JP3817831B2

JP3817831B2 - Engine-driven air conditioner

Info

Publication number: JP3817831B2
Application number: JP13403397A
Authority: JP
Inventors: 二朗花野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: JPH10325639A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭５８−２１３１６１号公報は、室内温度と設定温度との温度差に応じてエンジン回転数すなわち圧縮機回転数を調節し、これにより冷暖房能力を増減するエンジン駆動式空気調和装置（ヒ−トポンプ）を提案している。
特開平３−１６０２８０号公報は、凝縮器における凝縮温度が上昇して所定のしきい値温度に達するとエンジン回転数を一定割合だけ強制的に低下させて、圧縮機の吐出圧の高圧化すなわちエンジン負荷の増大が許容限度を超えていわゆる高圧カットによりエンジンが急停止する前にエンジン回転数を低下させてエンジンが急停止するという上記不具合を防止することができる。すなわち、エンジンが停止するとその再起動には時間がかかるので、頻繁なエンジン停止は好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したエンジン駆動式空気調和装置の保護装置では、段階的にエンジン回転数の低下を行うので、空調能力の急変が頻繁にまたはハンチング的に発生することになり、その結果、エンジン停止回避性能の向上という目的を実現するために空調フィ−リングの著しい劣化という欠点を甘受せねばならなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、空調能力および空調フィ−リングの低下を抑止しつつエンジン停止を抑止可能なエンジン駆動式空気調和装置を提供することを、その解決すべき課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した請求項１のエンジン駆動式空気調和装置によれば、圧縮機の吐出圧が所定値に達した場合にエンジンを停止する。また、冷媒回路の熱負荷の増減に応じてエンジン回転数を制御して空調能力を増減させる。
更に、このエンジン回転数の制御によるエンジン回転数の急増により上記エンジン停止が発生するのを抑止するために、装置が正常運転され得る状態量の値である基準値を検出値が超えて冷媒圧力が増大し、それによりエンジンが停止するのを防止する。具体的には、上記両値の差の大きさに応じてエンジン回転数の最大増加可能量を変化させ、このエンジン回転数の最大増加可能量以下の範囲内にエンジン回転数の実際の増加を規制する。
【０００８】
このようにすれば、熱負荷の増大に追従してエンジン回転数すなわち空調能力を増大する制御を行う場合でも、圧縮機の吐出圧に関連する状態量に基づいて正常な運転が可能な範囲内で空調能力の増大を指令するので、エンジン回転数増大指令を発することによりエンジンが停止してしまい、その後のエンジン再起動まで空調がストップしてしまうという不具合を回避することができる。
【０００９】
更に、装置が正常運転され得る状態量の値である基準値と検出値との差の大きさに応じてエンジン回転数の最大増加可能量を変化させるので、運転状況が許す可能な範囲で常に最大のエンジン回転数の増大を許容することができ、空調能力の増大の不必要な規制、制限を回避する事ができる。
好適な実施例において、上記エンジン回転数の最大増加可能量は上記差の増加に応じて連続的に増加される。このようにすれば、エンジン回転数が段階的に急激に増大するという不具合が生じることがなく、空調フィ−リングを向上する事ができる。
【００１０】
請求項２記載の構成によれば、請求項１記載の構成において更に、互いに所定時間離れて検出された複数の状態量の検出値を含む直前の所定の検出期間内に検出され、かつ、圧縮機の吐出圧が最も高い場合に相当する検出値を、この検出期間を代表する検出値として選択する。
このようにすれば、検出値の波動ないし変動下でもハンチングが生じることを抑止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記した冷媒回路は、冷凍サイクルモ−ドおよびヒ−トポンプサイクルモ−ドで使用され得る。
圧縮機の吐出圧に関連する状態量としては、上記吐出圧の他、凝縮温度、エンジン水温などを採用することができる。
【００１２】
エンジン回転数低下制御手段による上記エンジンの回転数の低下量の連続的な変化は、無段階になされてもよく、多段階になされてもよい。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
本発明のエンジン駆動式空気調和装置の一実施例を図１の系統図を参照して以下に説明する。
このエンジン駆動式空気調和装置は、エンジン１００と、エンジン１００により圧縮機が駆動される冷媒装置２００と、このエンジン１００および冷媒装置２００を制御するコントロ−ラ３００とを有している。
【００１４】
（装置の説明）
冷媒装置２００は、いわゆるヒ−トポンプを兼ねる冷凍装置として周知であるが、以下簡単に説明する。
エンジン１００に連結された圧縮機２の吐出管から吐出された冷媒は、オイルセパレ−タ３でオイル分離された後、暖房時に、四方切換弁４、室内熱交換器５、膨張弁６、室外熱交換器７、アキュムレ−タ８を経て、圧縮機２の吸入管に戻る冷媒回路を循環する。
【００１５】
