JP2005009794A

JP2005009794A - 冷凍サイクル制御装置

Info

Publication number: JP2005009794A
Application number: JP2003175705A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suzuki; 謙一鈴木; Tomonori Imai; 智規今井; Atsuo Inoue; 敦雄井上; Masaki Shiina; 正樹椎名
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13
Also published as: CN1573261A; CN100538218C; EP1489370A1; EP1489370B1; DE602004004443T2; DE602004004443D1

Abstract

【課題】外部制御方式の容量可変圧縮機を備えた冷凍サイクルにおいて、高圧側圧力をセンサ等によって検知することなく、圧縮機の吐出圧力を推定し、吐出圧力を最適な値に制御することにより圧縮機を適切に保護できるようにするとともに、より安価なシステムの構築を可能にする。
【解決手段】吸入圧力推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、差圧推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量とを参照することにより、圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を有することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部制御信号による容量可変圧縮機を有する冷凍サイクルの制御装置に関し、とくにその圧縮機の吐出圧力推定により該圧縮機の容量を制御して吐出圧力を制御できるようにした冷凍サイクル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷媒の圧縮機、凝縮器、蒸発器を備えた冷凍サイクルにおける圧縮機の吐出圧力の制御においては、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力として、圧縮機の吐出冷媒圧力、あるいは、凝縮器における冷媒圧力、あるいは、膨張弁前の冷媒圧力などをセンサなど用いて検知することにより、吐出冷媒圧力の過大な上昇を防ぐような制御を行っていた。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の制御方式では、圧力センサなどの検出器を取り付けることにより、システム全体としてコスト増になるという問題がある。また、凝縮器近傍などにセンサを設置する場合には、圧縮機の吐出圧力とは異なる値となることも考えられ、望ましい制御が行えなくなる可能性がある。さらに、圧縮機自体の吐出圧力が得られないと、圧縮機の保護の観点からも、速やかに好ましい保護措置を採ることが難しくなり、望ましくない高圧への上昇により不具合が発生するおそれも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、外部制御方式の容量可変圧縮機を備えた冷凍サイクルにおいて、冷凍サイクルの高圧側圧力、つまり、圧縮機の吐出圧力を推定し、吐出圧力を最適な値に制御することにより圧縮機を適切に保護できるようにした冷凍サイクル制御装置を提供することにある。また、圧縮機の吐出圧力を推定することにより、冷凍サイクルの高圧側圧力をセンサ等によって検知する必要をなくし、より安価なシステムの構築を可能にすることも課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍サイクル制御装置は、外部制御信号により容量が制御される容量可変圧縮機と、冷媒の凝縮器と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルに対し、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量を推定または検知する吸入圧力推定または検知手段と、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量を推定または検知する差圧推定または検知手段を有する冷凍サイクル制御装置において、前記吸入圧力推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、前記差圧推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量とを参照することにより、圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を有することを特徴とするものからなる。すなわち、圧力検知センサを設けることなく、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量とから、圧縮機の吐出圧力を推定するものである。
