JPH0230992A - 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】 し産業上の利用分野］ 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く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。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、吐出容量が最小の場合には摺動抵抗等の
機械的なロスに起因してデユーティ比が零の一点に止ま
らずに零値から零より大きい値までの幅を持ち、吐出容
量が最大の場合にもデユーティ比が１の一点に止まらず
に１値から１より小さい値までの幅を持っている。又、
最小吐出容量と最大吐出容量との間の領域でも吐出容量
の変化に対するデユーティ比の変化割合が最大容量側と
最小容量側とで異なる。このようなデユーティ比の変化
割合の不定は電磁制御弁機構の応答性の変動をもたらし
、安定した容量制御の達成を困難なものとする。即ち、
最小吐出容量と最大吐出容量との間の゛領域では、デユ
ーティ比の変化割合の低い方に合わせて適正な可変応答
性を得るように設定すればデユーティ比の変化割合の高
い方では可変応答性が過大となり、所定の吐出容量に速
やかに収束させることが難しく、制御が不安定となる。

逆に、デユーティ比の変化割合の高い方に合わせて適正
な可変応答性を得るように設定すればデユーティ比の変
化割合の低い方では可変応答性が過小となり、可変応答
性が悪くなる。又、最大及び最小という特定の吐出容量
に対するデユーティ比が幅を持つことは制御コンピュー
タにおける制御プログラムの複雑化をもたらし、制御遂
行に時間がかかって可変応答性が悪（なる。

本発明は可変応答性を高めつつ安定した容量制御を行い
得る制御方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段コ そのために本発明では、吐出容量との間に線型的な関係
を有する仮の作動制御量を設定し、真の作動制御量を演
算出力するためのサンプリング要素のサンプリングに応
じて前記制御コンピュータにより仮の作動制御量を算出
すると共に、この算出された仮の作動制御量を真の作動
制御量に変換し、この変換された真の作動制御量に基づ
いて前記電磁制御弁機構を開閉制御するようにした。

［作用］ 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真の作動制御量を出力するが、真
の作動制御量を得る前段階としてサンプリング要素の情
報に基づいて仮の作動制御量を算出する。この仮の作動
制御量は吐出容量に対して線型的な関係にあり、吐出容
量はその全領域において仮の作動制御量の変化に対して
均一な割合で変化する。従って、可変応答性は吐出容量
の全領域で略一定となり、安定した可変制御を行ないつ
つ可変速度を高めることができる。

［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二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、ビン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ビン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が軸ピン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２ａｓ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４の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１９ａの下部開口にはクランク室２ａが通路２
１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２０
、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、膨脂弁２４及びエバポレ
ータ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感温筒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ブロワ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Ｅ　（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、
温度設定器３１により設定される吹き出し温度Ｔｏを目
標値として指令電圧信号Ｅ（ｔ）を演算出力する。この
指令電圧信号Ｅ（ｔ）は三角波発信器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図に示すように三角波信号Ｓと指令電圧信号Ｅ
（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Ｄｒ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Ｄｒ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Ｄｒを下げればクランク室
２ａ内の圧力が低下する。

指令電圧信号Ｅ（ｔ）に基づいて得られるデユーティ比
Ｄｒと吐出容量■とは第２図（ａ）に曲線Ｃ１で示す関
係にあり、最大吐出容量Ｖｎ＋ａｘに対するデュ“−テ
ィ比Ｄｒは零からαまでの幅を持ち、最小吐出容量Ｖ　
ｍｉｎに対するデユーティ比ＤｒはＴから１までの幅を
持つ。又、最大吐出容量Ｖｍａｘと最小吐出容量Ｖｍｉ
ｎとの間での領域ではデユーティ比Ｄｒの変化割合がα
からβの間で高く、βからＴの間で低い。吐出容ｉｉｖ
に対するこのようなデユーティ比Ｄｒの変動は安定した
可変制御及び可変応答性を阻害する。

そこで本実施例では第２図（Ｃ）に直’ａＣ３でもって
吐出容量■に関係付けられる仮のデユーティ比ｄｒを設
定し、この仮のデユーティ比ｄｒを得るための仮の指令
電圧信号ｅ　（ｔ）を検出吹き出し温度、検出回転数及
び検出外気温というサンプリング要素に基づいて算出す
る機能を制御コンピュータＣに持たせる。この仮のデユ
ーティ比ｄｒは真のデユーティ比Ｄｒに対して第２図（
ｂ）の曲線Ｃ２で示す関係を持つ。

