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JP3817328B2 - Variable capacity compressor controller - Google Patents

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JP3817328B2
JP3817328B2 JP09398997A JP9398997A JP3817328B2 JP 3817328 B2 JP3817328 B2 JP 3817328B2 JP 09398997 A JP09398997 A JP 09398997A JP 9398997 A JP9398997 A JP 9398997A JP 3817328 B2 JP3817328 B2 JP 3817328B2
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信雄 市村
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Calsonic Kansei Corp
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空調装置に用いられる可変容量コンプレッサの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、カーエアコンに対する省動力ニーズおよびコンプレッサのON/OFF制御時の吹出風温度変化やショック低減といった快適性ニーズを満たすため、冷房能力の必要量に応じて冷媒吐出容量を可変しうる可変容量コンプレッサが広く普及しつつある。たとえば、斜板式の可変容量コンプレッサを例にとると、斜板の傾きを連続的に変えることにより、ピストンストロークを変化させ、連続的に容量を変えるようにしている。この場合、斜板の傾きが大きければ吐出量が多く(最大冷房時)、傾きが小さければ吐出量も少なくなる(容量制御時)。このように最大冷房時以外では冷媒循環量が減少するため、コンプレッサ所要動力が減少する。
【0003】
このような可変容量コンプレッサにおいて容量を変化させる(たとえば、斜板式の場合には斜板の傾きを変化させる)制御方法として、従来は、いわゆるメカニカルコントロールバルブ(MCV)を用いて制御を行うのが一般的である。このメカニカルコントロールバルブは、コンプレッサ本体に設けられた弁(たとえば、ベローズ式コントロールバルブ)であって、コンプレッサの吸入圧力を使って容量の可変制御を内部的に行うものである。たとえば、斜板式可変容量コンプレッサにベローズ式コントロールバルブを設けた場合、コンプレッサの吸入圧力の変化(設定圧力との大小関係)によるべローズの収縮・膨脹により、コンプレッサの吐出側に通じる高圧側とコンプレッサの吸入側に通じる低圧側のバルブの開閉を行うことで、クランクケース内の圧力(制御圧力)を制御し、ピストンに加わる圧力のバランスを変えて斜板の傾きを変化させている。これにより、吐出圧力が変わり、よって吸入圧力もそれに合わせて変化することになる。
【0004】
図4はメカニカルコントロールバルブの一般的な特性図である。メカニカルコントロールバルブは、一般に、上記した作動原理に基づき、冷房負荷(空気側の負荷)の変動に対して同図に示す特性の吸入圧力Ps となるように冷媒吐出容量(斜板の傾き)を制御する。これにより、冷房負荷(空気負荷)に応じたコンプレッサ性能つまり冷房能力が得られ、また、かかる冷房能力の制御によりエバポレータの凍結防止も図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の可変容量コンプレッサの可変容量制御にあっては、べローズ式などのメカニカルコントロールバルブを用いての図4に示すような特性に基づく機械的制御であるため、省動力などを目的とした複雑な制御を行うことができない。
【0006】
たとえば、エアコン起動時においては、排出ガス中のNOx 量などを低減するという観点からも、省動力のニーズが強い。すなわち、エンジン始動時で触媒温度が低いときにエアコンを起動した場合には、起動時のコンプレッサトルクが大きいため、エンジン負荷が増大し、排出ガス量(NOx 量など)も増大するおそれがあるので、エアコン起動時のコンプレッサトルク(コンプレッサ負荷)を低減すること、つまり、省動力を図ることが望まれている。また、省エネの観点からは、エアコン起動時に限らず、車室内温度がそれほど高くない時のクールダウン制御においても、コンプレッサトルクを低減して省動力を図ることが望まれる。ところが、従来は、上記したように図4に示すような特性に基づく機械的制御であるため、このような省動力を目的とした複雑な制御はできない。
【0007】
本発明は、可変容量コンプレッサの可変容量制御における上記課題に着目してなされたものであり、省動力などを目的とした複雑な制御を行うことができる可変容量コンプレッサ制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する可変容量コンプレッサの吐出容量の可変制御を行う可変容量コンプレッサ制御装置において、外部からの電気信号に基づいて、前記可変容量コンプレッサの吐出容量を変化させる制御圧力を制御するコントロール手段と、前記可変容量コンプレッサの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、エンジン制御装置から送信される信号に基づきエンジン回転数を認識するエンジン回転数認識手段と、自動車車室内の温度を検出する車室内温度検出手段(13)と、前記エンジン回転数認識手段により認識されたエンジン回転数及び前記車室内温度検出手段によって検出された自動車車実内温度に基づき、コンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値を算出し、前記吐出圧力検出手段の出力が前記目標値と一致するように前記コントロール手段を制御する電気信号を出力する制御手段とを有することを特徴とする。
【0009】
この発明にあっては、コントロール手段は、外部からの電気信号に基づき制御圧力を制御して容量を変化させる外部可変制御方式のものであり、より細かい制御が可能となっている。そして、吐出圧力検出手段は、可変容量コンプレッサの吐出圧力を検出し、制御手段は、エンジン回転数認識手段により認識されたエンジン回転数及び前記車室内温度検出手段によって検出された自動車車実内温度に基づいてコンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値を算出し、吐出圧力検出手段の出力が前記目標値と一致するようにコントロール手段を制御する電気信号を出力する。この電気信号に基づいて、コントロール手段は、可変容量コンプレッサの吐出容量を変化させる制御圧力を制御する。これにより、可変容量コンプレッサの吐出容量が変化して吐出圧力を目標値に近づけ、コンプレッサトルクが低減される。より具体的には、コンプレッサトルクは吐出圧力と吸入圧力の比(=吐出圧力/吸入圧力)によって大きく左右されるため、目標値を低く設定して吐出圧力を下げる制御を行うことで、コンプレッサトルクを低減することができるのである。すなわち、外部可変制御方式のコントロール手段を採用し、吐出圧力を目標値と一致させる制御を行ってコンプレッサトルクを低減させるので、省動力化が図られる。
【0010】
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、エンジンからの排出ガスを清浄化するための触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を有し、前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の出力が所定値以下のときに当該制御を行うことを特徴とする。
【0011】