【０００６】
また、本発明に係る冷凍サイクル制御装置は、外部制御信号により圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧を制御することによって容量が制御される容量可変圧縮機と、冷媒の凝縮器と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルに対し、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量を推定または検知する吸入圧力推定または検知手段と、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある圧縮機への入力信号を演算する入力信号演算手段を有する冷凍サイクル制御装置において、前記吸入圧力推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、前記入力信号演算手段により演算される圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある入力信号としての容量制御信号を参照することにより、圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を有することを特徴とするものからなる。すなわち、圧力検知センサを設けることなく、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある入力信号とから、圧縮機の吐出圧力を推定するものである。
【０００７】
上記のような本発明に係る冷凍サイクル制御装置においては、前記容量可変圧縮機の容量を制御する圧縮機容量制御手段と、圧縮機の吐出圧力の上限制限値を算出する吐出圧力制限値算出手段とを備えた構成とすることができ、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力と、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値とを参照し、前記圧縮機容量制御手段により圧縮機の容量を制御することで、圧縮機の吐出圧力を調節することができる。
【０００８】
そして、このような構成においては、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力とを参照し、推定される吐出圧力が吐出圧力制限値を上回った直後又は所定時間後に、前記圧縮機容量制御手段により、圧縮機の容量を減少又は圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の差圧を減少するように制御することができる。この場合、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が前記吐出圧力制限値よりも低い所定値Ａの値以下になったならば、容量を減少又は圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の差圧を減少する制御を解除し、通常制御に復帰することが好ましい。
【０００９】
また、前記吐出圧力制限値を算出する構成においては、前記圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止する圧縮機停止手段を有し、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力とを参照し、推定される吐出圧力が吐出圧力制限値を上回った直後又は所定時間後に、前記圧縮機停止手段により、圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止するようにすることもできる。この場合、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が前記吐出圧力制限値よりも低い所定値Ａの値以下になったならば、前記圧縮機停止手段による、前記圧縮機への容量制御信号の遮断又は該圧縮機駆動停止を解除し、通常制御に復帰することが好ましい。
【００１０】
また、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と同等又はより低い吐出圧力目標値としての、予め定めた許容吐出圧力１となるように、許容吐出圧力１と吐出圧力推定値との比較又は偏差を参照しながら圧縮機の容量を制御して圧縮機の吐出圧力を制御するようにすることもできる。この場合、前記圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止する圧縮機停止手段を有し、かつ、該圧縮機の吐出圧力を検知する手段を有し、該吐出圧力が前記吐出圧力制限値を上回った場合に、前記圧縮機停止手段は前記容量制御信号の遮断又は圧縮機の駆動を停止するようにすることが好ましい。
