JP2671420B2 - 空調装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワッブル式可変容量圧縮機を用いる空調装置
の制御方法に関し、詳しくは、振動や騒音を低減した前
記空調装置の制御方法に関する。

（従来の技術） ワッブル式可変容量圧縮機を用いる従来の空調装置の
制御方法において、クランク室と吐出室とを連通する冷
媒ガスの通路を設けるとともにこの通路上に電磁制御弁
を配設し、エバポレータの吹出温度に基づいて電磁制御
弁によりクランク室圧力を制御して斜板傾斜角を変えて
圧縮容量すなわち、冷房能力を制御するものがあった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記したエバポレータの吹出温度など
によりクランク室圧力を電気的に制御する前記空調装置
では、ワッブル式可変容量圧縮機が大容量運転時に振動
や騒音を発生しやすいという問題があった。

ワッブル式可変容量圧縮機の前記振動や騒音の原因と
しては、単なる回転に伴う振動や騒音の他に、たとえ
ば、揺動斜板の傾斜角度がクランク室圧力の変化に対し
て敏感となることや、大容量運転時には吐出量が大きい
のでクランク室圧力の変化に対する吐出量変化が相対的
に大きくなることなどが考えられる。

特に、車両用の前記空調装置では、エンジン回転数が
高くなると、吐出量が更に増加するので、前記した振動
や騒音はより激しくなる。

本発明は前記した問題に鑑みなされたものであり、大
容量運転時の出力変動を低減するようにしたワッブル式
可変容量圧縮機を用いる空調装置の制御方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ワッブル式可変容量圧縮機のクランク室圧
力を電気的に制御して容量制御する空調装置の制御方法
において、エバポレータの吸入温度および吹出温度を検
出し、吸込温度が設定値より低い場合には吹出温度を一
定の目標値に近付け、吸込温度が設定値より高い場合に
は吹出温度を同吸込温度に対して比例的に変化させるべ
く、クランク室圧力を電気的に制御するように構成され
ている。

本発明の好適な態様では、吸込温度が設定値より低い
場合には吹出温度を一定の目標値に近付け、吸込温度が
設定値より高い場合には吹出温度を同吸込温度に対して
比例的に変化させるべく、クランク室圧力を電気的に制
御する。

ここで、エバポレータの吸入温度および吹出温度の検
出位置は、エバポレータの吸入口および吹出口に限定さ
れず、たとえば、吸込温度は空調装置の吹出空気が直接
あたらない室内位置で検出したり、空調装置のリターン
口の近傍で検出することができる。ただ、車両用空調装
置では、リターン空気（内気）と外気とをエバポレータ
に導入するので、吸込温度は内気と外気とを混合する部
分より更に下流側で検出することが望ましい。

（実施例） 実施例１ 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の先端部には
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あり、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の図示しない係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
能となっている。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2a、リヤハウジング３内の吸入室3a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
アボア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とを連通す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
15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
より閉基している。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ともに、弁孔19a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する。

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上には凝縮機23、膨脹弁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により検出冷媒ガス圧力及び温
度に基づいれ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の噴
き出し出口（図示せず）から車室内へ噴き出される。

電磁制御弁機構15は、制御コンピュータＣから出力さ
れるパルス電圧のデューティ比に基づいて開閉制御され
る。制御コンピュータＣは、バポレータ25からの吹出温
度を検出する温度検出器28、エバポレータ25への吸込温
度を検出する温度検懸件出器34、温度設定器31からそれ
ぞれ信号を受取り、受取った各信号に基づき、デューテ
ィ比可変のパルス電圧をを演算出力する。すなわち、デ
ューティ比を上げればクランク室2a内の圧力が上昇し、
デューティ比を下げればクランク室2a内の圧力が低下す
る。温度設定器31は、第３図に示す温度差ΔＴおよび切
替温度点Ｔ数ｘを設定するものである。なお、切替温度
点Txは目標吹出温度taと吸込温度txとの特性を表わす特
性線の屈折温度点を示す。温度差ΔＴは第３図に示すよ
うに、吸込温度txが切替温度点TX以上である場合におけ
る目標吹出温度taと吸込温度txとの差であり、本実施例
では10℃に設定されている。

第２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
本実施例の空調装置の制御方法を説明する。

まず、初期設定して（S100）、温度設定器28から温度
差ΔＴと切替温度点Txを、温度検出器28から吸出温度ty
を、温度検出器34から吸込温度txを制御コンピュータＣ
に入力する（S102）。

次ぎに、吸込温度txと切替温度点Txとを比較し、txが
Tx以上であれば目標吹出温度taを吸込温度txさら目標温
度差ΔＴ（ここでは10℃に設定する。）を引いて算出し
（S106）、txがTxより小さければ、目標吹出温度taを一
定温度値Tyに設定する（S108）。なお、ここで、一定温
度値Tyは、第３図に示す目標吹出温度taの特性線からわ
かるように、Ty＝Tx−ΔＴの式で得られる。