この発明にあっては、触媒温度検出手段は、エンジンからの排出ガスを清浄化するための触媒の温度を検出し、制御手段は、触媒温度検出手段の出力が所定値以下のときに当該制御、つまり、コンプレッサトルク低減のための吐出圧力制御を行う。このように、触媒が機能を始める所定温度(所定値)以下のときに当該制御を行ってコンプレッサトルクを低減させることで、起動時において、エンジンにかかる負荷が低減され、エンジンからの排出ガス量(NOx 量など)も低減される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る可変容量コンプレッサ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【0013】
このシステムは、自動車用空調装置(カーエアコン)に搭載された冷凍サイクル1を有する。この冷凍サイクル1は、可変容量コンプレッサ2、コンデンサ3、リキッドタンク4、膨脹弁5、およびエバポレータ6などを配管で連結し、その中に冷媒を封入して構成されている。可変容量コンプレッサ2は、図示しないエンジンにより図示しないベルトおよびマグネットクラッチ7を介して選択的に駆動され、その駆動時にエバポレータ6で蒸発した低温低圧のガス冷媒を吸入し圧縮して、高温高圧になったガス冷媒をコンデンサ3に圧送し、該冷媒をコンデンサ3およびエバポレータ6を介して繰返し循環させる。コンデンサ3にはコンデンサファン8が付設されており、コンデンサ3は、コンデンサファン8によって供給される冷却空気との熱交換により、コンプレッサ2から送り込まれてきた高温高圧のガス冷媒を冷却し凝縮液化させる。コンデンサ3と膨脹弁5の間に設けられたリキッドタンク4は、コンデンサ3で液化した冷媒を気液分離して液冷媒を一度貯え、液冷媒のみを膨脹弁5に送り出す。一般的に使用される温度式の膨脹弁5の場合には、リキッドタンク4を通ってきた中温高圧の液冷媒を減圧膨脹させて、低温低圧の霧状の冷媒にするとともに、エバポレータ6の下流に設けた図示しない感温筒のフィードバックにより、エバポレータ出口で、冷媒の蒸発状態が適度な過熱度を持つよう冷媒流量を調節する。エバポレータ6は、コンデンサ3で液化され膨脹弁5で低温低圧になった霧状の冷媒を蒸発させて、外側に図示しないブロアファンにより送られてくる空気を流して前記霧状冷媒と熱交換させることで、車室内に吹き出される空気を冷却し、同時に除湿する。
【0014】
この可変容量コンプレッサ2は、たとえば、斜板式の可変容量コンプレッサであって、その斜板の傾きが電気信号で外から制御できるようになっている(外部可変制御方式)。つまり、この可変容量コンプレッサ2は、コントロール手段として、従来のメカニカルコントロールバルブ(MCV)に代えて電気信号による外部制御が可能な電磁弁などの電子操作式コントロールバルブ(ECV)9を有している。たとえば、ECV9として高圧側と通じている電磁弁を用いた場合、クランクケース内と低圧側とは所定の開度の通路で連通しており、クランクケース内の圧力は低圧側に逃げるようになっている。よって、かかる電磁弁9をON−OFFして高圧側圧力を導入・遮断することでクランクケース内の圧力(制御圧力)を制御することにより、ピストンに加わる圧力のバランスを変えて斜板の傾きを変化させ、これによってコンプレッサ2の吐出容量を制御することができる。このとき、電磁弁9には、外部からの電気信号として、たとえば、後述するオートアンプから演算された適当な値のデューティ比を持ったデューティ信号が与えられる。容量(斜板の傾き)を小さくする必要があるときは、大きなデューティ比を持ったデューティ信号を与えて電磁弁9の開弁時間を長くしてクランクケース内の圧力(制御圧力)を上昇させ、容量(斜板の傾き)を大きくする必要があるときは、小さなデューティ比を持ったデューティ信号を与えて電磁弁9の開弁時間を短くしてクランクケース内の圧力(制御圧力)を低下させる。
【0015】
この可変容量コンプレッサ2は、制御手段としてのオートアンプ10によって制御される。ここでは、エンジン(およびエアコン)起動時の省動力(コンプレッサトルク低減)を目的とした制御(以下、単に「トルク低減制御」という)に必要な構成要素のみを図示してある。すなわち、オートアンプ10には、エンジンを始動させるためのイグニッションスイッチ11、コンプレッサ2をONしてエアコンを作動させるためのエアコンスイッチ12、車室内の温度を検出する内気センサ13、エンジンからの排出ガスを清浄化するための触媒の温度を検出する触媒温度検出手段としての触媒温度センサ14、可変容量コンプレッサ2の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段としての高圧側圧力センサ(高圧トランスデューサ)15などが接続されている。また、オートアンプ10には、図示しないエンジン制御装置からエンジン回転数信号が入力されるようになっている。このエンジン回転数信号によってコンプレッサ2の回転数が認識できる。触媒温度センサ14は、たとえば、触媒コンバータ16内にあってエンジンからの排出ガス中に含まれる有害成分(HC、CO、NOx )を触媒反応により転化し低減するための三元触媒の温度を検出するものである。触媒には触媒が機能を始める温度、つまり触媒が有効に反応する温度が存在するので、触媒温度センサ14によってその温度に達しているかどうかを検知する。また、高圧側圧力センサ(高圧トランスデューサ)15はコンデンサ3とリキッドタンク4の間の高圧配管に取り付けられ、冷媒の高圧側圧力を電気信号に変換するものである。コンプレッサ2の吐出圧力はこの高圧側圧力によって代替される。オートアンプ10は、内蔵しているマイクロコンピュータによって、各スイッチ11、12および各センサ13、14、15などの入力信号を演算処理して制御パラメタであるデューティ比を決定し、これに基づき可変容量コンプレッサ2の電磁弁(ECV)9をON−OFFして、同コンプレッサ2の容量(斜板の傾き)を可変し、トルク低減制御を行う。そのため、オートアンプ10は、その内部のROM内に図2のフローチャートに対応したプログラムを記憶しており、このプログラムの実行によって当該トルク低減制御が行われる。
【0016】
もちろん、オートアンプ10は、エンジン(およびエアコン)起動時のトルク低減制御のほかに、自動車用空調装置についての通常の制御(以下、単に「通常制御」という)を行う。すなわち、オートアンプ10には、図示しないが、上記した各スイッチおよび各センサ以外に、外気温度を検出する外気センサ、日射量を検出する日射センサ、希望の室温を設定するための温度調節スイッチなどがさらに接続されており、オートアンプ10は、内蔵しているマイクロコンピュータによって、それらの各センサ、エアミックスPBR(エアミックスドアアクチュエータに内蔵)、および各スイッチなどの信号を演算処理し、各アクチュエータ(インテークドアアクチュエータ、エアミックスドアアクチュエータ、モードドアアクチュエータ)、ファンコントロールアンプ、およびコンプレッサ2(のマグネットクラッチ7)を作動させ、吸込口位置、吹出風温度、吹出口位置、吹出風量、およびコンプレッサ2自体のON/OFFを総合的に制御する機能をも有している。
【0017】
次に、上記のように構成された本システムの動作を図2のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御の概要を説明しておく。ここでは、エンジン(およびエアコン)起動時のコンプレッサトルクを低減させることを目的とする。ただし、触媒が機能する温度に達するまでの間の可変容量制御とする。そのため、触媒の温度を読み取り、設定温度以下であるときに当該トルク低減制御を行う。このトルク低減制御では、あらかじめ設定された実験式により目標吐出圧力を決定し、実際に検出される吐出圧力がその目標吐出圧力と一致するように斜板の傾き(吐出容量)をPI(比例積分)制御する。
【0018】
