(57)【要約】【課題】可変容量コンプレッサを停止してから再起動を行うとき、高温時初期の冷房能力不足を解消することができる可変容量コンプレッサの制御装置を提供すること。【解決手段】可変容量コンプレッサ１の動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決め、決めた出力値を可変容量アクチュエータに対して出力する可変容量コンプレッサの制御装置において、可変容量コンプレッサ１を起動した後、停止するときの可変容量アクチュエータに対する出力値を出力記憶値として記憶し（ステップＳ７）、可変容量コンプレッサ１の再起動の開始時、可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にする可変容量コンプレッサ起動制御部（図４のステップＳ８〜ステップＳ１５）を有する手段とした。【選択図】図４
2008107058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量コンプレッサの動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決め、決めた出力値を可変容量アクチュエータに対して出力するコンプレッサ制御手段を備えた可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサを起動した後、停止するときの可変容量アクチュエータに対する出力値を出力記憶値として記憶する出力値記憶手段を設け、
前記コンプレッサ制御手段は、可変容量コンプレッサの再起動の開始時、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にする可変容量コンプレッサ起動制御部を有することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサの再起動開始時における実温度と目標温度の差温に比例する比例初期値を第１目標値として算出する第１目標値算出手段と、
前記出力値記憶手段による出力記憶値を第２目標値として設定する第２目標値設定手段と、を設け、
前記可変容量コンプレッサ起動制御部は、可変容量コンプレッサの再起動の開始時であって、第１目標値が第２目標値以下のとき、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値とすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値とすることを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサ起動制御部は、可変容量コンプレッサの再起動の開始時であって、第１目標値が第２目標値より大きいとき、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を比例初期値とすると共に、積算初期値をクリアすることを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサは、車両の空調ユニット内に配置されたエバポレータを含む冷凍サイクルの構成要素として設けられ、
前記エバポレータの後流側直後位置に、エバポレータ出口温度を検出するエバポレータ出口温度検出手段を設け、
前記第１目標値算出手段は、前記可変容量コンプレッサの再起動開始時におけるエバポレータ出口温度検出値と目標エバポレータ出口温度の差温に比例する比例初期値を第１目標値として算出することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサは、ダイアフラムに作用する圧力荷重とバネ荷重と磁力により決まる弁リフト量によって吐出する冷媒流量を制御する高圧弁を有し、
前記可変容量アクチュエータは、デューティ制御信号による実効電流を印加することにより、前記高圧弁のダイアフラムに作用する磁力を電気的に可変とするコイルであることを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項６】
可変容量コンプレッサの動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決め、決めた出力値を可変容量アクチュエータに対して出力する可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサを起動した後、停止するときの可変容量アクチュエータに対する出力値を出力記憶値として記憶し、
可変容量コンプレッサの再起動の開始時、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にすることを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量コンプレッサの動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決めて制御する可変容量コンプレッサの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変容量コンプレッサの制御装置としては、｛比例係数×差温＋（積分係数×差温＋前回までの積算値）｝の式をベースとして制御デューティを求め、出力されるデューティ信号により可変容量コンプレッサの容量制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−３８２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の可変容量コンプレッサの制御装置にあっては、可変容量コンプレッサの起動時には常にそれまでに積算された積算値をクリアする制御となっていたため、エアコンスイッチをオフにした後、再度、エアコンスイッチをオンにすると、出力される制御デューティが（比例係数×差温）という比例制御分のみからの開始となり、高温時初期の冷房能力不足となってしまう、という問題があった。
