JPH06185814A

JPH06185814A - 冷媒循環サイクルの膨張弁制御装置

Info

Publication number: JPH06185814A
Application number: JP35442492A
Authority: JP
Inventors: Takashi Osawa; 隆司大沢
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-08

Abstract

(57)【要約】【目的】膨張弁を熱負荷の変動に対して精度良く制御
できると共に、冷媒循環サイクルの過熱度の変動を滑ら
かにする。【構成】熱負荷が所定値以上変化した場合、目標過熱
度の設定値を初期設定値から所定値変化させ、膨張弁開
度の制御因子である目標過熱度と実過熱度との差を熱負
荷の変化に対応させて変化させることができるために、
熱負荷の変化に対して瞬時に膨張弁開度を制御でき、ま
た前記目標過熱度の設定値による膨張弁開度制御が所定
時間実行された後、実過熱度が前記目標過熱度の変化と
同方向に変化した場合には、前記目標過熱度の設定値を
徐々に初期設定値に戻し、さらに実過熱度が前記目標過
熱度の変化と逆方向に変化した場合には、前記目標過熱
度の設定値を所定時間継続させた後、初期設定値に戻す
ようにしたことによって、冷媒の過熱度を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用空調装置に使
用される冷媒循環サイクルの一部を構成する膨張弁の制
御を行ない、冷媒循環サイクルに流れる冷媒量を調節す
るようにした冷媒循環サイクルの膨張弁制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷媒流量制御は、例えば特開昭６
０−１７８２５４号公報に示されるように、冷房サイク
ルの状態値を検知し、この状態値と設定値の偏差に基づ
いてＰＩＤ制御する冷媒流量制御装置において、より広
範囲のサイクル条件にわたって安定した冷媒流量制御を
可能とするために、冷房サイクルの稼働条件を検知し、
この検知値に応じてＰＩＤ制御の制御定数を切り換える
ようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この引例にお
いては、過熱度を検出するセンサの応答遅れのために、
実際の過熱度が急減しても過熱度の検出値は変化しない
状態が発生し、この間においては制御定数を変更しても
過熱度の低下を抑制できず、過熱度が零付近まで下がっ
てしまうためにリキッドバックが発生する問題点があ
り、またこれを解消するためにＰＩＤ制御の制御定数を
大きくすると、膨張弁の弁開度にハンチングが発生する
という問題点があった。

【０００４】このために、この発明は、膨張弁を熱負荷
の変動に対して精度良く制御できると共に、冷媒循環サ
イクルの過熱度の変動を滑らかにすることのできる冷媒
循環サイクルの膨張弁制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するために手段】しかして、この発明は、
少なくともコンプレッサ、コンデンサ、エバポレータ、
膨張弁を配管結合してなる冷媒循環サイクルにおいて、
前記冷媒循環サイクルを流れる冷媒の実過熱度を検出す
る実過熱度検出手段と、前記冷媒循環サイクルの熱負荷
の変化を検出し、この熱負荷の変化が所定値以上である
か否かを判定する熱負荷変化判定手段と、この熱負荷変
化判定手段によって熱負荷変化が所定値以上であると判
定された場合、前記冷媒循環サイクルの目標過熱度の設
定値を初期設定値から所定値変化させる目標過熱度設定
手段と、この目標過熱度の設定値による制御を所定時間
継続した後、前記実過熱度検出手段によって検出された
実過熱度が前記目標過熱度の変化と同方向に変化した場
合には、前記目標過熱度の設定値を徐々に前記初期設定
値に戻し、実過熱度が前記目標過熱度の変化と逆方向に
変化した場合には、前記目標過熱度の設定値を実過熱度
が初期目標過熱度に達するまで保持した後、前記初期設
定値に戻す目標過熱度調整手段と、前記実過熱度検出手
段による実過熱度を、前記目標過熱度調整手段及び目標
過熱度調整手段とによって設定された前記目標過熱度に
一致させるように前記膨張弁の開度を制御する膨張弁開
度制御手段とを具備することにある。

【０００６】

【作用】したがって、この発明においては、熱負荷が所
定値以上変化した場合、前記冷媒循環サイクルの目標過
熱度の設定値を初期設定値から所定値変化させ、膨張弁
開度の制御因子である目標過熱度と実過熱度との差を熱
負荷の変化に対応させて変化させることができるため
に、熱負荷の変化に対して瞬時に膨張弁開度を制御で
き、また前記目標過熱度の設定値による膨張弁開度制御
が所定時間実行された後、実過熱度が前記目標過熱度の
変化と同方向に変化した場合には、前記目標過熱度の設
定値を徐々に前記初期設定値に戻し、さらに実過熱度が
前記目標過熱度の変化と逆方向に変化した場合には、前
記目標過熱度の設定値を所定時間継続させた後、初期設
定値に戻すようにすることによって、冷媒の実過熱度を
一定に保つことができ、上記課題を達成できるものであ
る。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。