すなわち、図2のフローチャートに示すように、オートアンプ10は、プログラムがスタートすると、ステップS1で、自動車用空調装置の制御前提条件を満たすかどうかを判断する。この判断は、たとえば、イグニッションスイッチ11のON/OFF状態、エアコンスイッチ12のON/OFF状態、および電磁弁(ECV)9の作動許否状態のデータに基づいて行われる。具体的には、イグニッションスイッチ11がON状態にあり、かつ、エアコンスイッチ12がON状態にあり、かつ、電磁弁(ECV)9が作動許可状態にあるとき、この制御前提条件を満たすものと判断し、以下の制御を実施する。なお、制御前提条件を満たさない場合には、ステップS12で、後述するフラグFの値を0に保持したまま待機し、または、フラグFの値を0にリセットして一連の制御を終了する。
【0019】
ステップS1の判断の結果として制御前提条件を満たす場合には、次のステップS2で、トルク低減制御を行うための制御実施条件を満たすかどうかを判断する。この判断は、たとえば、触媒温度センサ14および内気センサ13からのデータ(触媒温度と車室内温度)に基づいて行われる。具体的には、触媒温度センサ14の出力(触媒温度)があらかじめ定められた設定温度Tso(触媒が機能を始める温度で、たとえば、約300℃である。なお、効率のピークは約400℃である)以下であり、かつ、内気センサ13の出力があらかじめ定められた設定温度Tra(たとえば、約35℃)以下であるとき、制御実施条件を満たすものと判断し、トルク低減制御を行う。
【0020】
これに対し、触媒温度センサ14の出力(触媒温度)が前記設定温度Tso以上であるか、または、内気センサ13の出力が前記設定温度Tra以上である場合には、フラグFの値を0に保持したまままたはフラグFの値を0にリセットして(ステップS13)通常のエアコン制御を行い(ステップS14)、ステップS1にリターンする。
【0021】
なお、ここで、触媒温度を考慮するのは、エンジン起動時に触媒が低温である場合には触媒が機能しないため通常制御を行えばコンプレッサトルクの増大によりエンジン負荷が増大し排出ガス量(NOx 量など)も増大するおそれがあるので、触媒が機能を始める温度に達するまでの間(たとえば、アイドリングか走行かを問わずにエンジン始動後約1分間)はトルク低減制御を行って上記の不都合を解消するためである。また、車室内温度を考慮するのは、車室内温度が高い場合には車室内を急速に冷房する必要があるので省動力よりも冷房能力を優先させるためである。
【0022】
ステップS2の判断の結果として制御実施条件を満たす場合には、次のステップS3で、フラグFの値が0かどうかを判断する。このフラグFは目標吐出圧力Pd′の設定を行うかどうかを決めるためのものであって、 初期状態では0であるが、一度目標吐出圧力Pd′が設定されると、その目標値Pd′を維持すべく(更新なし)、所定の場合にリセットされるまで1の値に設定、保持される。このステップS3の判断においてF=0の場合には、システムが起動し今からトルク低減制御を開始するものと判断して、ステップS4に進むが、F=1の場合には、すでに目標吐出圧力Pd′が設定されておりこの目標値Pd′に基づいてトルク低減制御が実行されているものと判断して、ステップS4〜ステップS6の処理を省略して、ただちにステップS7に進む。
【0023】
ステップS4とステップS5では、所定のデータを読み込んで、目標吐出圧力Pd′の設定を行う。 具体的には、その時点(システム起動時または起動前)におけるエンジン回転数(つまりコンプレッサ回転数)Ne および車室内温度Tr のデータをエンジン制御装置および内気センサ13からそれぞれ入力し(ステップS4)、あらかじめ設定された実験式Pd′=G(Ne,Tr)により、コンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値Pd′を算出する(ステップS4)。
【0024】
図3は目標吐出圧力算出式の一例を示す特性図である。なお、ここでは、図示簡単化のため、ある特定の(または範囲の)エンジン回転数(コンプレッサ回転数)Ne における車室内温度Tr に対する吐出圧力目標値Pd′ の設定値を示しているが、実際には、エンジン回転数(コンプレッサ回転数)Ne (またはその範囲)ごとに同図に示すような特性図が存在している。つまり、目標吐出圧力Pd′の算出式G(Ne,Tr)は、エンジン回転数(コンプレッサ回転数)Ne および車室内温度Tr をパラメタとするマップ形式で表現できるものである。
【0025】
図3によれば、ある特定の(または範囲の)エンジン回転数(コンプレッサ回転数)Ne において、システム起動前の車室内温度Tr が設定温度Tra以上である(Tr ≧Tra)場合には、上記したように、通常制御(起動時は最大冷房)を行い、設定温度Tra以下である(Tr ≦Tra)場合には、トルク低減制御を行う。そして、トルク低減制御を行う際には、前記車室内温度Tr が設定温度Tr1以上Tra以下である(Tr1≦Tr ≦Tra)場合には、吐出圧力目標値Pd′ として設定値Pd1を選択し(Pd′=Pd1)、設定温度Tr2以上Tr1以下である(Tr2 ≦Tr ≦Tr1)場合には、吐出圧力目標値Pd′として設定値Pd2を選択し(Pd′=Pd2)、設定温度Tr2以下である(Tr ≧Tr2)場合には、吐出圧力目標値Pd′として設定値Pd3を選択する(Pd′=Pd3)。すなわち、ここでは、トルク低減制御領域において、吐出圧力目標値Pd′として、 システム起動前の車室内温度Tr に応じて三つの値Pd1、Pd2、Pd3が段階的に設定されるようになっている。ただし、Pd1>Pd2>Pd3、かつ、Tra>Tr1>Tr2である。なお、前記車室内温度Tr が設定温度Tr2以下である(Tr ≧Tr2)場合には、他のコンプレッサ制御、たとえば、外気センサ検出温度による低温時コンプレッサ保護制御、吸込温度センサ検出温度によるエバポレータ凍結保護制御などによってコンプレッサ2を停止させる場合があるので、必ずしも常にトルク低減制御が実行されるわけではない。
【0026】
目標吐出圧力算出式Pd′=G(Ne,Tr)を実験で求める際には、たとえば、あるエンジン回転数(コンプレッサ回転数)Ne で、初期車室内温度Tr の値をいろいろ変えて、通常制御によるクールダウンを行い、特定の条件の下での時間に対する吐出圧力Pd の変化を調べる。コンプレッサトルクは吐出圧力と吸入圧力の比(=吐出圧力/吸入圧力)によって大きく左右されるため、上記の実験結果を基にして、吐出圧力Pd のフィードバック制御(ここでは、特にPI制御)を行ったときにコンプレッサトルクを所望の割合だけ低減できるような一定の目標値Pd′を適当に設定する。このとき設定される目標値Pd′は前記実験結果における吐出圧力のピーク値よりも低い値となる。したがって、このように目標値Pd′を実験的に求めた低い値に設定して エアコン稼働中の吐出圧力Pd を通常制御の場合よりも下げる制御を行うことで、コンプレッサトルクを所望の割合だけ低減することができる。
【0027】
ステップS5で目標吐出圧力Pd′が求められると、 次のステップS6では、フラグFの値を1に設定する。これにより、トルク低減制御中における再度の目標吐出圧力Pd′の設定が禁止される。
【0028】
ステップS7〜ステップS11では、ステップS5で決定された目標吐出圧力Pd′を用いて吐出圧力Pd のPI制御を行う。
【0029】
すなわち、高圧側圧力センサ(高圧トランスデューサ)15の出力、つまり現在の吐出圧力Pd のデータを入力し(ステップS7)、吐出圧力の目標値Pd′ と現在値Pd の偏差A(=Pd′−Pd )を算出する(ステップS8)。 その後、求めた偏差の絶対値|A|が所定値(たとえば、0.1 )以下かどうかを判断し(ステップS9)、YESであれば、 目標値Pd′とほぼ等しくなっているので、前回と同じ制御信号(同じデューティ比を持つデューティ信号)をコンプレッサ2の電磁弁(ECV)9に出力する。つまり、ECV制御変数(デューティ比)をFO 、前回のそれをFO*、前回までのA×Δhの積分値(ただし、Δhはデータのサンプリング時間)をSO*とすると、