また、圧縮機２の吐出管から吐出された冷媒は、オイルセパレ−タ３でオイル分離された後、冷房時に、四方切換弁４、室外熱交換器７、膨張弁６、室内熱交換器５、アキュムレ−タ８を経て、圧縮機２の吸入管に戻る冷媒回路を循環する。
この冷媒循環により、暖房時に室内熱交換器５による放熱と、室外熱交換器７による吸熱がなされ、冷房時に室内空調機５による吸熱と、室外熱交換器７による放熱がなされる。
【００１６】
９はオイルセパレ−タ３と四方切換弁４との間の冷媒配管の圧力を検出する高圧スイッチ、１０はアキュムレ−タ８と圧縮機２の吸入管との間の冷媒配管の圧力を検出する低圧スイッチ、１１はエンジンの冷却水温度を検出する水温センサ、１２は圧縮機２の吐出冷媒の温度を検出する温度センサ、１３は室内熱交換器５の温度を検出する温度センサ、１４は室外熱交換器７の温度を検出する温度センサ、１５は室内熱交換器５の吸い込み空気温度を検出する温度センサである。
【００１７】
コントロ−ラ３００は、これら検出装置９〜１１などから得た検出信号に基づいてエンジン１００の制御および冷媒装置２００の制御を行う。コントロ−ラ３００には図示しない室内温度設定器があり、室内温度を設定できるようになっている。高圧スイッチ９は圧縮機２の吐出圧が所定の圧力を超過する場合に作動し、低圧スイッチ１０は冷媒の凝縮温度が所定の圧力を下回る場合に作動し、コントロ−ラ３００を通じてエンジン１００を停止させる（図５参照）。なお、このエンジン駆動式空気調和装置では、空調能力すなわち冷暖房能力の制御はエンジン回転数の制御により実施される。
【００１８】
（コントロ−ラ３００の制御動作の説明）
以下、この実施例の特徴をなすコントロ−ラ３００の制御動作の一例を図２〜図５に示すフロ−チャ−トのル−チンを参照して説明する。
まず初期設定し（ｓ１００）、各種設定値を所定の初期値にセットする。
次に、このフロ−チャ−トのル−チンの直前の実行開始時点から、このル−チンの実行周期である３０秒に達したかどうかを判断し（ｓ１０２）、まだ経っていなければ図示しない他のル−チンを実行し、経っていれば、上記各種センサ１１〜１５から送られる信号デ−タを読み込む（ｓ１０４）。
【００１９】
次に、空調要求すなわち必要エンジン回転数を計算する（ｓ１０６）。具体的に説明すると、ｓ１０４で取り込んだ室内吸い込み温度と室内温度設定器で設定された設定温度との差を算出しこれを熱負荷とする。更に算出した熱負荷すなわち温度差に対応する空調能力すなわち冷暖房能力を発揮するために、温度差とエンジン回転数との関係を示す内蔵のマップから必要なエンジン回転数Ｖｋｙを求める。
【００２０】
次に、熱交換器温度（すなわち、本発明でいう圧縮機の吐出圧に関連する状態量）に基づいて、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｋｋを設定する（ｓ１０８）。
具体的に説明すると、室外熱交換器７または室内熱交換器５の温度と、所定の基準温度との温度差を算出し、更にこの温度差とエンジン回転数との関係を示す内蔵のマップから、変化させ得るエンジン回転数変化量Ｖｄｋｋを求める。
【００２１】
たとえば冷房時を説明すると、システムの正常運転可能な（高圧スイッチ９が作動しない）室外熱交換器７の最高温度（熱交回避目標、上記基準温度）はあらかじめ設定されている。また、この最高温度と室外熱交換器７の現在の温度との間の温度差と、今後変化させ得るエンジン回転数変化量（空調能力変化量）との関係もマップまたは計算式としてあらかじめ記憶されている。したがって、上記温度差を算出できれば、正常運転可能な最大のエンジン回転数変化の範囲を示すエンジン回転数変化量Ｖｄｋｋが求められる。
【００２２】
同様に、暖房時を説明すると、システムの正常運転可能な（高圧スイッチ９が作動しない）室内熱交換器５の最高温度（熱交回避目標、上記基準温度）はあらかじめ設定されている。また、この最高温度と室内熱交換器５の現在の温度との間の温度差と、今後変化させ得るエンジン回転数変化量（空調能力変化量）との関係もマップまたは計算式としてあらかじめ記憶されている。したがって、上記温度差を算出できれば、正常運転可能な最大のエンジン回転数変化の範囲を示すエンジン回転数変化量Ｖｄｋｋが求められる。
【００２３】
次に、圧縮機２の冷媒吐出温度（すなわち、本発明でいう圧縮機の吐出圧に関連する状態量）に基づいて、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｔｋを設定する（ｓ１１０）。
具体的に説明すると、圧縮機２の冷媒吐出温度と、所定の基準温度との温度差を算出し、更にこの温度差とエンジン回転数との関係を示す内蔵のマップから変化させることが可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｔｋを求める。
【００２４】
冷媒回路が正常運転可能な（圧縮機２の保護のために停止しない）冷媒吐出温度（吐出回避目標）の最高温度（上記基準温度）はあらかじめ設定されている。また、この最高温度と冷媒の現在の吐出温度との間の温度差と、今後変化させ得るエンジン回転数変化量（空調能力変化量）との関係もマップまたは計算式としてあらかじめ記憶されている。したがって、上記温度差を算出できれば、正常運転可能な最大のエンジン回転数変化の範囲を示すエンジン回転数変化量Ｖｄｔｋが求められる。
【００２５】
次に、エンジン１００の冷却水温（すなわち、本発明でいう圧縮機の吐出圧に関連する状態量）に基づいて、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｅｋを設定する（ｓ１１２）。