【０００８】図１において示される冷媒循環サイクル１
は、例えば自動車に搭載されるもので、空調ダクト２に
配された第１の熱交換器３と、空調ダクト２外に配され
た第２の熱交換器４とを備えている。

【０００９】空調ダクト２の最上流側には、図示しない
内外気切換装置が設けられ、内気導入口と外気導入口と
をインテークドアによって選択的に開口するようになっ
ている。この空調ダクト２に選択的に導入された内気若
しくは外気は、図示しない送風機の回転により吸引さ
れ、第１の熱交換器３に送られて熱交換され、所望の吹
出口から車室内に供給されるようになっている。

【００１０】第１の熱交換器３の一端３ａと第２の熱交
換器４の一端４ａは、四方弁５の第１及び第２ポート
（I, II)にそれぞれ配管接続され、また四方弁５の第３
ポート（III)はコンプレッサ６の吐出側Ａに配管接続さ
れ、第４ポート（IV) はアキュムレータ７を介してコン
プレッサ６の吸入側Ｂに配管接続されている。この四方
弁５によって、コンプレッサ６の吐出側Ａが第１の熱交
換器３に接続し、且つコンプレッサ６の吸入側が第２の
あ熱交換器４に接続する場合（第１接続状態）と、コン
プレッサ６の吐出側Ａが第２の熱交換器４に接続し、且
つコンプレッサ６の吸入側Ｂが第１の熱交換器３に接続
する場合（第２接続状態）とを切り換えることができる
ようになっている。

【００１１】また、第１の熱交換器３の他端３ｂは、電
気式膨張弁８の一端８ａに配管接続され、第２の熱交換
器４の他端４ｂは、電気式膨張弁８の他端８ｂに配管接
続されている。

【００１２】しかして、暖房用として上記冷媒循環サイ
クルを使用する要請がある場合には、四方弁５が第１の
接続状態になるように切り換えられるので、コンプレッ
サ６の吐出側Ａが第１の熱交換器３に、吸入側Ｂが第２
の熱交換器４にそれぞれ接続されることとなり、コンプ
レッサ６の吐出側Ａから吐出された圧縮冷媒は、第１の
熱交換器３に入り、ここで空調ダクト２の上流側から送
られてきた空気と熱交換されて通気空気を暖房しつつ凝
縮液化され、電気式膨張弁８で減圧された後、第２の熱
交換器４に至り、空調ダクト外の空気と熱交換された蒸
発気化してコンプレッサ６に戻るものである。

【００１３】これに対して、冷房用として上記構成の冷
媒循環サイクルを使用する要請がある場合には、四方弁
５が第２接続状態となるように切り換えられるので、コ
ンプレッサ６の吐出側Ａは第２の熱交換器４に接続さ
れ、吸入側Ｂは第１の熱交換器３に接続されることとな
り、コンプレッサ６から吐出された圧縮冷媒は、第２の
熱交換器４で放熱（凝縮液化）し、電気式膨張弁８で減
圧されて第１の熱交換器３に至り、ここで空調ダクト２
の上流から送られてきた空気と熱交換されて通過空気を
冷却しつつ蒸発気化し、コンプレッサ６に戻るものであ
る。

【００１４】以上の構成の冷媒循環サイクル１には、電
気式膨張弁８と第１の熱交換器３との間に、その間を流
れる冷媒の温度（Ｔint)を検出する第１の温度センサ１
０が、電気式膨張弁８と第２の熱交換器４との間に、そ
の間を流れる冷媒の温度（Ｔout)を検出する第２の温度
センサ１１が、またコンプレッサ６の吐出側Ａ近傍に吐
出冷媒の温度（Ｔd)を検出する第３の温度センサ１２
が、さらにコンプレッサ６の吸入側に吸入冷媒の温度
（ＴS)を検出する第４の温度センサ１３がそれぞれ設け
られている。さらに、第１の熱交換器３には、第１の熱
交換器３の温度（Ｔe)を検出するダクトセンサ１４が設
けられ、これら第１乃至第４の温度センサ１０〜１３の
出力信号及びダクトセンサ１４の出力信号は、図２に示
すようにコントロールユニット１５に入力される。

【００１５】コントロールユニット１５は、Ａ／Ｄ変換
器やマルチプレクサ等を含む入力回路、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、ＣＰＵ等を含む演算処理回路、駆動回路等を含む出
力回路を有する公知のもので、前記センサ１０〜１４の
出力信号が入力されるほか、イグニッションスイッチ１
６や、この空調装置を稼働させるエアコンスイッチ（Ａ
／Ｃスイッチ）１７からの信号、温度設定器１８からの
設定信号、さらにコンプレッサの回転数を示す信号、図
示しない送風機（ブロアファン）の駆動電圧（ＶB ）が
入力され、これらの信号を予め定められた所定のプログ
ラムに沿って処理し、コンプレッサ６の能力、ブロアフ
ァンの能力、前記電気式膨張弁８の開度、四方弁５の切
り換え等を制御するようになっている。