【００１１】
また、前記吐出圧力制限値を算出する構成においては、さらに、圧縮機の回転数に相関のある物理量を検知または推定する圧縮機回転数検知または推定手段を備えた構成とし、前記吐出圧力制限値算出手段は、前記圧縮機回転数検知または推定手段により検知または推定された圧縮機の回転数を参照することにより、吐出圧力制限値を算出するようにすることもできる。
【００１２】
さらに、冷凍サイクルの熱負荷を検知する冷凍サイクル負荷検知手段を備えた構成とし、前記吐出圧力制限値算出手段は、前記圧縮機の回転数に加え、さらに、前記冷凍サイクル負荷検知手段により検知された冷凍サイクルの熱負荷を参照することにより、吐出圧力制限値を算出するようにすることもできる。
【００１３】
冷凍サイクルの熱負荷としては、車両用空調装置に設けられた冷凍サイクルの場合、以下のようなものを採用できる。すなわち、前記冷凍サイクルが車両用空調装置に設けられた冷凍サイクルからなり、前記冷凍サイクル負荷検知手段は、外気温度及び車速、あるいは、冷媒の凝縮温度、あるいは、外気センサのいずれかの組み合わせにより、熱負荷を検知するものからなる構成とすることができる。
【００１４】
また、冷凍サイクルの蒸発器に対して空気を送風する送風機が設けられた構成とすることができ、例えば、車両用空調装置において車室内に蒸発器を通過させた空気を送るようにした構成とすることができ、この場合、前記吸入圧力推定手段は、蒸発器温度、および／または、冷媒流量に相関する物理量とを参照することにより吸入圧力を推定することができる。前記蒸発器温度は、蒸発器通過直後の空気温度、または、蒸発器近傍の冷媒温度、または、蒸発器フィン間温度、または、蒸発器入口から圧縮機の吸入口に至る間の冷媒配管表面温度とすることができる。すなわち、蒸発器において冷媒は気液二相状態であるため、蒸発器内の冷媒温度から冷媒圧力は一義的に決定される。したがって、上記のような蒸発器温度を検知することにより冷媒温度を求め、蒸発器内の冷媒圧力を推定することが可能である。また、実際の冷凍サイクルにおいては、蒸発器から圧縮機までの配管で圧力損失による冷媒の圧力降下が生じる。この圧力損失は、冷媒流量が増えるほど大となるため、冷媒流量を検知することにより、圧力損失を推定可能である。よって、圧縮機への吸入冷媒の圧力は、蒸発器内の冷媒温度と冷媒流量に大きな相関を持つことになり、この二つを検知または推定することにより、吸入冷媒圧力を適切に推定することが可能になる。
【００１５】
より具体的には、例えば次式を用いて吸入冷媒圧力が推定される。
Ｐｓ’＝ａ・Ｇｒ＋ｂ・Ｔｅｖａ＋ｃ
ここで、Ｐｓ’：吸入冷媒圧力推定値、Ｇｒ：冷媒流量、Ｔｅｖａ：蒸発器出口空気温度、ａ，ｂ，ｃ：実験により求められた定数である。
【００１６】
このように、本発明に係る冷凍サイクル制御装置においては、容量可変圧縮機の吐出圧力を適切に推定することが可能となり、その推定値に基づいて圧縮機の吐出圧力を好ましい値または好ましい範囲内となるように制御することで、圧縮機を適切に保護することが可能になる。また、吐出圧力を推定できるので、冷凍サイクルの高圧圧力をセンサなどによって検知する必要がなくなり、システム全体が簡素化されるとともに、より安価なシステムの構築が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る冷凍サイクル制御装置を備えた車両用空調装置の概略機器系統図を示している。図１において、１は車両用空調装置全体を示しており、車室内へと開口する通風ダクト２内の上流側には、内外気切替ダンパ３によって調節された外気導入口４、内気導入口５からの吸気を圧送する送風機６が設けられている。送風機６の下流側には、送風される空気を冷却する冷却器としての蒸発器７が設けられており、その下流側には、加熱器８としてのヒータコアが設けられている。加熱器８には、例えば、エンジン冷却水が循環される。加熱器８の直上流側には、エアミックスダンパアクチュエータ９によって開度が調節されるエアミックスダンパ１０が配置されている。温度調節された空気は、ダンパ１１、１２、１３を備えたＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ等の各吹出口１４、１５、１６を通して車室内に吹き出される。
【００１８】