【０００４】
例えば、エアコンスイッチをオフにした後、短時間が経過しただけでありエバポレータ出口温度センサによる実温度が未だに低い温度を認識している状態で、エアコンスイッチをオンとした場合、エバポレータは既に冷えていると判断し、本来必要とする出力デューティよりも低い値となる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、可変容量コンプレッサを停止してから再起動を行うとき、高温時初期の冷房能力不足を解消することができる可変容量コンプレッサの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、可変容量コンプレッサの動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決め、決めた出力値を可変容量アクチュエータに対して出力するコンプレッサ制御手段を備えた可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサを起動した後、停止するときの可変容量アクチュエータに対する出力値を出力記憶値として記憶する出力値記憶手段を設け、
前記コンプレッサ制御手段は、可変容量コンプレッサの再起動の開始時、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にする可変容量コンプレッサ起動制御部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置にあっては、可変容量コンプレッサの再起動の開始時、可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値が出力記憶値とされる。つまり、可変容量コンプレッサを停止する時点における冷房能力要求による値（出力記憶値）を再起動の開始時に出力するため、比例制御分のみであると出力値が低い値となるような場合、冷房能力の再起動の開始初期応答が確保される。
【０００８】
加えて、可変容量コンプレッサの再起動の開始時、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値が積算初期値とされる。つまり、可変容量コンプレッサの再起動を出力記憶値により開始すると、次の制御周期から積算初期値による積分制御が比例制御と共に開始されるため、再起動の開始初期における冷房能力不足が解消される。
【０００９】
ちなみに、可変容量コンプレッサを駆動制御する出力値を、比例制御分＋積分制御分により決めるのは、積分制御分を比例制御分に加える＋α分とし、この積分制御分により冷房能力不足となるのをカバーするためである。よって、積算初期値を持たない従来技術の場合には、積分制御分が出るまでの積算時間による演算遅れが発生し、この演算遅れが可変容量コンプレッサの再起動時における冷房能力不足の原因となる。
【００１０】
この結果、可変容量コンプレッサを停止してから再起動を行うとき、高温時初期の冷房能力不足を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置が適用された外部制御コンプレッサシステムを示す全体図、図２は実施例１の可変容量コンプレッサの容量を制御する高圧弁の一例を示す断面図、図３は図２に示す高圧弁のコイルに印加する制御デューティ信号の電流波形と電圧波形の一例を示すタイムチャートである。
【００１３】
図１に示す外部制御コンプレッサシステムは、可変容量コンプレッサ１の容量を電気的に変え、エバポレータ出口温度を所定温度範囲（例えば、３℃〜１０℃の範囲）で制御するものである。また、電気的負荷の低減を行うために、コンデンサファン制御も同時に行う。
【００１４】
実施例１における可変容量コンプレッサ１は、図１に示すように、車両の空調ユニット２内に配置されたエバポレータ３を含む冷凍サイクルの構成要素として設けられている。
【００１５】
前記冷凍サイクルは、冷媒が蒸発→圧縮→凝縮→膨張の４つの状態変化を繰り返して循環するサイクルで、蒸発作用のとき冷媒が周囲から熱を奪って冷房能力を発揮する。
この冷凍サイクルは、構成要素として、図１に示すように、エバポレータ３（蒸発器）と、可変容量コンプレッサ１（圧縮機）と、コンデンサ４（凝縮器）と、受液器５と、膨張弁６と、を備えている。
【００１６】
前記エバポレータ３は、冷媒を蒸発させることによって冷えた空気を作り出す蒸発器であり、送風機７の後流位置に設けられ、エバポレータ３を経過した冷風は、図外のエアミックスドアやヒータコア等を経過し、吹き出し口から車室内に吹き出される。
このエバポレータ３の後流側直後位置には、図１に示すように、エバポレータ出口温度を検出するエバポレータ出口温度センサ８（エバポレータ出口温度検出手段）が設けられている。
【００１７】
前記可変容量コンプレッサ１は、比較的高い外気温度でも液化できるように冷媒の温度を上げるもので、吐出する冷媒流量を制御する高圧弁９を有する。