【００１６】次に、コントロールユニット１５による電
気式膨張弁（電気エキスパン）８の制御が、図３及び図
４のフローチャートに示され、以下このフローチャート
に従って説明する。

【００１７】コントロールユニット１５は、各空調機器
の制御を行なうメイン制御ルーチンから所定の時間間隔
で、ステップ１００からこの制御動作を開始し、ステッ
プ１１０においてイグニッションスイッチ（ＩｇＳ
Ｗ）１６が投入されたか否かの判定を行なう。

【００１８】この判定において、イグニッションスイッ
チ１６が投入されていない場合（ＯＦＦ）は、ステップ
１２０からメイン制御ルーチンに復帰し、投入されてい
る場合（ＯＮ）は、ステップ１３０に進んでイグニッシ
ョンスイッチ１６の投入直後（Ig SW OFF →ON）である
か否かの判定を行い、投入直後である場合（Ｙ）は、ス
テップ１４０において電気式膨張弁８の開度Ｋを全閉状
態（０〔Ｐ〕）に固定してコントロールユニット１５が
認識する膨張弁開度にズレが生じないようにした後、ス
テップ１５０に進み、投入直後でない場合（Ｎ）は、直
接ステップ１５０に進んで、エアコンスイッチ（Ａ／Ｃ
ＳＷ）１６が投入されているか否かの判定を行う。

【００１９】尚、この実施例において、パルス数が０〜
３０〔Ｐ〕において電気式膨張弁８は全閉状態であり、
６００〔Ｐ〕において全開状態となるものであり、その
間において電気式膨張弁８の開度はリニアに変化するも
のである。

【００２０】この判定において、エアコンスイッチ１６
が投入されていない場合（ＯＦＦ）は、ステップ２２０
に進んで現状を維持をし、投入されている場合（ＯＮ）
は、ステップ１６０において空調状態が暖房モード或い
は温度設定器１８がフルヒート（Ｆ／Ｈ）に設定された
状態であるかの判定を行なう。この判定において、空調
状態が暖房モード或いは温度設定器１８がフルヒート
（Ｆ／Ｈ）に設定された状態である場合（Ｙ）は、ステ
ップ１７０において電気式膨張弁８の開度Ｋを暖房用の
開度Ｋ２（例えば３５０〔Ｐ〕）に設定し、暖房モード
或いはフルヒートに設定されていない場合（Ｎ）はステ
ップ１８０に進む。

【００２１】ステップ１８０においては、空調状態が冷
房モード或いは温度設定器１８がフルクール（Ｆ／Ｃ）
に設定された状態であるかの判定を行なう。この判定に
おいて、空調状態が冷房モード或いは温度設定器１８が
フルクール（Ｆ／Ｃ）に設定された状態でない場合
（Ｎ）は、前記ステップ２２０に進んで現状維持とし、
空調状態が冷房モード或いは温度設定器１８がフルクー
ル（Ｆ／Ｃ）に設定された状態である場合（Ｙ）は、ス
テップ１９０に進んでコンプレッサ起動後ｔ２（例えば
２分）時間が経過したか否かの判定を行なう。

【００２２】この判定において、コンプレッサ起動後ｔ
２時間が経過していない場合（Ｎ）には、冷媒循環サイ
クル１が安定していないとして、電気式膨張弁８の開度
ＫをＫ１（例えば２００〔Ｐ〕）に設定し、コンプレッ
サ起動後ｔ２時間が経過した場合（Ｙ）には、ステップ
２１０に進んで実過熱度ＳＨ１を演算するものである。
尚、実過熱度ＳＨ１は、第４の温度センサ１３の出力信
号（Ｔs ）と第１の温度センサ１０の出力（Ｔint)との
差（Ｔs −Ｔint ）として演算されるものである。

【００２３】ステップ２３０においては、前記実過熱度
ＳＨ１の判定が行なわれる。この判定において、実過熱
度ＳＨ１が所定値α（例えば１０°Ｃ）より小さい場合
には制御Ａが選択され、所定値β（例えば１８°Ｃ）よ
り大きい場合には制御Ｂが選択されるもので、この所定
値α及びβ間においてはヒステリシスが形成され、この
間においては制御Ａが優先されるようになっている。