上記のような車両用空調装置１に、上記蒸発器７を備えた冷凍サイクル１７が設けられている。冷凍サイクル１７は、各機器が冷媒配管を介して接続された冷媒回路に構成されており、外部からの容量制御信号により容量が制御される容量可変圧縮機１８、圧縮機１８で圧縮された高温高圧の冷媒を凝縮する凝縮器１９、凝縮された冷媒の気液を分離する受液器２０、受液器２０からの冷媒を減圧、膨張させる膨張弁２１、膨張弁２１からの冷媒を蒸発させ通風ダクト２内を送られてくる空気との熱交換により該空気を冷却する蒸発器７がこの順に配置されており、蒸発器７からの冷媒が圧縮機１８に吸入されて再び圧縮される。圧縮機１８は、本実施態様では、車両駆動用のエンジン２２によってクラッチを介して駆動されるようになっている。このクラッチのオンオフ制御は、クラッチコントローラ３０を介して行われ、本実施態様では、メインコントローラ２３からのクラッチ制御信号回路に圧力スイッチ３１が設けられている。
【００１９】
２３は本発明に係る冷凍サイクル制御装置が組み込まれた、空調制御用のメインコントローラを示している。上記圧縮機１８は、その容量制御方式は、従来の圧縮機吸入圧力制御とは異なり、圧縮機１８の吐出圧力と吸入圧力との差圧制御方式の容量制御であり、外部からの容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）は、その差圧に相関がある入力信号としてメインコントローラ２３から与えられるものである。また、容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）を、ある値（ΔＰｄＰｓｍｉｎ）とすると、容量が最小となる圧縮機とする。図２に、容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）信号と、吐出圧力と吸入圧力との差圧の関係を示す。ここで、図中のΔＰｄＰｓｍｉｎ、ΔＰｄＰｓ１は下記の制御とする容量制御信号である。
ΔＰｄＰｓｍｉｎ：圧縮機が最小容量となる容量制御信号
ΔＰｄＰｓ１：圧縮機がある差圧となる容量制御信号
尚、容量制御信号を遮断すると、容量は最小となる。
さらに、圧縮機の駆動源からの駆動力の接続／遮断を行うクラッチを有し、クラッチの接続／遮断をコントロールするクラッチ信号をメインコントローラ２３から与えるものである。本実施例の構成では、クラッチを有するシステムであるが、クラッチを有さなくとも本制御は適応できるものである。
【００２０】
また、本実施態様では、蒸発器７の下流側に、蒸発器出口空気温度センサ２４が設けられており、検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａの信号がメインコントローラ２３に送られる。また、車室内温度センサ２５から車室内温度Ｔｉｎの検知信号が、外気温度センサ２６から外気温度Ｔａｍｂの検知信号が、必要に応じて日射センサ２７から日射量の検知信号が、さらにエンジン回転数Ｎｅ（または圧縮機回転数）の信号２８が、送風機６駆動用モータ２９の電圧（ブロワ電圧）の信号ＢＬＶが、それぞれメインコントローラ２３に送られ、メインコントローラ２３からは、エアミックスダンパ１０の開度制御信号がエアミックスダンパアクチュエータ９に送られ、クラッチ制御信号がクラッチコントローラ３０に送られる。
【００２１】
本実施態様では図３に示すような制御が行われる。
本実施態様では、容量制御は、蒸発器出口空気温度制御を通常制御として実施する。さらに、冷凍サイクルの吐出圧力制御を実施することにより、高圧上昇による圧縮機の故障等の不具合を回避することが可能となる。
【００２２】
まず、蒸発器出口空気温度目標値Ｔｏｆｆ、蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａの信号から、蒸発器出口空気温度制御手段により、蒸発器温度制御用容量制御信号演算値ＳＩＧｔｅが演算され、容量制御信号判定手段に送られる。例えば、その演算は、蒸発器出口空気温度目標値Ｔｏｆｆと蒸発器出口空気温度との偏差により、下記のように比例積分演算により実施される。本実施例では、当制御を通常制御とする。
ＳＩＧｔｅ＝Ｐ（比例演算）＋Ｉ（積分演算）
但し、Ｐ、Ｉは下記演算が実施される。
Ｐ＝Ｋｐ×（Ｔｏｆｆ−Ｔｅｖａ）
Ｉ＝Ｋｐ／Ｋｉ×（Ｔｏｆｆ−Ｔｅｖａ）＋Ｉ _ｎ−１
Ｋｐ：比例演算係数
Ｋｉ：積分時間
Ｉ _ｎ−１：前回積分演算値
尚、本実施例においては、通常制御は蒸発器の能力制御であるが、その他、通常制御には、凝縮器能力制御、圧縮機トルク制御などがある。
【００２３】
そして、圧縮機の吐出圧力制御に使用する入力情報の推定または算出は、例えば次のように行われる。
（１）吸入圧力（Ｐｓ）推定
圧縮機の吸入圧力の推定は、前述したように、蒸発器温度と、冷媒流量を用いて推定する。
Ｐｓ＝ｆ（Ｔｅｖａ，Ｇｒ）〔本実施例〕
Ｐｓ＝ｆ（Ｔｅ，Ｇｒ）〔他の実施例として〕
ここで、Ｔｅ：蒸発器温度、Ｔｅｖａ：蒸発器出口空気温度、Ｇｒ：冷媒流量である。
ここで蒸発器温度Ｔｅとしては、前述したように、蒸発器通過直後の空気温度（すなわち、上記蒸発器出口空気温度Ｔｅｖａ）、または、蒸発器近傍の冷媒温度、または、蒸発器フィン間温度、または、蒸発器入口から圧縮機の吸入口に至る間の冷媒配管表面温度を採用できる。
【００２４】
（２）吐出圧力（Ｐｄ）推定