前記高圧弁９は、図２に示すように、ダイアフラム９１に作用する圧力荷重F(Ps)とバネ荷重F(K)と磁力F(I)により決まる弁制御体９２及びボール弁９０のリフト量によって吐出する冷媒流量を制御する。
図２において、９３はセットスプリング、９４はコイル、Psは吸入室圧、Pcはクランク室圧、Pdは吐出室圧である。
【００１８】
圧力荷重F(Ps)は、F(Ps)＝Ps×ダイアフラム有効径によりあらわされる。
バネ荷重F(K)は、前記セットスプリング９３による荷重である。
磁力F(I)は、前記コイル９４により発生する力である。
そして、これらの力の関係は、F(K)＝F(I)＋F(Ps)であり、バネ荷重F(K)は図９の上向き方向に作用し、磁力F(I)と圧力荷重F(Ps)は図９の下向き方向に作用する。
上記力の関係式において、高圧弁９のダイアフラム９１に作用する磁力F(I)を電気的に可変とするコイル９４を可変容量アクチュエータとし、このコイル９４に対し、例えば、図３の電圧波形特性に示すように、400Hzのデューティ制御信号を与え、図３の電流波形特性に示すように、デューティ比に応じた実効電流を印加するようにしている。
なお、デューティ比（％）は、デューティ比＝T1/(T1+T2)×100の式にて表される。
【００１９】
ちなみに、デューティ比が低い場合（低実効電流の場合）、バネ荷重F(K)によりボール弁９０が開かれ、吐出室からクランク室へと冷媒が流れることで、コンプレッサ容量が低く抑えられる。一方、デューティ比が高くなるほど（実効電流が高電流になるほど）、磁力F(I)が強まり、バネ荷重F(K)により開かれていたボール弁９０が閉じ側に移動し、吐出室からクランク室へと冷媒の流れが抑制されることで、コンプレッサ容量もデューティ比の高まりに応じて高くなる。
【００２０】
前記コンデンサ４は、冷媒を凝縮して液化させるもので、コンデンサ４の車両前方側には、ラジエータ１０が配置され、コンデンサ４の車両後方側には、モータファン構造によるコンデンサファン１１が配置されている。
【００２１】
外部制御コンプレッサシステムは、演算処理装置としてのECVコントローラ１２と、該ECVコントローラ１２に対し入力情報をもたらすエバポレータ出口温度センサ８とエアコンスイッチ１３と吹き出し温度設定器１４等と、前記ECVコントローラ１２からの制御指令（デューティ信号）により実効電流が制御される高圧弁９（コイル９４）により、可変容量コンプレッサ制御系が構成される。
【００２２】
また、外部制御コンプレッサシステムは、演算処理装置としてのECVコントローラ１２と、該ECVコントローラ１２に対し入力情報をもたらすエンジン冷却水温センサ１５と圧力トランスデューサー１６等と、前記ECVコントローラ１２からの制御指令（モータ駆動電流）により回転制御されるコンデンサファン１１により、電気的負荷の低減を行うためのコンデンサファン制御系が構成される。
【００２３】
図４は実施例１のECVコントローラ１２にて実行されるコンプレッサ制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（コンプレッサ制御手段）。
【００２４】
ステップＳ１は、エアコンスイッチ１３をオフからオンに切り換えるのが１回目であるか否かを判断するステップである。
このステップＳ１において、Yesと判断した場合にはステップＳ２へ移行し、Noと判断した場合にはステップＳ３へ移行する。
【００２５】
ステップＳ２は、ステップＳ１でのエアコンスイッチ１３をオフからオンに切り換えるのが１回目であるとの判断に続き、積算値ＳＳをＳＳ＝０とするステップである。
このステップＳ２による処理後はステップＳ１へ戻る。
【００２６】
ステップＳ３は、ステップＳ１でのエアコンスイッチ１３をオフからオンに切り換えるのが１回目でないとの判断に続き、エアコンスイッチ１３をオンからオフに切り換えた後、再びオンに切り換えるエアコンディショナー（Ａ／Ｃ）の再起動開始時か否かを判断するステップである。
このステップＳ３において、Yesと判断した場合にはステップＳ８へ移行し、Noと判断した場合にはステップＳ４へ移行する。
【００２７】
ステップＳ４は、ステップＳ３でのＡ／Ｃ再起動開始ではないとの判断に続き、ＰＩ制御（比例制御＋積分制御）により目標出力デューティＤを演算するステップである（後述する図５のフローチャートの説明を参照）。
このステップＳ４による処理後はステップＳ５へ移行する。
【００２８】
ステップＳ５は、ステップＳ４でのＰＩ制御での積算値の演算、または、ステップＳ１３での積算値のクリア、または、ステップＳ１５での積算初期値の設定に続き、積算値を記憶するステップである。
このステップＳ５による処理後はステップＳ６へ移行する。
【００２９】
ステップＳ６は、ステップＳ４でのＰＩ制御で演算された目標出力デューティＤ、または、ステップＳ１２で設定されたデューティ出力、または、ステップＳ１４で設定されたデューティ出力に続き、各デューティ比によるデューティ信号を高圧弁９（アクチュエータ）に出力するステップである。
このステップＳ６による処理後はステップＳ７へ移行する。
【００３０】
ステップＳ７は、ステップＳ６でのアクチュエータへの出力に続き、高圧弁９（アクチュエータ）に出力したデューティ値を記憶するステップである（出力値記憶手段）。
このステップＳ７による処理後はステップＳ１へ戻る。
【００３１】