次ぎに、入力された吹出温度tyと得られた目標吹出温
度taとを比較し（S110）、tyがtaより低ければ、デュー
ティ比を増加してクランク室２の圧力を増加させ（S11
2）、その結果として圧縮容量を増加させてS118に進
む。また、tyがta以上であれば、ty＝taかどうかを判断
し（S114）、tyがtaより高ければデューティ比を減少し
てクランク室2aの圧力を低下させ（S116）、その結果と
して圧縮容量を減少させ、S118に進む。さらに、S114で
tyがtaに等しければ、直接にS118に送る。

次ぎに、所定時間（ここでは約10秒）待機した（S11
8）後で、S102にリターンする。以後、前記した演算制
御ルーチンを継続して実施する。

以上説明した本実施例の制御方法によれば、吸込温度
txが切替温度点Tx以上であれば、吹出し温度tyが目標吹
出温度Ta＝tx−d/ΔＴになるように、また、吸込温度tx
が切替温度点Txよりも小さけれは、吹出し温度tyがTx−
ΔＴになるように、電磁制御弁機構15を介してクランク
室圧力をフィードバック制御している。

従って、本実施例では、吸込温度txが高くてもそれほ
ど圧縮機に大容量運転を強いることが無いので、大容量
運転時に発生しやすく主として揺動斜板の周期的なゆれ
に基づく振動や騒音を低減することができる。

なお、従来の制御方法では、第３図の一点鎖線で示す
ように、目標吹出温度tbは吸込温度txの変化にもかかわ
らず、一定温度（たとえばTy）に固定されていた。従っ
て、吸込温度txが高くなると、吹出温度を一定温度（た
とえばTy）に維持するために圧縮機を大容量運転せねば
ならず、前記振動や騒音が発生しやすかった。

また、吸込温度txが切替温度点Txより低い場合には、
目標吹出温度taを固定しているので、Taが吸込温度txの
低下に追従する場合に比べて容量減少を抑制して冷却遅
延により不具合を防止することができる。

なお、本実施例では、吸込温度tx以上における目標吹
出温度Taを吸込温度tx−10℃とし、かつ、txの１℃の変
化に対してtaを１℃だけ変化させていたが、もちろん、
その比率は設定自由である。また、あらかじめ制御コン
ピュータＣに、吸込温度txと目標吹出温度Taとのテーブ
ルを記憶させておけば任意のカーブで目標吹出温度Taを
導出することができる。

実施例２ 本発明の他の実施例を第４図のフローチャートで説明
する。第４図のフローチャートは第１図のフローチャー
トにおいて、S102とS104との間に判断ステップS103を介
在させたものである。ただし、空調装置には第１図のも
のに圧縮機回転数ｎを検出するタコメータ（図示せず）
を付加したものを使用する。

S103において、圧縮機回転数ｎが所定回転数よりも高
ければS104に進んで実施例１と同じ制御動作を実行し、
圧縮機回転数ｎが所定回転数ｎ以下であればS108に進ん
で、吸込温度txの程度にかかわらず、目標吹出温度taを
一定値Tyに固定させている。

従って、本実施例では、ワッブル式可変容量圧縮機の
回転数が高くてその吐出量が大きい場合にのみ実施例１
で詳述した制御を実施するので、圧縮機回転数ｎが小さ
く、もし実施例１で説明する制御を実行すると冷却能力
不足による「冷え」の遅れが発生しにくい利点がある。

また、上記した実施例１、２において、切替温度点Tx
や、勾配ta/txや温度差ΔＴをエバポレータのファンや
圧縮機の回転数で、調節することもできる。

たとえば、圧縮機回転数ｎの低下とともに、切替温度
点Txを高く設定したり、勾配ta/txを小さくしたりすれ
ば、騒音や騒音の発生を抑制しつつ冷却能力の過度の低
下を抑制することができる。

また、エバポレータのファン回転数がファンへの印加
電圧の低下などにより低下すると、吹出温度は低下し、
その結果としてワッブル式可変容量圧縮機を、従来のよ
うに吹出温度一定となるように制御しても、圧縮機は大
容量運転されにくい。従って、たとえばファン回転数も
しくはファンへの印加電圧の低下とともに、Txを高く設
定したり、勾配ta/txを小さくしたりすれば、騒音や騒
音の発生を抑制しつつ冷却の能力の過度の低下を抑制す
ることができる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、エバポレータの吹出温
度がその吸込温度の変化に対し比例的に変化して吹出温
度と吸込温度との温度差を所定範囲内とするように、ワ
ッブル式可変容量圧縮機のクランク室圧力を電気的に制
御しているので、従来のものに比べて振動や騒音の発生
を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用するワッブル式可変容
量圧縮機の断面図を含む空調装置のブロック回路図。第
２図は第１図の空調装置の制御動作を示すフローチャー
ト、第３図は目標吹出温度と吸込温度との関係を示す温
度特性図、第４図は他の実施例の制御動作を示すフロー
チャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 衛藤 俊治 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−25456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−55719（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワッブル式可変容量圧縮機のクランク室圧
   力を電気的に制御して容量制御する空調装置の制御方法
   において、 エバポレータの吸入温度および吹出温度を検出し、吸込
   温度が設定値より低い場合には吹出温度を一定の目標値
   に近付け、吸込温度が設定値より高い場合には吹出温度
   を同吸込温度に対して比例的に変化させるべく、クラン
   ク室圧力を電気的に制御することを特徴とする空調装置
   の制御方法。