圧縮機の吐出圧力の推定は、圧縮機吸入冷媒圧力（Ｐｓ）と、吸入吐出冷媒差圧（ΔＰｄＰｓ）とを用いて推定する。
Ｐｄ＝ｆ（Ｐｓ，ΔＰｄＰｓ）
ΔＰｄＰｓは、外部制御方式圧縮機の容量制御信号に相関があり、推定は容量制御信号により行うことができる。
【００２５】
（３）吐出圧力制限値（Ｐｄ_ｕｌ）算出
圧縮機の吐出圧力制限値の算出は、エンジン回転数（Ｎｅ）または圧縮機回転数（Ｎｃ）、外気温度（Ｔａｍｂ）、車速（ＶＳ）、凝縮温度（Ｔｃｏｎｄ）等を用い、算出する。
Ｐｄ_ｕｌ＝ｆ（Ｎｅ）〔本実施例〕
他の実施例として、
Ｐｄ_ｕｌ＝ｆ（Ｎｅ，Ｔａｍｂ）、または、
Ｐｄ_ｕｌ＝ｆ（Ｎｅ，Ｔａｍｂ，ＶＳ）、または、
Ｐｄ_ｕｌ＝ｆ（Ｔｃｏｎｄ）
【００２６】
（４）許容吐出圧力（Ｐｄｈ）算出
圧縮機の許容吐出圧力値の算出は、例えば、吐出圧力制限値（Ｐｄｕｌ）から予め定めた所定値（Ｂ）を減算した値とする。
Ｐｄｈ＝Ｐｄｕｌ−Ｂ
【００２７】
冷凍サイクルの圧縮機吐出圧力制御は、上記により推定、算出した情報に基づいて、例えば図４〜図６に示すようなフローにしたがって行われる。
【００２８】
図４に示す吐出圧力制限制御１においては、吸入圧力推定→吐出圧力推定→吐出圧力制限値算出が行われ、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値（Ｐｄｕｌ）を上回った直後、または、所定時間Ｔ後に、圧縮機小容量制御（ΔＰｄＰｓ＝ΔＰｄＰｓ１とする。）を行う。また、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値より低い予め定めた所定値Ａ以下になったか否かが、図３の容量制御信号判定手段で判定され、その値以下になったならば、容量制御について、圧縮機小容量制御を解除し、通常制御とする。また、圧縮機小容量制御は、図２に基づき、圧縮機の容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）をΔＰｄＰｓ１とすることで、ある所定の差圧とする制御である。尚、本実施例では、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値（Ｐｄｕｌ）を上回った直後、または、所定時間Ｔ後に、圧縮機小容量制御としているが、他の実施例として、圧縮機小容量制御のかわりに以下の制御を適用することができる。
・クラッチＯＦＦ制御（圧縮機の駆動源との接続を遮断する制御）
・圧縮機最小容量制御（図２に基づき、圧縮機の容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）をΔＰｄＰｓｍｉｎとすることで、圧縮機の容量を最小とする制御）
・一定幅容量減少制御（圧縮機の容量制御信号の値を、容量が減少する方向に所定値減少させる制御）
【００２９】
図５に示す吐出圧力制限制御２においては、吸入圧力推定→吐出圧力推定→吐出圧力制限値算出→許容吐出圧力値算出が行われ、許容吐出圧力（Ｐｄｈ）と吐出圧力推定値との偏差を参照し、以下の積分演算を行い、吐出圧力を制御するための容量制御信号（ＳＩＧｐ）を演算し、容量制御信号を出力して、圧縮機の吐出圧力を制御する。例えば本実施例では、以下の演算により、吐出圧力を制御するための容量制御信号を算出する。
（容量制御信号演算値）＝（前回演算値）＋Ｋｐ１／Ｋｉ１（Ｐｄｈ−Ｐｄ）
Ｋｐ１：比例演算係数１
Ｋｉ１：積分時間１
【００３０】
図６に示す吐出圧力制限制御３においては、吸入圧力推定→吐出圧力推定→吐出圧力制限値算出→許容吐出圧力値算出が行われ、冷媒回路配管内に設けられた例えば圧力スイッチが予め定めた吐出圧力（Ｐｄｏｆｆ）を検出すると、圧縮機と駆動源との接続を遮断する。また、圧力スイッチが動作しない場合には、許容吐出圧力（Ｐｄｈ）と吐出圧力推定値との偏差を参照し、比例または／及び積分演算を行い、吐出圧力を制御するための容量制御信号を演算し、容量制御信号を出力して、圧縮機の吐出圧力を制御する。さらに、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値（Ｐｄｕｌ）を上回った直後、または、所定時間Ｔ後に、圧縮機小容量制御（ΔＰｄＰｓ＝ΔＰｄＰｓ１とする。）を行う。また、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値より低い、許容吐出圧力値（Ｐｄｈ）以下になったか否かが、図３の容量制御信号判定手段で判定され、その値以下になったならば、容量制御について、圧縮機小容量制御を解除し、通常制御とする。尚、圧力スイッチを容量制御信号に設ければ、スイッチの動作を検出し、容量制御信号を遮断することができる。また、圧縮機小容量制御は、図２に基づき、圧縮機の容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）をΔＰｄＰｓ１とすることで、ある所定の差圧とする制御である。さらに、本実施例では、吐出圧力推定値（Ｐｄ）が、吐出圧力制限値（Ｐｄｕｌ）を上回った直後、または、所定時間Ｔ後に、圧縮機小容量制御としているが、他の実施例として、圧縮機小容量制御の代わりに以下の制御を適用することができる。