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仮の指令電圧信号ｅ（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。

但し、ｄ／ｄｔ＊は微分作用素を表し、ｈ（ｔ）は設定
吹き出し温度’ｒｏと検出吹き出し温度Ｔｘ（ｔ）との
差、Ｋｐ、　Ｋｉ、　Ｘｄは設定吹き出し温度ＴＯ１検
出検出比し温度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。

第４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、制御コンピュータＣは真の指令電圧
信号Ｅ（ｔ）を求める前段階として仮の指令電圧信号ｅ
（ｔ）を前記の式に基づいて算出する。そして、制御コ
ンピュータＣは仮の指令電圧信号ｅ　（ｔ）に対応する
仮のデユーティ比ｙと真の指令電圧信号Ｅ（ｔ）に対応
する真のデユーティ比Ｘとを関連付ける第２図（ｂ）の
曲線Ｃ２の関係に基づいて仮の指令電圧信号ｅ　（ｔ）
を真の指令電圧信号Ｅ（ｔ）に変換し、この真の指令電
圧信号Ｅ（ｔ）を前記したように出力°する。

真のデユーティ比Ｄｒを直接算出する代わりに、吐出容
量Ｖに対して線型的な関係を有する仮のデユーティ比ｄ
ｒを算出し、この算出された仮のデユーティ比ｄｒを真
のデユーティ比Ｄｒに変換する制御方法によれば、算出
される仮のデユーティ比ｄｒの変化に対して吐出容量■
が全領域で路間−の変移を示し、可変応答性が全領域に
おいて均一となる。仮の指令電圧信号ｅ（ｔ）を算出す
るためにサンプリングされる検出吹き出し温度、検出回
転数及び検出外気温というサンプリング要素は所定の時
間間隔で制御コンピュータＣに取り込まれており、所定
の時間間隔毎の仮のデユーティ比ｄｒの変化が第２図（
ｂ）の曲ｖＡＣ２で示す関係でもって均一化される。こ
の均一化の故に可変応答性が吐出容量■の全領域で略一
定となるのであり、特定領域での応答遅れあるいは過応
答、即ち不安定制御をもたらすことなく可変応答性を高
めることができる。

又、吐出容量■に対してデユーティ比を１対１に対応さ
せたので、制御コンピュータＣにおける制御プログラム
の簡素化が可能となり、可変応答性に影響を与える制御
時間の短縮化が可能となる。

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
、例えば第２図（ｃ）の直線Ｃ３に代えて線型に近い単
調増大曲線にて吐出容量と仮のデユーティ比とを関連付
ける実施例も可能である。

又、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、真の作動制御量を得る前
段階としてサンプリング要素の情報に基づいて吐出容量
に対して線型的な関係を有する仮の作動制御量を算出す
るようにしたので、可変応答性の均一化が可能となり、
これにより安定した制御を達成しつつ可変応答性を高め
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二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
真のデユーティ比と吐出容量との関係を示すグラフ、第
２図（ｂ）は仮のデユーティ比と真のデユーティ比との
関係を示すグラフ、第２図（Ｃ）は仮の・デユーティ比
と吐出容量との関係を示すグラフ、第３図は指令電圧信
号と三角波信号との重ね合わせ比較により得られる制御
電圧信号を示すグラフ、第４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
、サンプリング要素としての検出吹き出し温度Ｔ　ｘ　
（ｔ）、設定吹き出し温度’ｒｏ、真の作動制御量とし
ての指令電圧信号Ｅ　（ｔ）及びデユーティ比Ｄｒ、仮
の作動制御量としての指令電圧信号ｅ　（ｔ）及びデユ
ーティ比ｄｒ、真のデユーティ比Ｄｒと仮のデユーティ
比ｄｒとの関係を示す曲線Ｃ２、線型的な関係を示す直
線ｃ３、制御コンピュータＣ０

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、吐出容量
   との間に線型的な関係を有する仮の作動制御量を設定し
   、真の作動制御量を演算出力するためのサンプリング要
   素のサンプリングに応じて前記制御コンピュータにより
   仮の作動制御量を算出すると共に、この算出された仮の
   作動制御量を真の作動制御量に変換し、この変換された
   真の作動制御量に基づいて前記電磁制御弁機構を開閉制
   御する可変容量型圧縮機の制御方法。