【００２４】前記ステップ２３０の判定において、制御
Ａが判定された場合には、ステップ２４０に進んで、下
記するステップ２８０の膨張弁開度ＫのＰＩ制御値演算
における各演算定数ａ，ｂ，ｃの値をａ１，ｂ１，ｃ１
（例えば、ａ１＝５〔Ｐ／deg 〕，ｂ１＝２〔Ｐ／deg
・分〕，ｃ１＝２００〔Ｐ〕）に設定し、制御Ｂが選択
された場合には、ステップ２５０に進んで、各演算定数
ａ，ｂ，ｃをａ２，ｂ２，ｃ２（例えばａ２＝１０〔Ｐ
／deg 〕，ｂ２＝４〔Ｐ／deg ・分〕，ｃ２＝２００
〔Ｐ〕）に設定するものである。これによって、膨張弁
開度Ｋは、実過熱度ＳＨ１が所定値β以上である場合に
は大きめに設定されることとなり、所定値α以下の場合
には、小さめに設定されることとなるため、実過熱度Ｓ
Ｈ１が高い場合には膨張弁を開く方向に、低い場合には
膨張弁を絞る方向に制御されるものである。

【００２５】この後、ステップ２６０において下記する
フローチャートによって目標過熱度ＳＨ０が設定され、
ステップ２７０において、実過熱度ＳＨ１と目標過熱度
ＳＨ０の偏差ΔＴが演算され、ステップ２８０において
この偏差ΔＴ及び前記ステップ２４０若しくはステップ
２５０において設定された演算定数ａ，ｂ，ｃによって
下記する数式１により演算されるものである。

【００２６】

【数１】Ｋ＝ａΔＴ＋ｂ∫ΔＴｄｔ＋ｃ

【００２７】この演算の後、ステップ２９０において、
前記ステップ２８０において演算された膨張弁開度Ｋが
所定値Ｋ３（例えば８０〔Ｐ〕）以下であるか否かの判
定を行なう。この判定において，所定値Ｋ３以下である
場合（Ｙ）には、ステップ３００に進んで膨張弁開度Ｋ
を下限値Ｋ６（例えば８０〔Ｐ〕）に設定してステップ
３５０に進み、所定値Ｋ３以上である場合（Ｎ）には、
ステップ３１０に進んで所定値Ｋ４（例えば４７０
〔Ｐ〕）以上であるか否かの判定を行なう。この判定に
おいて膨張弁開度Ｋが所定値Ｋ４以上である場合（Ｙ）
は、ステップ３４０に進んで膨張弁開度Ｋを上限値Ｋ５
（例えば４７０〔Ｐ〕）に設定してステップ３５０に進
み、所定値Ｋ４以下の場合には、前記ステップ２８０に
おいて演算された膨張弁開度Ｋをそのまま膨張弁開度Ｋ
としてステップ３５０に進むものである。

【００２８】ステップ３５０において、前記ステップ２
８０において演算された膨張弁開度Ｋ及びステップ３４
０、ステップ３５０において設定された膨張弁開度Ｋに
基づいた制御信号が電気式膨張弁８に出力され、冷媒循
環サイクル１に流れる冷媒量が調整されるものである。
この後、ステップ３６０からメイン制御ルーチンに復帰
するものである。

【００２９】以上の電気エキスパン制御において、目標
過熱度ＳＨ０の設定ルーチンは、例えば図５のフローチ
ャートに示すもので、以下このフローチャートに従って
説明する。

【００３０】ステップ２６０から開始される目標過熱度
ＳＨ０の設定制御は、ステップ４００において、先ず目
標過熱度ＳＨ０に初期設定値ＱＡ（例えば１０°Ｃ）を
設定する。この設定の後、ステップ４１０において、Ｆ
ＬＡＧ１＝１であるか否かの判定を行い、ＦＬＡＧ１＝
１の場合（Ｙ）は、ステップ４２０乃至４４０を回避し
てステップ４５０に進み、ＦＬＡＧ１＝１でない場合
（Ｎ）は、ステップ４２０に進むものである。尚、ＦＬ
ＡＧ１は、目標過熱度ＳＨ０の設定を変更したことを示
すフラッグである。

【００３１】ステップ４２０においては、冷媒循環サイ
クル１の熱負荷が所定値以上減少したか否かの判定を行
なう。この熱負荷（Ｔ）は、少なくとも外気温度（Ｔ
ａ）、車室内温度（Ｔｒ）、日射量（Ｑｓ）、設定温度
（Ｔｄ）、及びダクトセンサ１４によって検出されるエ
バポレータ温度（Ｔｅ）から下記する数式２によって求
められるものである。

【００３２】

【数２】Ｔ＝Ｍ１・Ｔａ＋Ｍ２・Ｔｒ＋Ｍ３・Ｑｓ＋Ｍ４・Ｔｅ
−Ｍ５・Ｔｄ＋Ｍ６

【００３３】尚、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５は演算
定数であり、Ｍ６は補正項である。