FO =FO*
(SO*=0)
となる。これに対し、ステップS9の判断の結果としてNOであれば、両者を一致させるように前回の制御信号を補正し、この補正された制御信号(補正されたデューティ比を持つデューティ信号)をコンプレッサ2の電磁弁(ECV)9に出力する。具体的には、補正分ΔFを下記の式、つまり、
ΔF=Kp {A+(SO*+A×Δh)/T1}
ここで、Kp は定数、T1 は時定数
によって求めた後、この補正分ΔFを前回のECV制御変数FO*に加算して今回のECV制御変数FO とする。つまり、
FO =FO*+ΔF
(SO*=SO*+A×Δh)
となる。
【0030】
ステップS10またはステップS11で電磁弁(ECV)9に制御信号(デューティ信号)を出力すると、ステップS1に戻って、以上の処理を繰り返す。
【0031】
すなわち、システムが起動し今からトルク低減制御を開始する場合には、まず目標吐出圧力Pd′の設定を行い、 その後、吐出圧力Pd の制御を行う(ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4〜ステップS6→ステップS7〜ステップS11)。そして、一度目標吐出圧力Pd′が設定された後は、 制御前提条件および制御実施条件を満たす限り、 その目標吐出圧力Pd′を用いて吐出圧力Pd の制御を行う(ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS7〜ステップS11→ステップS1)。そして、上記のトルク低減制御の途中で制御前提条件を満たさなくなった場合(たとえば、イグニッションスイッチ11またはエアコンスイッチ12がOFFされた場合)には、処理を終了し(ステップS1→ステップS12)、また、制御実施条件を満たさなくなった場合(たとえば、触媒温度が設定温度以上になった場合)には、通常制御に移行する(ステップS1→ステップS2→ステップS13→ステップS14→ステップS1)。
【0032】
したがって、本実施形態によれば、容量を内部的に機械的に制御する従来のメカニカルコントロールバルブ(MCV)に代えて容量を外部的に電気的に制御する電磁弁などの電子操作式コントロールバルブ(ECV)9を用いて可変容量コンプレッサ2の容量を変えることで、従来よりもより細かい複雑な制御を可能とし、かつ、かかる複雑な制御として、コンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値Pd′を算出し、エアコン稼働中の吐出圧力Pd をその目標値Pd′と一致させる制御を行って吐出圧力Pd を下げるようにしたので、通常の制御を行った場合に比べて、コンプレッサトルクが低減され、コンプレッサ所要動力が低減される(省動力性能の向上)。しかも、このようなトルク低減制御を触媒温度が低いときに行うようにしたので、触媒がいまだ機能しない場合であっても、コンプレッサトルクの低減によりエンジン負荷が低減され、排出ガス量(NOx 量など)も低減されることになる。さらに、コンプレッサの省動力化により省燃費性能も向上する。
【0033】
なお、本実施形態では、排出ガスの環境への影響対策を考慮して、エンジン始動時で触媒温度が低いときにエアコンを起動した場合において当該トルク低減制御を行うようにしているが、トルク低減制御の実施場面はこれに限定されるわけではない。たとえば、省エネの観点を重視すれば、エアコン起動時に限らず、車室内温度がそれほど高くない時のクールダウン制御においてもトルク低減制御を行うことができる。この場合には、実際の適用に際し、制御実施条件や目標吐出圧力算出式などを適当に修正する必要があることはもちろんである。
【0034】
また、本実施形態では、制御実施条件として、起動時の急速クールダウンを可能にすべく、触媒温度が低くかつ車室内温度が設定温度以下のときに当該トルク低減制御を行うようにしているが、起動時でも省エネの観点を優先させ、起動時の車室内温度の条件を省略することももちろん可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1記載の発明によれば、外部可変制御方式のコントロール手段を採用し、吐出圧力を目標値と一致させる制御を行ってコンプレッサトルクを低減させるので、省動力性能が向上し、省燃費性能も向上する。
【0036】
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加え、触媒温度が低く触媒が機能しないときに当該制御を行ってコンプレッサトルクを低減させるので、起動時にエンジンにかかる負荷が低減され、エンジンからの排出ガス量(NOx 量など)が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る可変容量コンプレッサ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図2】 同装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】 目標吐出圧力算出式の一例を示す特性図である。
【図4】 メカニカルコントロールバルブの一般的な特性図である。
【符号の説明】
1…冷凍サイクル
2…可変容量コンプレッサ
9…電磁弁(コントロール手段)
10…オートアンプ(制御手段)
14…触媒温度センサ(触媒温度検出手段)
15…高圧側圧力センサ(吐出圧力検出手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a variable capacity compressor used in an automotive air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Recently, variable capacity compressors that can change the refrigerant discharge capacity according to the required amount of cooling capacity to meet the needs for power saving for car air conditioners and comfort needs such as blowing air temperature change and shock reduction during compressor ON / OFF control Is becoming widespread. For example, taking a swash plate type variable displacement compressor as an example, the piston stroke is changed by continuously changing the inclination of the swash plate so that the displacement is continuously changed. In this case, if the inclination of the swash plate is large, the discharge amount is large (during maximum cooling), and if the inclination is small, the discharge amount is also small (during capacity control). As described above, since the refrigerant circulation amount decreases except during the maximum cooling, the required power of the compressor decreases.