具体的に説明すると、エンジン１００の冷却水温と、所定の基準温度との温度差を算出し、更にこの温度差とエンジン回転数との関係を示す内蔵のマップから変化させることが可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｔｋを求める。
【００２６】
エンジンが正常運転可能な（エンジン保護のために停止しない）冷却水温（水温回避目標）の最高温度（上記基準温度）はあらかじめ設定されている。また、この最高温度と現在の冷却水温との間の温度差と、今後変化させ得るエンジン回転数変化量（空調能力変化量）との関係もマップまたは計算式としてあらかじめ記憶されている。したがって、上記温度差を算出できれば、正常運転可能な最大のエンジン回転数変化の範囲を示すエンジン回転数変化量Ｖｄｅｋが求められる。
【００２７】
次に、所定のパラメ−タＶｋｋを０にリセットし（ｓ１１４）、その後、Ｖｋｋが上記エンジン回転数変化量（熱負荷すなわち空調要求）から算定される必要エンジン回転数変化量Ｖｋｙより大きいかどうかを調べ（ｓ１１６）、大きければＶｋｙをＶｋｋにセットし（ｓ１１８）、そうでなければｓ１２０へ進む。
詳しく説明すると、必要エンジン回転数変化量Ｖｋｙは、室内温度が上記設定温度により設定される目標室内温度値以上高い場合に負値となり、そうでない場合には０にされる。したがって、この実施例では、室内温度が上記設定温度により設定される目標室内温度値以上高い場合においてのみ、パラメ−タＶｋｋがｖｋｙにセットされる。
【００２８】
なお、室内温度が上記設定値より所定値以上低い場合には、エンジン回転数を低下させる制御を行うが、このエンジン回転数低下制御は、ｓ１６０で実行される。
次に、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｋｋとパラメ−タＶｋｋとを比較し（ｓ１２０）、その小さいほうを選択し（ｓ１２２）、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｔｋとパラメ−タＶｋｋとを比較し（ｓ１２４）、その小さいほうを選択し（ｓ１２６）、正常運転可能なエンジン回転数変化量Ｖｄｅｋとパラメ−タＶｋｋとを比較し（ｓ１２８）、その小さいほうを選択し（ｓ１３０）。
【００２９】
このｓ１１６〜ｓ１３０により、要求されるエンジン回転数変化（低下）量は正常運転可能なエンジン回転数変化量の範囲内に規制されることが可能になる。
次に、ｓ１０４で取り込んだ熱交換器の温度、吐出温度、冷却水温（エンジン水温）をコントロ−ラのメモリのそれぞれのデ−タセ−ブエリアに書き込み（ｓ１３２〜ｓ１３６）、パラメ−タＶｋｋが０であるかどうかを調べ（ｓ１３８）、０でなければ、ｓ１４０〜ｓ１５８を省略してｓ１６０にジャンプし、現在のエンジン回転数に求めたエンジン回転数変化量Ｖｋｋを加算し、新たなエンジン回転数として、エンジン１００にそれを指令する。
【００３０】
なお、この時点でパラメ−タＶｋｋが０であるということは、ｓ１０６において空調要求が低下もしくは検出温度による回避要求が生じていることを示す。そこで、ｓ１３８にてパラメ−タＶｋｋが０であれば、今後（特に直近期間）において、エンジン回転数の最大増大可能量を次のｓ１４０〜ｓ１４４で算出する。
まず、ｓ１４０では、上記デ−タセ−ブエリアから直前３分間の熱交換器５または７の温度デ−タを読み出して、その最高温度（最高熱交温度）を選択し、それを所定の限界温度（熱交リミット目標）との間の温度差を求める。なお、この限界温度（熱交リミット目標）は、装置が正常運転可能な（高圧カットが生じない）最高温度またはそれに近い所定の設定温度を意味する。更に、求めた上記温度差に基づいて直近期間におけるエンジン回転数の最大増大可能量Ｖ１ｋｋをそれらの間の関係を示す内蔵のマップから求める。
【００３１】
同様に、ｓ１４２では、上記デ−タセ−ブエリアから直前１０分間の冷媒吐出温度の温度デ−タを読み出して、その最高温度（最高吐出温度）を選択し、それを所定の限界温度（熱交リミット目標）との間の温度差を求める。なお、この限界温度（吐出リミット目標）は、装置が正常運転可能な（圧縮機２の保護のために停止しない）最高温度またはそれに近い所定の設定温度を意味する。更に、求めた上記温度差に基づいて直近期間におけるエンジン回転数の最大増大可能量Ｖ１ｔｋをそれらの間の関係を示す内蔵のマップから求める。
【００３２】
同様に、ｓ１４４では、上記デ−タセ−ブエリアから直前３分間のエンジン１００の冷却水温の温度デ−タを読み出して、その最高温度（最高エンジン水温）を選択し、それを所定の限界温度（水温リミット目標）との間の温度差を求める。なお、この限界温度（水温リミット目標）は、装置が正常運転可能な（エンジン保護のために停止しない）最高温度またはそれに近い所定の設定温度を意味する。更に、求めた上記温度差に基づいて直近期間におけるエンジン回転数の最大増大可能量Ｖｌｔｋをそれらの間の関係を示す内蔵のマップから求める。
【００３３】
次に、ｓ１０６で求めた必要エンジン回転数変化（増加）量Ｖｋｙを求めてそれをパラメ−タＶｋｋとし（ｓ１４６）、ＶｋｋとＶ１ｋｋとを比較して（ｓ１４８）、その小さいほうを選択し（ｓ１５０）、ＶｋｋとＶ１ｔｋとを比較して（ｓ１５２）、その小さいほうを選択し（ｓ１５４）、ＶｋｋとＶ１ｅｋとを比較して（ｓ１５６）、その小さいほうを選択する（ｓ１５８）。すなわち、Ｖｋｋは回転数増加可能量を示す。
【００３４】
次に、現在のエンジン回転数に求めたパラメ−タＶｋｋを加算してそれをエンジン１００に指令し、この分だけエンジン回転数を増大させる。
次に、高圧スイッチ９が作動したかどうかを調べ（ｓ１６４）、作動していればエンジン１００を停止し（ｓ１６６）、そうでなければエンジン１００を運転したまま次のステップへ進む。また、吐出温度およびエンジン水温も同様に調べ、