【００３４】このステップ４２０の判定において、熱負
荷が所定値以上減少したと判定された場合（Ｙ）にはス
テップ４３０に進み、所定値以上減少していないと判定
された場合（Ｎ）は、ステップ５３０からこの目標過熱
度ＳＨ０の設定ルーチンを抜けて前述の電気エキスパン
制御ルーチンに復帰し、目標過熱度ＳＨ０を初期設定値
ＱＡに設定して制御を実行するものである。

【００３５】前記ステップ４２０の判定において熱負荷
が所定値以上減少したと判定された場合、ステップ４３
０において目標過熱度ＳＨ０を前記初期設定値ＱＡより
も高い設定値ＱＢ（例えば、１５°Ｃ）に設定し、ステ
ップ４４０において設定を変更したことを示すフラッグ
ＦＬＡＧ１に１を設定する。

【００３６】ステップ４５０では、ステップ４３０によ
る目標過熱度ＳＨ０の設定変更の後、ｔ１時間（例えば
３０秒）が経過したか否かの判定を行い、経過していな
い場合（Ｎ）はステップ５３０からこの制御を抜け、経
過後（Ｙ）はステップ４６０において、実過熱度ＳＨ１
が初期設定値ＱＡ以下であるか否かの判定を行なう。

【００３７】この判定において、実過熱度ＳＨ１が初期
設定値ＱＡ以上である場合（図９（ｂ）のＳＨ１’の場
合）、言い換えれば所定時間経過後に実過熱度の上昇を
検出した場合は、ステップ４７０に進んで図９（ｃ）に
示すように目標過熱度ＳＨ０を所定ｍの割合でＱＢから
ＱＡに段階的に下げ（ＳＨ０＝ＳＨ０−ｍ）、ステップ
４８０の判定において、目標過熱度ＳＨ０が初期設定値
ＱＡに戻るまでこのステップ４７０における動作を繰り
返すものである。

【００３８】尚、ｍは（ＱＢ−ＱＡ）／ｔ２〔deg/分〕
で演算されるもので、ｔ２は目標過熱度ＳＨ０が設定値
ＱＢから初期設定値ＱＡに戻るのに必要な時間である。

【００３９】これによって、ＱＢに設定された目標過熱
度ＳＨ０をＱＢに基づいて膨張弁開度Ｋを演算し、電気
式膨張弁８を制御するために第１の温度センサ１０の検
出遅れによる実過熱度ＳＨ１の低下を防止でき、また所
定時間経過後に実過熱度ＳＨ１が上昇していることが確
認された場合には段階的に目標過熱度ＳＨ０の値を低減
していくために、実過熱度ＳＨ１の急激な上昇を抑制で
き、実過熱度の変化を滑らかにすることができるもので
ある。

【００４０】この制御の後、ステップ４８０に判定にお
いて、目標過熱度ＳＨ０が初期設定値ＱＡと等しくなっ
た場合（Ｙ）はステップ５１０において目標過熱度ＳＨ
０に初期設定値ＱＡを設定し、ステップ５２０において
ＦＬＡＧ１に０を設定してステップ５３０からこのルー
チンを抜けるものである。

【００４１】尚、図９は実過熱度ＳＨ１が所定時間ｔ１
経過後に初期設定値ＱＡより大きくなった場合の特性を
示すもので、図９（ｄ）のように熱負荷の変動によりブ
ロアファンの風量がＦ１からＦ２に低下した状態を示
し、この熱負荷の減少により図９（ａ）は第４の温度セ
ンサ１３の検出値（Ｔｓ）及び第１の温度センサ１０の
検出値（Ｔint ）の変化の状態を示し、図９（ｃ）は目
標過熱度ＳＨ０が熱負荷の変動に基づいて設定値が変更
された状態を示し、図９（ｂ）は目標過熱度ＳＨ０の設
定変更に対する実過熱度ＳＨ１の変化を示したものであ
る。

【００４２】また、図１０は実過熱度ＳＨ１が所定時間
ｔ１経過後に初期設定値ＱＡより大きくなった場合の特
性を示すもので、（ａ）〜（ｄ）に示すものは、図９に
示すものに対応するものである。

【００４３】また、前記ステップ４６０の判定におい
て、実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡより小さい場合
（図１０（ｂ）におけるＳＨ１”に示す場合）は、実過
熱度ＳＨ１の低下が目標過熱度ＳＨ０を増加させても実
過熱度ＳＨ１が低下していることが確認されるために、
ステップ５００の判定において実過熱度ＳＨ１が初期設
定値ＱＡと等しくなるまで、図１０（ｃ）で示すよう
に、ステップ４９０において目標過熱度ＳＨ０を設定値
ＱＢに保持するものである。

【００４４】この目標過熱度ＳＨ０を設定値ＱＢに固定
することにより実過熱度ＳＨ１の低下を抑制し、実過熱
度ＳＨ１の変化を滑らかにすることができるものであ
る。

【００４５】その後、前記ステップ５００の判定におい
て、実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡと等しくなったと
判定された場合（Ｙ）は、ステップ５１０に進んで目標
過熱度ＳＨ０初期設定値ＱＡを設定し、ステップ５２０
においてＦＬＡＧ１に０を設定してステップ５３０から
このルーチンを抜けるものである。