[0003]
As a control method for changing the displacement in such a variable displacement compressor (for example, changing the inclination of the swash plate in the case of a swash plate type), conventionally, control is performed using a so-called mechanical control valve (MCV). It is common. This mechanical control valve is a valve (for example, a bellows type control valve) provided in the compressor body, and internally performs variable control of the capacity using the suction pressure of the compressor. For example, when a bellows type control valve is provided in a swash plate type variable displacement compressor, the compressor and the high pressure side that lead to the discharge side of the compressor due to the bellows contraction / expansion due to the change in the suction pressure of the compressor (the magnitude relationship with the set pressure) By opening and closing the low pressure side valve leading to the suction side, the pressure in the crankcase (control pressure) is controlled, and the balance of the pressure applied to the piston is changed to change the inclination of the swash plate. As a result, the discharge pressure changes, and therefore the suction pressure changes accordingly.
[0004]
FIG. 4 is a general characteristic diagram of the mechanical control valve. In general, a mechanical control valve has a refrigerant discharge capacity (inclination of a swash plate) based on the above operating principle so that the suction pressure Ps has the characteristics shown in the figure with respect to fluctuations in the cooling load (load on the air side). Control. Thereby, the compressor performance, that is, the cooling capacity corresponding to the cooling load (air load) is obtained, and the evaporator is prevented from being frozen by controlling the cooling capacity.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the variable displacement control of such a conventional variable displacement compressor, mechanical control based on the characteristics shown in FIG. It is impossible to perform complicated control for the purpose.
[0006]
For example, when starting an air conditioner, there is a strong need for power saving from the viewpoint of reducing the amount of NOx in the exhaust gas. In other words, if the air conditioner is started when the catalyst temperature is low at the time of starting the engine, the compressor torque at the time of starting is large, so the engine load may increase and the amount of exhaust gas (NOx amount, etc.) may also increase. It is desired to reduce the compressor torque (compressor load) at the time of starting the air conditioner, that is, to save power. From the viewpoint of energy saving, it is desired to reduce the compressor torque and save power not only when the air conditioner is activated but also in the cool down control when the temperature in the passenger compartment is not so high. However, since the conventional mechanical control is based on the characteristics shown in FIG. 4 as described above, such complicated control for the purpose of power saving cannot be performed.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above problems in variable displacement control of a variable displacement compressor, and an object of the present invention is to provide a variable displacement compressor control device capable of performing complex control for the purpose of power saving and the like. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a variable displacement compressor control device that performs variable control of discharge capacity of a variable displacement compressor that constitutes a refrigeration cycle of an automotive air conditioner, based on an electric signal from the outside. Control means for controlling the control pressure for changing the discharge capacity of the variable capacity compressor; discharge pressure detection means for detecting the discharge pressure of the variable capacity compressor;Engine speed recognition means for recognizing the engine speed based on a signal transmitted from the engine control device, vehicle interior temperature detection means (13) for detecting the temperature in the vehicle interior, and the engine speed recognition means. Based on the engine speed and the vehicle interior temperature detected by the vehicle interior temperature detection means,Control means for calculating a discharge pressure target value necessary for reducing compressor torque and outputting an electric signal for controlling the control means so that the output of the discharge pressure detection means coincides with the target value. And
[0009]
  In the present invention, the control means is of an external variable control system in which the capacity is changed by controlling the control pressure based on an external electric signal, and finer control is possible. The discharge pressure detecting means detects the discharge pressure of the variable capacity compressor, and the control means isBased on the engine speed recognized by the engine speed recognition means and the actual vehicle interior temperature detected by the vehicle interior temperature detection means.A discharge pressure target value required for reducing the compressor torque is calculated, and an electric signal for controlling the control means is output so that the output of the discharge pressure detecting means coincides with the target value. Based on this electrical signal, the control means controls the control pressure for changing the discharge capacity of the variable capacity compressor. As a result, the discharge capacity of the variable capacity compressor changes, the discharge pressure approaches the target value, and the compressor torque is reduced. More specifically, since the compressor torque is greatly influenced by the ratio of the discharge pressure and the suction pressure (= discharge pressure / suction pressure), the compressor torque can be controlled by setting the target value low and controlling the discharge pressure. Can be reduced. In other words, the control means of the external variable control system is adopted, and the compressor torque is reduced by performing the control for making the discharge pressure coincide with the target value, so that power saving can be achieved.
[0010]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, further comprising catalyst temperature detecting means for detecting a temperature of the catalyst for purifying exhaust gas from the engine, and the control means is configured to detect the catalyst temperature. The control is performed when the output of the detection means is equal to or less than a predetermined value.
[0011]
In this invention, the catalyst temperature detection means detects the temperature of the catalyst for purifying the exhaust gas from the engine, and the control means controls the control when the output of the catalyst temperature detection means is below a predetermined value. That is, discharge pressure control for reducing compressor torque is performed. In this way, by performing the control when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (predetermined value) at which the catalyst starts functioning, the load on the engine is reduced at the time of startup, and the amount of exhaust gas from the engine is reduced. (NOx amount, etc.) is also reduced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a variable capacity compressor control device according to an embodiment of the present invention.
[0013]
This system has a refrigeration cycle 1 mounted on an automotive air conditioner (car air conditioner). The refrigeration cycle 1 is configured by connecting a variable capacity compressor 2, a condenser 3, a liquid tank 4, an expansion valve 5, an evaporator 6 and the like by piping and enclosing a refrigerant therein. The variable capacity compressor 2 is selectively driven by an engine (not shown) via a belt (not shown) and a magnet clutch 7 and sucks and compresses the low-temperature and low-pressure gas refrigerant evaporated by the evaporator 6 at the time of driving. The gas refrigerant is pumped to the condenser 3 and the refrigerant is repeatedly circulated through the condenser 3 and the evaporator 6. A condenser fan 8 is attached to the condenser 3, and the condenser 3 cools and condenses the high-temperature and high-pressure gas refrigerant sent from the compressor 2 by heat exchange with the cooling air supplied by the condenser fan 8. . A liquid tank 4 provided between the condenser 3 and the expansion valve 5 gas-liquid separates the refrigerant liquefied by the condenser 3 to temporarily store the liquid refrigerant, and sends only the liquid refrigerant to the expansion valve 5. In the case of a temperature-type expansion valve 5 that is generally used, the medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant that has passed through the liquid tank 4 is decompressed and expanded to form a low-temperature and low-pressure mist-like refrigerant, and downstream of the evaporator 6. The refrigerant flow rate is adjusted so that the evaporation state of the refrigerant has an appropriate degree of superheat at the evaporator outlet by feedback of a temperature sensing cylinder (not shown) provided in FIG. The evaporator 6 evaporates the mist-like refrigerant liquefied by the condenser 3 and becomes low-temperature and low-pressure by the expansion valve 5, and causes the air sent by a blower fan (not shown) to flow outside to exchange heat with the mist-like refrigerant. As a result, the air blown into the passenger compartment is cooled and simultaneously dehumidified.