・クラッチＯＦＦ制御（圧縮機の駆動源との接続を遮断する制御）
・圧縮機最小容量制御（図２に基づき、圧縮機の容量制御信号（ΔＰｄＰｓ）をΔＰｄＰｓｍｉｎとすることで、圧縮機の容量を最小とする制御）
・一定幅容量減少制御（圧縮機の容量制御信号の値を、容量が減少する方向に所定値減少させる制御）
【００３１】
上記のような制御により、圧縮機の吐出圧力を適切に制御することが可能となり、それによって圧縮機を故障等が発生しないように適切に保護することが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る冷凍サイクル制御装置によれば、冷凍サイクルの圧縮機吐出圧力を適切に推定することが可能となり、圧縮機吐出圧力を最適な値に制御することが可能となって、圧縮機を適切に保護することが可能となる。また、吐出圧力を推定できることにより、冷凍サイクルの高圧圧力をセンサなどによって検知する必要がなくなり、より簡素でかつ安価なシステムの構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る冷凍サイクル制御装置を備えた車両用空調装置の概略機器系統図である。
【図２】図１の装置における圧縮機のΔＰｄＰｓ信号制御特性図である。
【図３】図１の装置の制御例を示すブロック図である。
【図４】図３の制御におけるフローの例を示すフローチャートである。
【図５】図３の制御におけるフローの別の例を示すフローチャートである。
【図６】図３の制御におけるフローのさらに別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１車両用空調装置
２通風ダクト
３内外気切替ダンパ
４外気導入口
５内気導入口
６送風機
７蒸発器
８加熱器
９エアミックスダンパアクチュエータ
１０エアミックスダンパ
１１、１２、１３ダンパ
１４、１５、１６吹き出し口
１７冷凍サイクル
１８容量可変圧縮機
１９凝縮器
２０受液器
２１膨張弁
２２エンジン
２３メインコントローラ
２４蒸発器出口空気温度センサ
２５車室内温度センサ
２６外気温度センサ
２７日射センサ
２８エンジン回転数信号
２９送風機用モータ
３０クラッチコントローラ
３１圧力スイッチ

Claims

外部制御信号により容量が制御される容量可変圧縮機と、冷媒の凝縮器と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルに対し、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量を推定または検知する吸入圧力推定または検知手段と、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量を推定または検知する差圧推定または検知手段を有する冷凍サイクル制御装置において、前記吸入圧力推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、前記差圧推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある物理量とを参照することにより、圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を有することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
外部制御信号により圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧を制御することによって容量が制御される容量可変圧縮機と、冷媒の凝縮器と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルに対し、圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量を推定または検知する吸入圧力推定または検知手段と、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある圧縮機への入力信号を演算する入力信号演算手段を有する冷凍サイクル制御装置において、前記吸入圧力推定または検知手段により推定または検知される圧縮機の吸入圧力に相関のある物理量と、前記入力信号演算手段により演算される圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧に相関のある入力信号ととしての容量制御信号を参照することにより、圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を有することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