【００４６】以上の構成の目標過熱度ＳＨ０設定ルーチ
ンにおいて、上記実施例では、ステップ４２０の熱負荷
の所定値以上の減少（急激な減少）を、熱負荷信号Ｔに
よって判定するようにしたが、この熱負荷信号Ｔの急激
な減少による各制御機器の制御の変更を検出することに
よって熱負荷の急激な減少を判定するようにしても良い
ものである。例えば、図６に示すように、ステップ４２
０の判定に代えて、ブロア制御電圧ＶＢが所定時間内に
所定値以上減少したか否かを判定するステップ４２１を
設け、このステップ４２１の判定において熱負荷の急減
を検出するものである。具体的には、ブロア制御電圧Ｖ
Ｂの変化量ΔＶＢの所定時間Δｔにおける変化率（ΔＶ
Ｂ／Δｔ）が所定値（−Ｖ０）以下である場合（ΔＶＢ
／Δｔ≦−Ｖ０）には、熱負荷が所定値以上減少したと
判定するものである。尚、ステップ４２１の判定におい
てブロア制御電圧の変化が所定値以上減少した場合
（Ｙ）には図５に示すステップ４３０に進み、（Ｎ）の
場合にはステップ５３０に進むものである。

【００４７】また、図７に示すステップ４２２は、前記
ステップ４２０の判定に代えて、コンプレッサ回転数Ｎ
が所定時間内に所定値以上減少したか否かを判定するス
テップ４２２を設け、このステップ４２２の判定におい
て熱負荷の急減を検出するものである。具体的には、コ
ンプレッサ回転数Ｎの変化量ΔＮの所定時間Δｔにおけ
る変化率（ΔＮ／Δｔ）が所定値（−Ｎ０）以下である
場合（ΔＮ／Δｔ≦−Ｎ０）には、熱負荷が所定値以上
減少したと判定するものである。尚、ステップ４２１の
判定においてコンプレッサ回転数の変化が所定値以上減
少した場合（Ｙ）には図５に示すステップ４３０に進
み、（Ｎ）の場合にはステップ５３０に進むものであ
る。

【００４８】以上のように、空調装置における各制御機
器の具体的な変動を検出することにより、冷媒循環サイ
クル１における実質的な熱負荷の変動を検出することが
できるものである。

【００４９】さらに、図８において示すフローチャート
は、図５に示すステップ４２０の位置に挿入されるもの
で、ステップ４２３〜４２５に示す判定において、ブロ
ア制御電圧ＶＢ及びコンプレッサ回転数Ｎの変化状態を
判定するものである。ステップ４２３の判定において、
ブロア制御電圧ＶＢが所定時間内に所定値以上減少し、
さらにステップ４２５の判定においてコンプレッサ回転
数Ｎが所定値以上減少したと判定された場合（ステップ
４２３及びステップ４２５の判定において共に（Ｙ）の
場合）には、ステップ４２７に進んでブロア制御電圧の
変化率及びコンプレッサ回転数の変化率に基づき下記す
る数式３によって目標過熱度の変動値ΔＱＡを演算する
ものである。

【００５０】

【数３】 ΔＱＡ＝−ε₂（ΔＶＢ／Δｔ）−ε₁（ΔＮ／Δｔ）

【００５１】尚、ε₁はブロア制御電圧の変化率から変
動値ΔＱＡを演算するための演算手数であり、ε₂はコ
ンプレッサ回転数の変化率から変動値ΔＱＡを演算する
ための演算定数である。

【００５２】また、前記ステップ４２３の判定におい
て、ブロア制御電圧ＶＢの変化率が所定値以上減少して
いない場合（Ｎ）で、ステップ４２４の判定においてコ
ンプレッサ回転数Ｎの変化率が所定値以上変化している
場合（Ｙ）には、ステップ４２６においてコンプレッサ
回転数Ｎの変化率に基づいて変動値ΔＱＡが下記する数
式４によって演算されるものである。

【００５３】

【数４】 ΔＱＡ＝−ε₁（ΔＮ／Δｔ）

【００５４】前記ステップ４２３の判定においてブロア
制御電圧ＶＢの変化率が所定値以上減少している場合
（Ｙ）で、前記ステップ４２５の判定においてコンプレ
ッサ回転数Ｎの変化率が所定値以上変化していない場合
（Ｎ）には、ステップ４２８においてブロア制御電圧Ｖ
Ｂの変化率に基づいて変動値ΔＱＡが下記する数式５に
よって演算される。