[0014]
The variable displacement compressor 2 is, for example, a swash plate type variable displacement compressor, and the inclination of the swash plate can be controlled from the outside by an electric signal (external variable control method). That is, the variable displacement compressor 2 has an electronically operated control valve (ECV) 9 such as an electromagnetic valve that can be externally controlled by an electric signal instead of the conventional mechanical control valve (MCV) as a control means. . For example, when a solenoid valve that communicates with the high pressure side is used as the ECV 9, the inside of the crankcase and the low pressure side communicate with each other through a passage having a predetermined opening, and the pressure in the crankcase escapes to the low pressure side. ing. Therefore, by controlling the pressure in the crankcase (control pressure) by turning on and off the solenoid valve 9 to introduce / shut off the high-pressure side pressure, the balance of the pressure applied to the piston is changed, and the inclination of the swash plate Thus, the discharge capacity of the compressor 2 can be controlled. At this time, for example, a duty signal having an appropriate value duty ratio calculated from an autoamplifier described later is applied to the electromagnetic valve 9 as an external electric signal. When it is necessary to reduce the capacity (tilt of the swash plate), a duty signal having a large duty ratio is given to increase the opening time of the solenoid valve 9 to increase the pressure in the crankcase (control pressure). When the capacity (tilt of the swash plate) needs to be increased, a duty signal having a small duty ratio is given to shorten the valve opening time of the solenoid valve 9 to reduce the pressure (control pressure) in the crankcase. Let
[0015]
The variable capacity compressor 2 is controlled by an autoamplifier 10 as control means. Here, only components necessary for control (hereinafter simply referred to as “torque reduction control”) for the purpose of power saving (compressor torque reduction) at the time of starting the engine (and the air conditioner) are illustrated. That is, the auto amplifier 10 includes an ignition switch 11 for starting the engine, an air conditioner switch 12 for operating the air conditioner by turning on the compressor 2, an inside air sensor 13 for detecting the temperature in the vehicle interior, and exhaust gas from the engine. A catalyst temperature sensor 14 as a catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst for purifying the catalyst, a high pressure side pressure sensor (high pressure transducer) 15 as a discharge pressure detecting means for detecting the discharge pressure of the variable capacity compressor 2, and the like. It is connected. The auto amplifier 10 receives an engine speed signal from an engine control device (not shown). The rotational speed of the compressor 2 can be recognized from the engine rotational speed signal. The catalyst temperature sensor 14 detects, for example, the temperature of the three-way catalyst for converting and reducing harmful components (HC, CO, NOx) contained in the exhaust gas from the engine by a catalytic reaction in the catalytic converter 16. To do. Since the catalyst has a temperature at which the catalyst starts to function, that is, a temperature at which the catalyst reacts effectively, the catalyst temperature sensor 14 detects whether or not the temperature has been reached. The high pressure side pressure sensor (high pressure transducer) 15 is attached to a high pressure pipe between the capacitor 3 and the liquid tank 4 and converts the high pressure side pressure of the refrigerant into an electric signal. The discharge pressure of the compressor 2 is replaced by this high pressure side pressure. The autoamplifier 10 determines the duty ratio as a control parameter by calculating the input signals from the switches 11 and 12 and the sensors 13, 14, 15, etc., using a built-in microcomputer. The electromagnetic valve (ECV) 9 of the compressor 2 is turned on and off to vary the capacity (inclination of the swash plate) of the compressor 2 and perform torque reduction control. Therefore, the autoamplifier 10 stores a program corresponding to the flowchart of FIG. 2 in its internal ROM, and the torque reduction control is performed by executing this program.
[0016]
Of course, the auto amplifier 10 performs normal control (hereinafter, simply referred to as “normal control”) for the air conditioner for automobiles in addition to the torque reduction control when the engine (and the air conditioner) is started. That is, although not shown, the autoamplifier 10 includes an outside air sensor that detects the outside air temperature, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation, a temperature control switch for setting a desired room temperature, and the like in addition to the switches and sensors described above. Are connected to each other, and the autoamplifier 10 performs processing of signals from the sensors, the air mix PBR (built in the air mix door actuator), and the switches by a built-in microcomputer. (Intake door actuator, air mix door actuator, mode door actuator), fan control amplifier, and compressor 2 (magnet clutch 7 thereof) are operated, inlet position, outlet temperature, outlet position, outlet volume, compressor 2 ON / O of itself Also it has a function to comprehensively control the F.
[0017]
Next, the operation of the present system configured as described above will be described based on the flowchart of FIG.
First, an outline of control will be described. Here, it aims at reducing the compressor torque at the time of engine (and air-conditioner) starting. However, variable capacity control is performed until the temperature at which the catalyst functions is reached. Therefore, the temperature of the catalyst is read and the torque reduction control is performed when the temperature is equal to or lower than the set temperature. In this torque reduction control, the target discharge pressure is determined by a preset empirical formula, and the slope (discharge capacity) of the swash plate is PI (proportional integral) so that the actually detected discharge pressure matches the target discharge pressure. )Control.
[0018]
That is, as shown in the flowchart of FIG. 2, when the program starts, the autoamplifier 10 determines whether or not the control preconditions for the automotive air conditioner are satisfied in step S1. This determination is made based on, for example, data on the ON / OFF state of the ignition switch 11, the ON / OFF state of the air conditioner switch 12, and the operation permission / inhibition state of the electromagnetic valve (ECV) 9. Specifically, when the ignition switch 11 is in the ON state, the air conditioner switch 12 is in the ON state, and the solenoid valve (ECV) 9 is in the operation permitted state, it is determined that this control precondition is satisfied. Then, the following control is performed. If the control precondition is not satisfied, in step S12, the process waits while holding the value of a flag F, which will be described later, at 0, or resets the value of the flag F to 0 and ends the series of controls.