異常検出温度であれば、エンジン１００を停止し、そうでなければ次のステップへ進む。
【００３５】
したがって、このｓ１４８〜ｓ１５８により、空調要求に基づいてこれから行うエンジン回転数の増加を、装置の正常運転可能なエンジン回転数変化量の範囲内に規制することができることがわかる。
以上述べたように本発明によれば、装置が正常運転され得る状態量の所定値（好ましくは、その最大値またはその近傍値）である基準値を検出値が超えてエンジン負荷が増大し、それにより上記エンジンの停止が生じるのを防止するために、上記両値の差の大きさに応じてエンジンの回転数の低下量をメモリに記憶するマップまたは計算式に基づいて連続的に変化させている。
【００３６】
このようにすれば、検出値と基準値との差の大きさに応じて必要最小限のエンジン回転数低下を行うことができるので、空調能力の低下を従来より格段に減らすことができ、更に、急激なエンジン回転数の変化がないので、空調フィ−リングの急変による不快感が生じるのを防止することもでき、更に、エンジン負荷が増大していわゆる高圧カットにより大容量運転していたエンジンが急停止してしまい、その後のエンジン再起動まで空調がストップしてしまうという問題を回避することもできる。
【００３７】
また、エンジン回転数の急増により保護装置が作動するのを抑止するために、装置が正常運転され得る状態量の値である基準値を検出値が超えてエンジン負荷が増大し、それによりエンジンが停止するのを防止する。具体的には、上記両値の差の大きさに応じてエンジン回転数の最大増加可能量を変化させ、このエンジン回転数の最大増加可能量以下の範囲内にエンジン回転数の実際の増加を規制する。
【００３８】
このようにすれば、熱負荷の増大に追従してエンジン回転数すなわち空調能力を増大する制御を行う場合でも、圧縮機の吐出圧に関連する状態量に基づいて正常な運転が可能な範囲内で空調能力の増大を指令するので、エンジン回転数増大指令を発することにより保護装置が働いてエンジンが停止してしまい、その後のエンジン再起動まで空調がストップしてしまうという不具合を回避することができる。
【００３９】
更に、装置が正常運転され得る状態量の値である基準値と検出値との差の大きさに応じてエンジン回転数の最大増加可能量を変化させるので、運転状況が許す可能な範囲で常に最大のエンジン回転数の増大を許容することができ、空調能力の増大の不必要な規制、制限を回避する事ができる。
更に、エンジン回転数の最大増加可能量は上記温度差の増加に応じて連続的に増加される。このようにすれば、エンジン回転数が段階的に急激に増大するという不具合が生じることがなく、空調フィ−リングを向上する事ができる。
【００４０】
更に、この実施例によれば、互いに所定時間離れて検出された複数の状態量の検出値を含む直前の所定の検出期間内に検出され、かつ、圧縮機の吐出圧が最も高い場合に相当する検出値を、この検出期間を代表する検出値として選択するので、検出値の波動ないし変動下でもハンチングが生じることを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジン駆動式空気調和装置の一例を示す回路図である。
【図２】図１の装置の制御動作を示すフロ−チャ−トである。
【図３】図１の装置の制御動作を示すフロ−チャ−トである。
【図４】図１の装置の制御動作を示すフロ−チャ−トである。
【図５】図１の装置の制御動作を示すフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
１００はエンジン、２は圧縮機、５は室内熱交換器、６は膨張器、７は室外熱交換器、１００はエンジン、９、１１、１３、１４は温度センサ（圧縮機の吐出圧に関連する状態量を検出して検出値として出力する検出手段）、２００は冷媒装置（冷媒回路）、３００はコントロ−ラ
ただし、コントロ−ラ３００のうち、
ｓ１４５は、エンジン回転数制御手段のうちの冷媒回路の熱負荷に関連する状態量を検出する部分、
ｓ１０８〜ｓ１１２、ｓ１４０〜ｓ１４４は算出手段
ｓ１１６〜ｓ１３０はエンジン回転数低下制御手段
ｓ１４０〜ｓ１４４は回転数増加可能量設定手段、
ｓ１４６〜ｓ１５８は規制手段、
ｓ１０６はエンジン停止制御手段、
ｓ１０６は、エンジン回転数制御手段のうちの冷媒回路の熱負荷に関連する状態量を検出する部分、
ｓ１６０は、ｓ１１６〜ｓ１３０またはｓ１４０〜ｓ１４４により実際のエンジン回転数を算定する部分、
ｓ１６２は、エンジン回転数制御手段のうちの熱負荷の増大とともにエンジン回転数が増大する向きに前記エンジン回転数を増減させる部分のうちの更に減少させる部分、
ｓ１６４、ｓ１６６は、エンジン停止制御手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine-driven air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 58-213161 discloses an engine-driven air conditioner that adjusts the engine speed, that is, the compressor speed in accordance with the temperature difference between the room temperature and the set temperature, thereby increasing or decreasing the heating / cooling capacity. Top pump).