【００５５】

【数５】 ΔＱＡ＝−ε₁（ΔＶＢ／Δｔ）

【００５６】前記ステップ４２６乃至４２８によって設
定された変動値ΔＱＡは、ステップ４２９において初期
設定値ＱＡに加えられて設定値ＱＢになるものである
（ＱＢ＝ＱＡ＋ΔＱＡ）。尚、ステップ４２９によって
目標過熱度ＳＨ０の設定値ＱＢを設定した後は、図５の
ステップ４３０に進んで上記の制御を行なうものであ
る。また前記ステップ４２３及び４２４の判定で共に
（Ｎ）が判定された場合には、図５のステップ５３０に
進むものである。

【００５７】これによって、目標過熱度ＳＨ０の設定値
ＱＢをブロア制御電圧の変化率及びコンプレッサ回転数
の変化率によって設定できるために、上記実施例におい
て示した設定値ＱＢを固定した場合よりもさらにきめ細
かく実過熱度ＳＨ１を制御できるものである。

【００５８】以上、熱負荷の急減における実過熱度の減
少を抑制する制御について説明したが、熱負荷の急増に
おける実過熱度の上昇を抑制する制御を付加した制御を
図１１に示し、以下このフローチャートに従って説明す
る。尚、上記熱負荷の急減における実過熱度の減少を抑
制する制御については、同一であるため説明を省略す
る。

【００５９】目標過熱度ＳＨ０の設定ルーチンにおい
て、ステップ４００におけて目標過熱度ＳＨ０に初期設
定値ＱＡを設定した後、ステップ４０５においてＦＬＡ
Ｇ２が１に設定されているか否かの判定を行なう。この
判定において１に設定されている場合（Ｙ）は、下記す
るステップ６４０に進み、設定されていない場合（Ｎ）
は、前記ステップ４１０に進むものである。

【００６０】熱負荷の急増における実過熱度の上昇を抑
制する制御は、ステップ４２０の熱負荷が所定値以上減
少したか否かの判定において減少していない（Ｎ）場合
に、ステップ６００の判定から開始されるもので、この
ステップ６００の判定において、熱負荷が所定値以上増
加したと判定された場合（Ｙ）にはステップ６２０に進
み、増加していない場合（Ｎ）にはステップ６１０から
このルーチンを抜けて図４のステップ２７０に進むもの
である。

【００６１】ステップ６２０においては、目標過熱度Ｓ
Ｈ０に初期設定値ＱＡより低い設定値ＱＤ（ＱＤ＜Ｑ
Ａ；例えば５°Ｃ）を設定し、ステップ６３０において
設定値ＱＤを設定したことを示すフラッグＦＬＡＧ２に
１を設定するものである。

【００６２】ステップ６４０において目標過熱度ＳＨ０
を設定値ＱＤに設定した制御を所定時間ｔ１継続させ、
その後ステップ６４０において実過熱度ＳＨ１が初期設
定値ＱＡ以上であるか否かの判定を行なう。この判定に
おいて、実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡ以下である場
合には、ステップ６６０において目標過熱度ＳＨ０を段
階的に初期設定値ＱＡまで上げて行くもので（ＳＨ０＝
ＳＨＯ＋ｎ）、ステップ６８０の判定において目標過熱
度ＳＨ０が初期設定値ＱＡと等しくなるまで、この動作
が継続されるものである。

【００６３】これによって、実過熱度ＳＨ１の急激な下
降を抑制でき、実過熱度ＳＨ１の滑らかな変化を得るこ
とができるものである。

【００６４】また、前記ステップ６５０の判定におい
て、実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡ以上であると判定
された場合（Ｙ）には、ステップ６７０に進んで、ステ
ップ６９０の判定によって実過熱度ＳＨ１が初期設定値
ＱＡと等しくなるまで（ＳＨ１＝ＱＡ）、目標過熱度Ｓ
Ｈ０は設定値ＱＤに保持されるものである。

【００６５】この後、前記ステップ６８０及び６９０の
判定において、実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡと等し
いと判定された場合（Ｙ）は、ステップ７００において
目標過熱度ＳＨ０に初期設定値ＱＡを設定し、ステップ
７１０においてＦＬＡＧ２に０を設定して、ステップ７
２０からこのルーチンを抜けるものである。

【００６６】また、ステップ６００で示す熱負荷所定値
以上増加の判定を、図６で示すステップ４２１の内容を
ΔＶＢ／Δｔ≧＋Ｖ０としたものに置き換えたり、また
図７で示すステップ４２２の内容をΔＮ／Δｔ≧＋Ｎ０
としたものに置き換えたり、さらに図８で示すステップ
４２３をΔＶＢ／Δｔ≧＋Ｖ０とし、ステップ４２４及
び４２５をΔＮ／Δｔ≧＋Ｎ０としたものに置き換える
ことにより、さらに実過熱度ＳＨ１の変化を滑らかにす
る等の効果を上げることができるものである。