[0019]
If the control precondition is satisfied as a result of the determination in step S1, it is determined in the next step S2 whether a control execution condition for performing torque reduction control is satisfied. This determination is made based on data (catalyst temperature and vehicle interior temperature) from the catalyst temperature sensor 14 and the inside air sensor 13, for example. Specifically, the output (catalyst temperature) of the catalyst temperature sensor 14 is a preset temperature Tso (a temperature at which the catalyst starts functioning, for example, about 300 ° C. The efficiency peak is about 400 ° C. When the output of the inside air sensor 13 is equal to or lower than a predetermined set temperature Tra (for example, about 35 ° C.), it is determined that the control execution condition is satisfied, and torque reduction control is performed.
[0020]
On the other hand, if the output (catalyst temperature) of the catalyst temperature sensor 14 is equal to or higher than the set temperature Tso, or the output of the inside air sensor 13 is equal to or higher than the set temperature Tra, the value of the flag F is set to 0. While holding or resetting the value of the flag F to 0 (step S13), normal air conditioner control is performed (step S14), and the process returns to step S1.
[0021]
Here, the catalyst temperature is taken into consideration when the engine is cold at the time of starting the engine. Therefore, if the normal control is performed, the engine load increases due to the increase of the compressor torque, and the exhaust gas amount (NOx amount). Etc.) until the temperature reaches the temperature at which the catalyst begins to function (for example, about 1 minute after engine startup regardless of idling or running). This is to eliminate it. The reason why the cabin temperature is taken into consideration is that when the cabin temperature is high, it is necessary to cool the cabin rapidly, and thus cooling capacity is given priority over power saving.
[0022]
If the control execution condition is satisfied as a result of the determination in step S2, it is determined whether or not the value of the flag F is 0 in the next step S3. This flag F is for deciding whether or not to set the target discharge pressure Pd ', and is 0 in the initial state, but once the target discharge pressure Pd' is set, the target value Pd 'is set. To be maintained (no update), it is set and held at 1 until it is reset in a given case. If F = 0 in the determination of step S3, it is determined that the system is started and torque reduction control is started from now, and the process proceeds to step S4. If F = 1, the target discharge pressure has already been reached. It is determined that Pd ′ is set and torque reduction control is being executed based on the target value Pd ′, and the processing of steps S4 to S6 is omitted, and the process immediately proceeds to step S7.
[0023]
In step S4 and step S5, predetermined data is read and the target discharge pressure Pd 'is set. Specifically, the engine speed (that is, the compressor speed) Ne and the vehicle interior temperature Tr data at that time (when the system is started or before the startup) are input from the engine control device and the inside air sensor 13 (step S4). A discharge pressure target value Pd ′ necessary for reducing the compressor torque is calculated by a preset empirical formula Pd ′ = G (Ne, Tr) (step S4).
[0024]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a target discharge pressure calculation formula. Here, for simplification of illustration, the set value of the discharge pressure target value Pd ′ with respect to the vehicle interior temperature Tr at a specific (or range) engine speed (compressor speed) Ne is shown. Has a characteristic diagram as shown in the figure for each engine speed (compressor speed) Ne (or its range). That is, the calculation formula G (Ne, Tr) for the target discharge pressure Pd ′ can be expressed in a map format using the engine speed (compressor speed) Ne and the vehicle interior temperature Tr as parameters.
[0025]
According to FIG. 3, when the vehicle interior temperature Tr before starting the system is equal to or higher than the set temperature Tra (Tr ≧ Tra) at a specific (or range) engine speed (compressor speed) Ne, As described above, normal control (maximum cooling at start-up) is performed, and when the temperature is equal to or lower than the set temperature Tra (Tr ≦ Tra), torque reduction control is performed. When performing the torque reduction control, when the vehicle interior temperature Tr is not less than the set temperature Tr1 and not more than Tra (Tr1 ≦ Tr ≦ Tra), the set value Pd1 is selected as the discharge pressure target value Pd ′ ( When Pd ′ = Pd1) and the set temperature Tr2 or more and Tr1 or less (Tr2 ≦ Tr ≦ Tr1), the set value Pd2 is selected as the discharge pressure target value Pd ′ (Pd ′ = Pd2), and the set temperature Tr2 or less. If there is (Tr ≧ Tr2), the set value Pd3 is selected as the discharge pressure target value Pd ′ (Pd ′ = Pd3). That is, here, in the torque reduction control region, as the discharge pressure target value Pd ′, three values Pd1, Pd2, and Pd3 are set stepwise according to the vehicle interior temperature Tr before the system is started. . However, Pd1> Pd2> Pd3 and Tra> Tr1> Tr2. When the vehicle interior temperature Tr is equal to or lower than the set temperature Tr2 (Tr ≧ Tr2), other compressor control, for example, low-temperature compressor protection control based on the outside air sensor detection temperature, evaporator freezing protection based on the suction temperature sensor detection temperature, is performed. Since the compressor 2 may be stopped by control or the like, torque reduction control is not always executed.
[0026]
When the target discharge pressure calculation formula Pd ′ = G (Ne, Tr) is obtained by experiment, for example, the normal vehicle interior temperature Tr is changed at various engine revolutions (compressor revolutions) Ne, and the normal control is performed. Cooling down is performed, and the change in the discharge pressure Pd with respect to time under a specific condition is examined. Since the compressor torque greatly depends on the ratio of the discharge pressure and the suction pressure (= discharge pressure / suction pressure), feedback control (here, particularly PI control) of the discharge pressure Pd is performed based on the above experimental results. In this case, a fixed target value Pd ′ is appropriately set so that the compressor torque can be reduced by a desired ratio. The target value Pd ′ set at this time is lower than the peak value of the discharge pressure in the experimental result. Therefore, by setting the target value Pd 'to a low value obtained experimentally in this way and controlling the discharge pressure Pd during operation of the air conditioner to be lower than in normal control, the compressor torque is reduced by a desired ratio. can do.
[0027]
When the target discharge pressure Pd 'is obtained in step S5, the value of the flag F is set to 1 in the next step S6. Thereby, the setting of the target discharge pressure Pd ′ again during the torque reduction control is prohibited.
[0028]
In steps S7 to S11, PI control of the discharge pressure Pd is performed using the target discharge pressure Pd 'determined in step S5.
[0029]
That is, the output of the high pressure side pressure sensor (high pressure transducer) 15, that is, the data of the current discharge pressure Pd is input (step S7), and the deviation A (= Pd'-Pd) between the target value Pd 'of the discharge pressure and the current value Pd. ) Is calculated (step S8). Thereafter, it is determined whether or not the absolute value | A | of the obtained deviation is equal to or less than a predetermined value (for example, 0.1) (step S9). If YES, since it is substantially equal to the target value Pd ′, The same control signal (duty signal having the same duty ratio) is output to the electromagnetic valve (ECV) 9 of the compressor 2. That is, the ECV control variable (duty ratio) is FO, and the previous one is FO.*, The integrated value of A x Δh up to the previous time (where Δh is the data sampling time)*Then,
FO = FO*
(SO*= 0)
It becomes. On the other hand, if the result of determination in step S9 is NO, the previous control signal is corrected so that they match, and the corrected control signal (duty signal having the corrected duty ratio) is used as the compressor 2. Output to the electromagnetic valve (ECV) 9. Specifically, the correction amount ΔF is expressed by the following equation, that is,
ΔF = Kp {A + (SO*+ A × Δh) / T1}
Where Kp is a constant and T1 is a time constant.