Japanese Patent Laid-Open No. 3-160280 discloses that when the condensing temperature in the condenser rises and reaches a predetermined threshold temperature, the engine speed is forcibly lowered by a certain rate to increase the discharge pressure of the compressor. It is possible to prevent the above problem that the engine is suddenly stopped by lowering the engine speed before the increase of the engine load exceeds an allowable limit and the engine is suddenly stopped by a so-called high pressure cut. That is, since it takes time to restart the engine when it stops, frequent engine stop is not preferable.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described protection device for the engine-driven air conditioner, the engine speed is decreased stepwise, so that sudden changes in the air-conditioning capacity occur frequently or huntingly. In order to realize the purpose of improving the performance, the disadvantage of significant deterioration of the air conditioning feeling had to be accepted.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and solves the problem by providing an engine-driven air conditioner capable of suppressing engine stop while suppressing a decrease in air conditioning capability and air conditioning feeling. It should be a challenge.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the engine driving type air conditioner according to claim 1 in which the above-described problems, the discharge pressure of the compressor for stopping the engine when it reaches a predetermined value. In addition, the air conditioning capacity is increased or decreased by controlling the engine speed in accordance with the increase or decrease of the heat load of the refrigerant circuit.
Further, in order to prevent the engine stop from occurring due to the sudden increase in the engine speed due to the control of the engine speed, the detected value exceeds the reference value that is the value of the state quantity at which the apparatus can be normally operated, and the refrigerant pressure Increases, thereby preventing the engine from shutting down. Specifically, the maximum increase amount of the engine speed is changed according to the magnitude of the difference between the two values, and the actual increase of the engine speed is kept within the range of the maximum increase amount of the engine speed. regulate.
[0008]
In this way, even when control is performed to increase the engine speed, that is, the air conditioning capacity, following the increase in the heat load, it is within a range where normal operation is possible based on the state quantity related to the discharge pressure of the compressor. Therefore, it is possible to avoid the problem that the engine is stopped by issuing the engine speed increase command and the air conditioning is stopped until the subsequent engine restart.
[0009]
Furthermore, since the maximum amount of engine speed that can be increased is changed according to the difference between the reference value that is the value of the state quantity at which the device can be operated normally and the detected value, it is always within the allowable range of the operating conditions. The maximum increase in engine speed can be allowed, and unnecessary restrictions and restrictions on the increase in air conditioning capacity can be avoided.
In a preferred embodiment, the maximum possible increase in engine speed is continuously increased in response to the increase in the difference. In this way, there is no problem that the engine speed increases rapidly in steps, and the air conditioning feeling can be improved.
[0010]
According to the configuration described in claim 2, in the configuration according to claim 1 , the compression is further performed within a predetermined detection period immediately before the detection value including a plurality of state quantity detection values detected apart from each other by a predetermined time. A detection value corresponding to the case where the discharge pressure of the machine is the highest is selected as a detection value representing this detection period.
In this way, it is possible to prevent hunting from occurring even when the detected value is waved or fluctuated.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The refrigerant circuit described above can be used in refrigeration cycle mode and heat pump cycle mode.
As a state quantity related to the discharge pressure of the compressor, a condensation temperature, an engine water temperature, and the like can be employed in addition to the discharge pressure.
[0012]
The continuous change in the amount of decrease in the engine speed by the engine speed reduction control means may be made continuously or in multiple stages.
[0013]
【Example】
Example 1
One embodiment of the engine-driven air conditioner of the present invention will be described below with reference to the system diagram of FIG.
The engine-driven air conditioner includes an engine 100, a refrigerant device 200 whose compressor is driven by the engine 100, and a controller 300 that controls the engine 100 and the refrigerant device 200.
[0014]
(Explanation of the device)
The refrigerant device 200 is well known as a refrigeration device that also serves as a so-called heat pump, and will be briefly described below.
The refrigerant discharged from the discharge pipe of the compressor 2 connected to the engine 100 is oil-separated by the oil separator 3, and then, during heating, the four-way switching valve 4, the indoor heat exchanger 5, the expansion valve 6, and the outdoor heat. It circulates in the refrigerant circuit which returns to the suction pipe of the compressor 2 through the exchanger 7 and the accumulator 8.
[0015]
The refrigerant discharged from the discharge pipe of the compressor 2 is oil-separated by the oil separator 3 and then, during cooling, the four-way switching valve 4, the outdoor heat exchanger 7, the expansion valve 6, the indoor heat exchanger 5, It circulates in the refrigerant circuit which returns to the suction pipe of the compressor 2 through the accumulator 8.
By this refrigerant circulation, heat is radiated by the indoor heat exchanger 5 and heat is absorbed by the outdoor heat exchanger 7 during heating, and heat is absorbed by the indoor air conditioner 5 and heat is radiated by the outdoor heat exchanger 7 during cooling.
[0016]
9 is a high pressure switch for detecting the pressure of the refrigerant pipe between the oil separator 3 and the four-way switching valve 4, and 10 is a low pressure for detecting the pressure of the refrigerant pipe between the accumulator 8 and the suction pipe of the compressor 2. Switch, 11 is a water temperature sensor that detects the coolant temperature of the engine, 12 is a temperature sensor that detects the temperature of refrigerant discharged from the compressor 2, 13 is a temperature sensor that detects the temperature of the indoor heat exchanger 5, and 14 is outdoor heat. A temperature sensor 15 that detects the temperature of the exchanger 7, and 15 is a temperature sensor that detects the intake air temperature of the indoor heat exchanger 5.