前記容量可変圧縮機の容量を制御する圧縮機容量制御手段と、圧縮機の吐出圧力の上限制限値を算出する吐出圧力制限値算出手段とを備え、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力と、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値とを参照し、前記圧縮機容量制御手段により圧縮機の容量を制御することで、圧縮機の吐出圧力を調節する、請求項１または２の冷凍サイクル制御装置。
前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力とを参照し、推定される吐出圧力が吐出圧力制限値を上回った直後又は所定時間後に、前記圧縮機容量制御手段により、圧縮機の容量を減少又は圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の差圧を減少するように制御する、請求項３の冷凍サイクル制御装置。
前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が前記吐出圧力制限値よりも低い所定値Ａの値以下になったならば、容量を減少又は圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の差圧を減少する制御を解除し、通常制御に復帰する、請求項４の冷凍サイクル制御装置。
前記圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止する圧縮機停止手段を有し、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と、前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力とを参照し、推定される吐出圧力が吐出圧力制限値を上回った直後又は所定時間後に、前記圧縮機停止手段により、圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止する、請求項３の冷凍サイクル制御装置。
前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が前記吐出圧力制限値よりも低い所定値Ａの値以下になったならば、前記圧縮機停止手段による、前記圧縮機への容量制御信号の遮断又は該圧縮機駆動停止を解除し、通常制御に復帰する、請求項６の冷凍サイクル制御装置。
前記吐出圧力推定手段により推定される圧縮機の吐出圧力が、前記吐出圧力制限値算出手段により算出される圧縮機の吐出圧力制限値と同等又はより低い吐出圧力目標値としての、予め定めた許容吐出圧力１となるように、許容吐出圧力１と吐出圧力推定値との比較又は偏差を参照しながら圧縮機の容量を制御して圧縮機の吐出圧力を制御する、請求項３の冷凍サイクル制御装置。
前記圧縮機への容量制御信号を遮断又は該圧縮機の駆動を停止する圧縮機停止手段を有し、かつ、該圧縮機の吐出圧力を検知する手段を有し、該吐出圧力が前記吐出圧力制限値を上回った場合に、前記圧縮機停止手段は前記容量制御信号の遮断又は圧縮機の駆動を停止する、請求項８の冷凍サイクル制御装置。
圧縮機の回転数に相関のある物理量を検知または推定する圧縮機回転数検知または推定手段を備え、前記吐出圧力制限値算出手段は、前記圧縮機回転数検知または推定手段により検知または推定された圧縮機の回転数を参照することにより、吐出圧力制限値を算出する、請求項３〜９のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
冷凍サイクルの熱負荷を検知する冷凍サイクル負荷検知手段を備え、前記吐出圧力制限値算出手段は、前記圧縮機の回転数に加え、さらに、前記冷凍サイクル負荷検知手段により検知された冷凍サイクルの熱負荷を参照することにより、吐出圧力制限値を算出する、請求項１０の冷凍サイクル制御装置。
前記冷凍サイクルが車両用空調装置に設けられた冷凍サイクルからなり、前記冷凍サイクル負荷検知手段は、外気温度及び車速、あるいは、冷媒の凝縮温度、あるいは、外気センサのいずれかの組み合わせにより、熱負荷を検知するものからなる、請求項１１の冷凍サイクル制御装置。
前記蒸発器に空気を送風する送風機が設けられ、前記吸入圧力推定手段は、蒸発器温度、および／または、冷媒流量に相関する物理量とを参照することにより吸入圧力を推定する、請求項１〜１２のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
前記蒸発器温度を、蒸発器通過直後の空気温度、または、蒸発器近傍の冷媒温度、または、蒸発器フィン間温度、または、蒸発器入口から圧縮機の吸入口に至る間の冷媒配管表面温度とする、請求項１３の冷凍サイクル制御装置。