【００６７】以上のように、図５で示す熱負荷の急減に
よる実過熱度の減少を抑制するための目標過熱度設定ル
ーチンに、熱負荷の急増による実過熱度の増加を抑制す
るための目標過熱度設定ルーチンを付加することにより
熱負荷の急減及び急増に対応することのできる電気式膨
張弁の制御を遅滞なく行なうことができるものである。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、熱負荷が所定値以上変化した場合、前記冷媒循環サ
イクルの目標過熱度の設定値を初期設定値から所定値変
化させ、膨張弁開度の制御因子である目標過熱度と実過
熱度との差を熱負荷の変化に対応して変化させることが
できるために、熱負荷の変化に対して瞬時に膨張弁開度
を制御でき、温度センサの検出遅れによる過熱度の変動
を精度良く抑制することができるものである。

【００６９】また、前記目標過熱度の設定値による膨張
弁開度制御が所定時間実行された後、実過熱度が目標過
熱度の変化と同方向に変化した場合には、前記目標過熱
度の設定値を徐々に初期設定値に戻し、さらに実過熱度
が前記目標過熱度の変化と逆方向に変化した場合には、
前記目標過熱度の設定値を所定時間継続させた後、初期
設定値に戻すようにしたことによって、冷媒の過熱度の
変動を滑らかにすることができ、安定した過熱度を得る
ことにできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る冷媒循環サイクルを示
す構成図である。

【図２】冷媒循環サイクルの制御を行なうハード構成を
示すブロックダイアグラムである。

【図３】コントロールユニットにおいて実行される電気
式膨張弁の制御例の前半部分を示すフローチャート図で
ある。

【図４】コントロールユニットにおいて実行される電気
式膨張弁の制御例の後半部分を示すフローチャート図で
ある。

【図５】目標過熱度ＳＨ０設定ルーチンを示すフローチ
ャート図である。

【図６】目標過熱度ＳＨ０設定ルーチンにおけるステッ
プ４２０に代わるブロア制御電圧ＶＢ判定のステップを
示した説明図である。

【図７】目標過熱度ＳＨ０設定ルーチンにおけるステッ
プ４２０に代わるコンプレッサ回転数Ｎ判定のステップ
を示した説明図である。

【図８】目標過熱度ＳＨ０設定ルーチンにおけるステッ
プ４２０に代わるブロア制御電圧ＶＢ判定及びコンプレ
ッサ回転数Ｎ判定のステップを示すと共に、変動値ΔＱ
Ａの演算を示した説明図である。

【図９】実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡ以上である場
合の（ａ）はセンサ検出温度ＴｓとＴint 、（ｂ）は実
過熱度ＳＨ１、（ｃ）は目標過熱度ＳＨ０、（ｄ）はフ
ァン風量の特性を示した説明図である。

【図１０】実過熱度ＳＨ１が初期設定値ＱＡ以下である
場合の（ａ）はセンサ検出温度ＴｓとＴint 、（ｂ）は
実過熱度ＳＨ１、（ｃ）は目標過熱度ＳＨ０、（ｄ）は
ファン風量の特性を示した説明図である。

【図１１】熱負荷が上昇した場合の目標過熱度設定ルー
チンを付加した目標過熱度ＳＨ０設定ルーチンを示すフ
ローチャート図である。

【符号の説明】

１冷媒循環サイクル２空調ダクト３第１の熱交換器４第２の熱交換器５四方弁６コンプレッサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともコンプレッサ、コンデンサ、
エバポレータ、膨張弁を配管結合してなる冷媒循環サイ
クルにおいて、前記冷媒循環サイクルを流れる冷媒の実過熱度を検出す
る実過熱度検出手段と、前記冷媒循環サイクルの熱負荷の変化を検出し、この熱
負荷の変化が所定値以上であるか否かを判定する熱負荷
変化判定手段と、この熱負荷変化判定手段によって熱負荷変化が所定値以
上であると判定された場合、前記冷媒循環サイクルの目
標過熱度の設定値を初期設定値から所定値変化させる目
標過熱度設定手段と、この目標過熱度の設定値による制御を所定時間継続した
後、前記実過熱度検出手段によって検出された実過熱度
が前記目標過熱度の変化と同方向に変化した場合には、
前記目標過熱度の設定値を徐々に前記初期設定値に戻
し、実過熱度が前記目標過熱度の変化と逆方向に変化し
た場合には、前記目標過熱度の設定値を実過熱度が初期
目標過熱度に達するまで保持した後、前記初期設定値に
戻す目標過熱度調整手段と、前記実過熱度検出手段による実過熱度を、前記目標過熱
度調整手段及び目標過熱度調整手段とによって設定され
た前記目標過熱度に一致させるように前記膨張弁の開度
を制御する膨張弁開度制御手段とを具備することを特徴
とする冷媒循環サイクルの膨張弁制御装置。