This correction amount ΔF is calculated by the previous ECV control variable FO.*To the current ECV control variable FO. That means
FO = FO*+ ΔF
(SO*= SO*+ A × Δh)
It becomes.
[0030]
When a control signal (duty signal) is output to the electromagnetic valve (ECV) 9 in step S10 or step S11, the process returns to step S1 and the above processing is repeated.
[0031]
That is, when the system is started and torque reduction control is started from now, the target discharge pressure Pd 'is first set, and then the discharge pressure Pd is controlled (step S1, step S2, step S3, step S4). -Step S6-> Step S7-Step S11). Once the target discharge pressure Pd ′ is set, the discharge pressure Pd is controlled using the target discharge pressure Pd ′ as long as the control precondition and the control execution condition are satisfied (step S1 → step S2 → step S3 → step S7 to step S11 → step S1). When the control preconditions are not satisfied during the torque reduction control (for example, when the ignition switch 11 or the air conditioner switch 12 is turned off), the process is terminated (step S1 → step S12), or When the control execution condition is not satisfied (for example, when the catalyst temperature becomes equal to or higher than the set temperature), the routine shifts to normal control (step S1, step S2, step S13, step S14, step S1).
[0032]
Therefore, according to this embodiment, instead of the conventional mechanical control valve (MCV) that mechanically controls the capacity internally, an electronically operated control valve (such as an electromagnetic valve that electrically controls the capacity externally) ( ECV) 9 is used to change the capacity of the variable displacement compressor 2 to enable more detailed and complex control than before, and as such complicated control, the discharge pressure target value Pd ′ required for reducing the compressor torque Since the discharge pressure Pd is reduced by controlling the discharge pressure Pd during operation of the air conditioner to coincide with the target value Pd ', the compressor torque is reduced compared to the case where the normal control is performed. Compressor power is reduced (improves power saving performance). Moreover, since such torque reduction control is performed when the catalyst temperature is low, even if the catalyst still does not function, the engine load is reduced by reducing the compressor torque, and the amount of exhaust gas (NOx amount, etc.) is reduced. ) Is also reduced. In addition, fuel efficiency is improved by reducing compressor power.
[0033]
In this embodiment, in consideration of countermeasures for the influence of exhaust gas on the environment, the torque reduction control is performed when the air conditioner is started when the catalyst temperature is low at the time of engine start. The implementation scene of the control is not limited to this. For example, if the viewpoint of energy saving is emphasized, torque reduction control can be performed not only when the air conditioner is activated but also in cool-down control when the vehicle interior temperature is not so high. In this case, of course, it is necessary to appropriately modify the control execution condition, the target discharge pressure calculation formula, and the like in actual application.
[0034]
In the present embodiment, as a control execution condition, the torque reduction control is performed when the catalyst temperature is low and the vehicle interior temperature is equal to or lower than the set temperature in order to enable rapid cool-down at startup. Of course, it is possible to prioritize the viewpoint of energy saving even at the time of start-up and omit the condition of the vehicle interior temperature at the time of start-up.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the external variable control type control means is employed, and the compressor torque is reduced by controlling the discharge pressure to match the target value. This will improve fuel efficiency.
[0036]
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, when the catalyst temperature is low and the catalyst does not function, the control is performed to reduce the compressor torque. The amount of exhaust gas from the engine (NOx amount, etc.) is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a variable displacement compressor control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the apparatus.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a target discharge pressure calculation formula.
FIG. 4 is a general characteristic diagram of a mechanical control valve.
[Explanation of symbols]
1 ... Refrigeration cycle
2… Variable capacity compressor
9 ... Solenoid valve (control means)
10 ... Auto-amplifier (control means)
14 ... Catalyst temperature sensor (catalyst temperature detection means)
15. High pressure side pressure sensor (discharge pressure detection means)

Claims (2)

自動車用空調装置の冷凍サイクル(1)を構成する可変容量コンプレッサ(2)の吐出容量の可変制御を行う可変容量コンプレッサ制御装置において、
外部からの電気信号に基づいて、前記可変容量コンプレッサ(2)の吐出容量を変化させる制御圧力を制御するコントロール手段(9)と、
前記可変容量コンプレッサ(2)の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段(15)と、
エンジン制御装置から送信される信号に基づきエンジン回転数を認識するエンジン回転数認識手段と、
自動車車室内の温度を検出する車室内温度検出手段(13)と、
前記エンジン回転数認識手段により認識されたエンジン回転数及び前記車室内温度検出手段によって検出された自動車車実内温度に基づき、コンプレッサトルクの低減に必要な吐出圧力目標値を算出し、前記吐出圧力検出手段(15)の出力が前記目標値と一致するように前記コントロール手段(9)を制御する電気信号を出力する制御手段(10)と、
を有することを特徴とする可変容量コンプレッサ制御装置。
In a variable capacity compressor control device that performs variable control of a discharge capacity of a variable capacity compressor (2) constituting a refrigeration cycle (1) of an air conditioner for an automobile,
Control means (9) for controlling a control pressure for changing the discharge capacity of the variable capacity compressor (2) based on an electric signal from the outside;
A discharge pressure detecting means (15) for detecting a discharge pressure of the variable capacity compressor (2);
Engine speed recognition means for recognizing the engine speed based on a signal transmitted from the engine control device;
Vehicle interior temperature detection means (13) for detecting the temperature in the vehicle interior;
Based on the engine speed recognized by the engine speed recognition means and the vehicle interior temperature detected by the vehicle interior temperature detection means, a discharge pressure target value required for reducing compressor torque is calculated, and the discharge pressure Control means (10) for outputting an electrical signal for controlling the control means (9) so that the output of the detection means (15) matches the target value;
A variable displacement compressor control device comprising:
エンジンからの排出ガスを清浄化するための触媒の温度を検出する触媒温度検出手段(14)を有し、
前記制御手段(10)は、前記触媒温度検出手段(14)の出力が所定値以下のときに当該制御を行うことを特徴とする請求項1記載の可変容量コンプレッサ制御装置。
Having catalyst temperature detection means (14) for detecting the temperature of the catalyst for purifying exhaust gas from the engine;
The variable displacement compressor control device according to claim 1, wherein the control means (10) performs the control when the output of the catalyst temperature detection means (14) is a predetermined value or less.
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