[0017]
The controller 300 controls the engine 100 and the refrigerant device 200 based on detection signals obtained from the detection devices 9 to 11 and the like. The controller 300 has an indoor temperature setting device (not shown) so that the indoor temperature can be set. The high pressure switch 9 operates when the discharge pressure of the compressor 2 exceeds a predetermined pressure, and the low pressure switch 10 operates when the refrigerant condensing temperature is lower than the predetermined pressure, and stops the engine 100 through the controller 300. (See FIG. 5). In this engine-driven air conditioner, the air conditioning capability, that is, the cooling / heating capability is controlled by controlling the engine speed.
[0018]
(Description of control operation of controller 300)
An example of the control operation of the controller 300 that characterizes this embodiment will be described below with reference to the flowchart routines shown in FIGS.
First, initialization is performed (s100), and various setting values are set to predetermined initial values.
Next, it is determined whether or not the routine execution period of 30 seconds has been reached from the start of execution immediately before the routine of this flowchart (s102). If the other routine is not executed, the signal data sent from the various sensors 11 to 15 is read (s104).
[0019]
Next, an air conditioning request, that is, a required engine speed is calculated (s106). More specifically, the difference between the indoor suction temperature taken in at s104 and the set temperature set by the indoor temperature setter is calculated and used as a heat load. Further, in order to exhibit the calculated heat load, that is, the air conditioning capability corresponding to the temperature difference, that is, the air conditioning capability, the necessary engine speed Vky is obtained from a built-in map showing the relationship between the temperature difference and the engine speed.
[0020]
Next, based on the heat exchanger temperature (that is, the state quantity related to the discharge pressure of the compressor in the present invention), the engine speed change amount Vdkk that can be normally operated is set (s108).
More specifically, a temperature difference between the temperature of the outdoor heat exchanger 7 or the indoor heat exchanger 5 and a predetermined reference temperature is calculated, and further, from a built-in map indicating the relationship between the temperature difference and the engine speed. Then, an engine speed change amount Vdkk that can be changed is obtained.
[0021]
For example, when cooling is described, the maximum temperature (heat exchange avoidance target, the reference temperature) of the outdoor heat exchanger 7 in which the system can be normally operated (the high pressure switch 9 does not operate) is set in advance. In addition, the relationship between the temperature difference between the maximum temperature and the current temperature of the outdoor heat exchanger 7 and the engine speed change amount (air conditioning capacity change amount) that can be changed in the future is also stored in advance as a map or calculation formula. ing. Therefore, if the temperature difference can be calculated, an engine speed change amount Vdkk indicating the range of the maximum engine speed change that can be normally operated is obtained.
[0022]
Similarly, when heating is described, the maximum temperature (heat exchange avoidance target, the reference temperature) of the indoor heat exchanger 5 in which the system can be normally operated (the high pressure switch 9 does not operate) is set in advance. Further, the relationship between the temperature difference between the maximum temperature and the current temperature of the indoor heat exchanger 5 and the engine speed change amount (air conditioning capacity change amount) that can be changed in the future is also stored in advance as a map or a calculation formula. ing. Therefore, if the temperature difference can be calculated, an engine speed change amount Vdkk indicating the range of the maximum engine speed change that can be normally operated is obtained.
[0023]
Next, based on the refrigerant discharge temperature of the compressor 2 (that is, a state quantity related to the discharge pressure of the compressor referred to in the present invention), an engine speed change amount Vdtk capable of normal operation is set (s110).
More specifically, it is possible to calculate a temperature difference between the refrigerant discharge temperature of the compressor 2 and a predetermined reference temperature, and further change from a built-in map indicating the relationship between the temperature difference and the engine speed. An engine speed change amount Vdtk is obtained.
[0024]
The maximum temperature (the reference temperature) of the refrigerant discharge temperature (discharge avoidance target) at which the refrigerant circuit can normally operate (does not stop for protection of the compressor 2) is set in advance. Further, the relationship between the temperature difference between the maximum temperature and the current discharge temperature of the refrigerant and the engine speed change amount (air conditioning capacity change amount) that can be changed in the future is also stored in advance as a map or a calculation formula. Therefore, if the temperature difference can be calculated, the engine speed change amount Vdtk indicating the range of the maximum engine speed change that can be normally operated is obtained.
[0025]
Next, based on the cooling water temperature of the engine 100 (that is, the state quantity related to the discharge pressure of the compressor in the present invention), an engine speed change amount Vdek that can be normally operated is set (s112).
More specifically, the engine speed that can be changed from a built-in map that calculates the temperature difference between the coolant temperature of the engine 100 and a predetermined reference temperature and further shows the relationship between the temperature difference and the engine speed. The number change amount Vdtk is obtained.
[0026]
The maximum temperature (the reference temperature) of the coolant temperature (water temperature avoidance target) at which the engine can normally operate (does not stop for engine protection) is set in advance. Further, the relationship between the temperature difference between the maximum temperature and the current cooling water temperature and the engine speed change amount (air conditioning capacity change amount) that can be changed in the future is also stored in advance as a map or a calculation formula. Therefore, if the temperature difference can be calculated, an engine speed change amount Vdek indicating the range of the maximum engine speed change that can be normally operated is obtained.
[0027]
Next, the predetermined parameter Vkk is reset to 0 (s114), and then whether or not Vkk is larger than the necessary engine speed change amount Vky calculated from the engine speed change amount (thermal load, that is, air conditioning request). (S116), if it is larger, Vky is set to Vkk (s118), and if not, the process proceeds to s120.
