立状態へ移行して圧縮容量
が最小となり、加速開始時の圧縮負荷が最小に低減する
。この制御はＰ　（ｔ）が設定圧力Ｐ以上になるまで持
続され、ｐ　（ｔ）≧ＰとなったらステップＳ１へ戻る
。

検出圧力Ｐ（ｔ）が設定圧力Ｐを越える場合には制御コ
ンピュータＣはエンジン定速状態と判断し、算出された
指令電圧信号ｖ　（Ｂを比較器３３に出力する。

制御コンピュータＣは入力される割込回数と設定回数ｎ
との比較判断を行なっており（ステップＳ５）、割込信
号が設定回数ｎに達すると制御コンピュータＣは新たな
検出吹き出し温度、検出回転数及び検出外気温の取り込
み（ステップＳＬ）を行なう。以後、前記した演算制御
及び加速時の圧縮負荷低減制御■が行われる。

ステップ８１〜ステツプＳ５で表される閉ループ制御、
即ちフィードバック制御からエンジン加速時の圧縮容量
低減制御へ移行するためのインテークマニホールド内の
検出圧力Ｐ（ｔ）取り込みのため、本実施例では１巡の
閉ループ（ステップ８１〜３５）の間隔Δを内で割込信
号を複数回（ｎ）発生させており、この割り込み方式に
より加速開始状態が生じれば閉ループの１巡時間、即ち
サンプリング間隔Δｔという比較的長い゛時間を経るこ
となく圧縮容量低減が速やかに行われる。従って、圧縮
機の圧縮負荷が加速開始と共に速やかに低減し、円滑な
加速が行われる。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば摺動隔壁を介した冷媒ガス圧室内の圧力と電磁
制御弁機構により制御される制御圧室内の圧力との対抗
により容量制御を行なう可変容量型ベーン圧縮機に本発
明を適用したり、あるいはエンジンと圧縮機の回転軸と
の作動連結及びその解除を行なう電磁クラッチを加速開
始と共に遮断する制御方法に本発明を適用することも可
能である。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、圧縮負荷を低減するため
の作動制御量を演算出力するためのサンプリング要素の
サンプリング間隔内に前記駆動源の加速有無の複数回検
出を割り込ませるようにしたので、通常の演算制御から
加速のための圧縮負荷低減制御へと速やかに切り換える
ことができ、円滑な加速性を達成し得るという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例を示す圧縮機の縦
断面及びブロック回路の組み合わせ図、第２図（ａ）は
圧縮容量指令電圧信号と三角波信号との重ね合わせ比較
により得られる圧縮容量制御電圧信号を示すグラフ、第
２図（ｂ）は最小容量指令電圧信号と三角波信号との重
ね合わせ比較により得られる最小容量制御電圧信号を示
すグラフ、第３図はフローチャートである。 制御圧室としてのクランク室２ａ、冷媒ガス圧室として
のシリンダボア１２、摺動隔壁としてのピストン１３、
電磁制御弁機構１５、温度検出器２８、温度設定器３１
、圧力検出器３５、割込信号発生器３６、サンプリング
要素としての検出吹き出し温度Ｔｘ（ｔ）、設定吹き出
し温度Ｔ、指令電圧信号Ｖ　（ｔ）　、負荷低減指令と
しての最小容量指令電圧ＶＬ検出圧力Ｐ　（ｔ）　、設
定圧力Ｐ、サンプリング間隔Δ【、制御コンピュータＣ
６第２図（ａ） 電圧 第２　ＷＪ　（ｂ） 電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　摺動隔壁を介した冷媒ガス圧室内の圧力と制御圧室
   内の圧力との対抗により容量制御を行なう容量制御機構
   の前記制御圧室への圧力供給を制御する電磁制御弁機構
   、あるいは圧縮機内の回転軸とその駆動源との接続及び
   その解除を行なう電磁クラッチに対する作動制御量を制
   御コンピュータにより演算出力する可変容量型圧縮機の
   制御方法において、前記作動制御量を演算出力するため
   のサンプリング要素のサンプリング間隔内に前記駆動源
   の加速有無の複数回検出を割り込ませると共に、この各
   検出結果を制御コンピュータに取り込み、加速有の場合
   には前記電磁クラッチの連結解除、あるいは前記電磁制
   御弁機構の最小容量動作状態をもたらすための負荷低減
   指令を出力する可変容量型圧縮機の制御方法。