More specifically, the required engine speed change amount Vky takes a negative value when the room temperature is higher than the target room temperature value set by the set temperature, and is set to 0 otherwise. Therefore, in this embodiment, the parameter Vkk is set to vky only when the room temperature is higher than the target room temperature value set by the set temperature.
[0028]
When the room temperature is lower than the set value by a predetermined value or more, control for reducing the engine speed is performed. This engine speed reduction control is executed in s160.
Next, the engine speed change amount Vdkk that can be normally operated is compared with the parameter Vkk (s120), and the smaller one is selected (s122), and the engine speed change amount Vdtk that can be normally operated and the parameter are selected. Vkk is compared (s124), the smaller one is selected (s126), the engine speed change amount Vdek capable of normal operation is compared with the parameter Vkk (s128), and the smaller one is selected (s130). ).
[0029]
By s116 to s130, the required engine speed change (decrease) amount can be regulated within the range of the engine speed change amount that can be normally operated.
Next, the heat exchanger temperature, discharge temperature, and cooling water temperature (engine water temperature) taken in s104 are written in the respective data save areas of the controller memory (s132 to s136), and the parameter Vkk is 0. (S138), if not 0, skip s140 to s158 and jump to s160, add the obtained engine speed change amount Vkk to the current engine speed, and add a new engine speed To the engine 100.
[0030]
Note that the parameter Vkk being 0 at this time indicates that the air conditioning request is reduced or the avoidance request based on the detected temperature is generated in s106. Therefore, if the parameter Vkk is 0 in s138, the maximum possible increase amount of the engine speed is calculated in the following s140 to s144 in the future (especially in the latest period).
First, in s140, the temperature data of the heat exchanger 5 or 7 for the last 3 minutes is read from the data save area, the maximum temperature (maximum heat exchange temperature) is selected, and the predetermined limit temperature is used. Find the temperature difference from the (Heat exchange limit target). This limit temperature (heat exchange limit target) means a maximum temperature at which the apparatus can normally operate (no high pressure cut occurs) or a predetermined set temperature close thereto. Further, based on the obtained temperature difference, the maximum increase amount V1kk of the engine speed in the most recent period is obtained from a built-in map indicating the relationship between them.
[0031]
Similarly, in s142, the temperature data of the refrigerant discharge temperature for the last 10 minutes is read from the data save area, the maximum temperature (maximum discharge temperature) is selected, and the predetermined limit temperature (heat exchange) is selected. Find the temperature difference from the limit target. The limit temperature (discharge limit target) means a maximum temperature at which the apparatus can normally operate (does not stop for protection of the compressor 2) or a predetermined set temperature close thereto. Furthermore, based on the obtained temperature difference, the maximum increase amount V1tk of the engine speed in the most recent period is obtained from a built-in map showing the relationship between them.
[0032]
Similarly, in s144, the temperature data of the cooling water temperature of the engine 100 for the last three minutes is read from the data save area, the highest temperature (maximum engine water temperature) is selected, and it is set to a predetermined limit temperature ( Calculate the temperature difference from the water temperature limit target. The limit temperature (water temperature limit target) means a maximum temperature at which the apparatus can normally operate (does not stop for engine protection) or a predetermined set temperature close thereto. Further, based on the obtained temperature difference, the maximum increase amount Vltk of the engine speed in the most recent period is obtained from a built-in map showing the relationship between them.
[0033]
Next, the required engine speed change (increase) amount Vky obtained in s106 is obtained and set as a parameter Vkk (s146), Vkk is compared with V1kk (s148), and the smaller one is selected ( s150), Vkk is compared with V1tk (s152), the smaller one is selected (s154), Vkk is compared with V1ek (s156), and the smaller one is selected (s158). That is, Vkk indicates the amount by which the rotational speed can be increased.
[0034]
Next, the obtained parameter Vkk is added to the current engine speed, and this is instructed to the engine 100, and the engine speed is increased by this amount.
Next, it is checked whether or not the high voltage switch 9 is operated (s164). If it is operated, the engine 100 is stopped (s166). If not, the process proceeds to the next step while the engine 100 is operated. Also check the discharge temperature and engine water temperature in the same way,
If the temperature is abnormally detected, the engine 100 is stopped, and if not, the process proceeds to the next step.
[0035]
Therefore, it can be seen from s148 to s158 that the increase in the engine speed to be performed based on the air conditioning request can be regulated within the range of the engine speed change amount in which the apparatus can be normally operated.
As described above, according to the present invention, the detected value exceeds the reference value, which is a predetermined value (preferably, the maximum value or the vicinity value) of the state quantity in which the apparatus can be normally operated, and the engine load increases. Accordingly, in order to prevent the engine from being stopped, the amount of decrease in the engine speed is continuously changed based on the map or calculation formula stored in the memory according to the difference between the two values. ing.
[0036]
In this way, the minimum required engine speed can be reduced according to the magnitude of the difference between the detected value and the reference value, so that the reduction in air conditioning capability can be significantly reduced compared to the prior art. Since there is no sudden change in engine speed, it is possible to prevent discomfort caused by sudden changes in the air-conditioning feeling. Furthermore, the engine load increases and the engine that has been operated at a large capacity by so-called high-pressure cut. It is possible to avoid the problem that the air-conditioning stops until the engine restarts after that.
[0037]
In addition, in order to prevent the protection device from operating due to a sudden increase in the engine speed, the detected value exceeds the reference value, which is the value of the state quantity at which the device can be operated normally, and the engine load increases. Prevent stopping. Specifically, the maximum increase amount of the engine speed is changed according to the magnitude of the difference between the two values, and the actual increase of the engine speed is kept within the range of the maximum increase amount of the engine speed. regulate.
[0038]
In this way, even when control is performed to increase the engine speed, that is, the air conditioning capacity, following the increase in the heat load, it is within a range where normal operation is possible based on the state quantity related to the discharge pressure of the compressor. Since the command to increase the air-conditioning capacity is issued, the problem that the engine is stopped by issuing the engine speed increase command and the engine is stopped, and the air-conditioning is stopped until the subsequent engine restart is avoided. it can.
[0039]
Furthermore, since the maximum amount of engine speed that can be increased is changed according to the difference between the reference value that is the value of the state quantity at which the device can be operated normally and the detected value, it is always within the allowable range of the operating conditions. The maximum increase in engine speed can be allowed, and unnecessary restrictions and restrictions on the increase in air conditioning capacity can be avoided.
Further, the maximum increase amount of the engine speed is continuously increased according to the increase of the temperature difference. In this way, there is no problem that the engine speed increases rapidly in steps, and the air conditioning feeling can be improved.
[0040]
Furthermore, according to this embodiment, it is detected within a predetermined detection period immediately before including detection values of a plurality of state quantities detected at a predetermined time from each other, and corresponds to the case where the discharge pressure of the compressor is the highest. Since the detection value to be selected is selected as a detection value representative of this detection period, it is possible to prevent hunting from occurring even when the detection value is waved or fluctuated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an engine-driven air conditioner of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control operation of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a control operation of the apparatus of FIG. 1;
4 is a flowchart showing a control operation of the apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation of the apparatus shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
100 is an engine, 2 is a compressor, 5 is an indoor heat exchanger, 6 is an expander, 7 is an outdoor heat exchanger, 100 is an engine, 9, 11, 13, and 14 are temperature sensors (related to the discharge pressure of the compressor) Detecting means for detecting a state quantity to be output and outputting the detected value as a detection value), 200 is a refrigerant device (refrigerant circuit), 300 is a controller, however, of the controller 300,
s145 is a part of the engine speed control means for detecting a state quantity related to the heat load of the refrigerant circuit;
s108 to s112, s140 to s144 are calculation means s116 to s130, engine speed reduction control means s140 to s144 are speed increase possible amount setting means,
s146 to s158 are regulating means,
s106 is an engine stop control means,
s106 is a portion for detecting a state quantity related to the heat load of the refrigerant circuit in the engine speed control means,
s160 is a part for calculating the actual engine speed by s116 to s130 or s140 to s144,
s162 is a portion that further decreases the portion of the engine speed control means that increases or decreases the engine speed in the direction in which the engine speed increases as the thermal load increases.
Reference numerals s164 and s166 denote engine stop control means.

Claims

圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器をもつ冷媒回路と、前記圧縮機を駆動するエンジンと、前記冷媒回路の熱負荷に関連する状態量を検出し、この状態量に基づいて前記熱負荷の増大とともにエンジン回転数が増大する向きに前記エンジン回転数を増減させるエンジン回転数制御手段と、前記圧縮機の吐出圧に関連する状態量を検出して検出値として出力する検出手段と、前記圧縮機の吐出圧が所定値に達した場合に前記エンジンを停止するエンジン停止制御手段とを備えるエンジン駆動式空気調和装置において、
装置が正常運転され得る前記状態量の値である基準値と前記検出値との差を算出する算出手段と、
前記差の大きさに応じてエンジン回転数の最大増加可能量を変化させる回転数増加可能量設定手段と、
前記エンジン回転数制御手段が指令するエンジン回転数の増加量を前記回転数増加可能量設定手段が出力する前記最大増加可能量の範囲内に規制する規制手段と、
を備えることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。A refrigerant circuit having a compressor, a condenser, an expander, and an evaporator, an engine that drives the compressor, and a state quantity related to a heat load of the refrigerant circuit are detected, and the heat load is detected based on the state quantity. Engine speed control means for increasing or decreasing the engine speed in the direction in which the engine speed increases with increasing, detection means for detecting a state quantity related to the discharge pressure of the compressor and outputting it as a detection value, In an engine-driven air conditioner comprising engine stop control means for stopping the engine when the discharge pressure of the compressor reaches a predetermined value ,
Calculating means for calculating a difference between a reference value that is a value of the state quantity at which the apparatus can be normally operated and the detected value ;
A speed increase amount setting means for changing the maximum increase amount of the engine speed according to the magnitude of the difference ;
A restricting means for restricting an increase amount of the engine speed commanded by the engine speed control means within a range of the maximum possible increase amount output by the speed increase possible amount setting means ;
An engine-driven air conditioner comprising:

請求項１記載のエンジン駆動式空気調和装置において、
前記検出手段は、互いに所定時間離れて検出された複数の前記状態量を含む直前の所定の検出期間内に検出され、かつ、前記圧縮機の吐出圧が最も高い場合に相当する前記状態量を前記検出値として出力するものであることを特徴とするエンジン駆動式空気調和装置。The engine-driven air conditioner according to claim 1 ,
The detection means detects the state quantity corresponding to a case where the detection quantity is detected within a predetermined detection period immediately before including a plurality of the state quantities detected apart from each other by a predetermined time and the discharge pressure of the compressor is the highest. An engine-driven air conditioner that outputs the detected value.