ステップＳ８は、ステップＳ３でのＡ／Ｃ再起動開始であるとの判断に続き、記憶されているデューティメモリ値を読み込むステップである。
このデューティメモリ値は、可変容量コンプレッサ１を起動した後、停止するときの高圧弁９に対して出力したデューティ値となる。このステップＳ８による処理後はステップＳ９へ移行する。
【００３２】
ステップＳ９は、ステップＳ８でのデューティメモリ値読み込みに続き、可変容量コンプレッサ１の再起動開始時における実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）に比例する比例初期値を第１目標値として算出するステップである（第１目標値算出手段）。
なお、実エバポレータ出口温度Tevaの情報は、エバポレータ出口温度センサ８からのセンサ信号に基づいて取得される。また、目標エバポレータ出口温度TMevaは、吹きだし温度設定器１４による設定温度等の情報に基づいて設定される。このステップＳ９による処理後はステップＳ１０へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１０は、ステップＳ９での目標１＝Ｐ（比例）算出に続き、ステップＳ８にて読み込んだデューティメモリ値（出力記憶値）を第２目標値として設定するステップである（第２目標値設定手段）。
このステップＳ１０による処理後はステップＳ１１へ移行する。
【００３４】
ステップＳ１１は、ステップＳ１０での目標２＝ＤＵＴＹメモリに続き、第１目標値が第２目標値を超えているか否かを判断するステップである。
このステップＳ１１において、Yesと判断された場合はステップＳ１２へ移行し、Noと判断された場合はステップＳ１４へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１２は、ステップＳ１１での目標１＞目標２であるとの判断に続き、デューティ出力を第１目標値（比例初期値）に設定するステップである。
このステップＳ１２による処理後はステップＳ１３へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１３は、ステップＳ１２でのＤＵＴＹ出力＝目標１との設定に続き、積算値、すなわち、Ａ／Ｃ再起動開始時の積算初期値をクリアにするステップである。
このステップＳ１３による処理後はステップＳ５へ移行する。
【００３７】
ステップＳ１４は、ステップＳ１１での目標１≦目標２であるとの判断に続き、デューティ出力を第２目標値（デューティメモリ値）に設定するステップである。
このステップＳ１４による処理後はステップＳ１５へ移行する。
【００３８】
ステップＳ１５は、ステップＳ１４でのＤＵＴＹ出力＝目標２との設定に続き、Ａ／Ｃ再起動開始時の積算初期値をデューティメモリ値から比例初期値を差し引いた値とするステップである。
このステップＳ１５による処理後はステップＳ５へ移行する。
【００３９】
図５は図４のフローチャートのステップＳ４にて実行されるＰＩ制御による目標出力デューティ演算処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、この処理は、例えば、100msecの周期により繰り返し実行される。
【００４０】
ステップＳ401は、実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）に基づいて、比例定数Khを算出するステップである。
ここで、比例定数Khは、ステップＳ401の枠内に示すように、±１℃の範囲を不感帯とし、差温（Teva−TMeva）がプラス側に大きくなるほど、また、差温（Teva−TMeva）がマイナス側に大きくなるほど比例的に大きくなる値にて与える。なお、例えば、±５℃を超える領域では、比例定数Khを上限値（例えば、Kh＝７）にて与える。
このステップＳ401による処理後はステップＳ402へ移行する。
【００４１】
ステップＳ402は、実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）に基づいて、積分定数Ksを算出するステップである。
ここで、積分定数Ksは、ステップＳ402の枠内に示すように、±１℃の範囲を不感帯とし、差温（Teva−TMeva）がプラス側に大きい場合、また、差温（Teva−TMeva）がマイナス側に大きい場合、のいずれにおいても一定値（例えば、Ks＝0.01）にて与える。
このステップＳ402による処理後はステップＳ403へ移行する。
【００４２】
ステップＳ403は、ステップＳ402での積分定数Ksの算出に続き、積算値ＳＳを算出するステップである。
積算値ＳＳの算出式は、
ＳＳ＝Ｓ＋Ks×（Teva−TMeva）
である。但し、Ｓは前回までの積算値である。
このステップＳ403による処理後はステップＳ404へ移行する。
【００４３】
ステップＳ404は、ステップＳ403での積算値ＳＳの算出に続き、ステップＳ403にて算出された積算値ＳＳが積算値上限リミットＳmax以上であるか否かを判断するステップである。
このステップＳ404において、Yesと判断された場合はステップＳ408へ移行し、Noと判断された場合はステップＳ405へ移行する。
【００４４】
ステップＳ405は、ステップＳ404でのＳＳ＜Ｓmaxであるとの判断に続き、ステップＳ403にて算出された積算値ＳＳが積算値下限リミットＳmin以下であるか否かを判断するステップである。
このステップＳ405において、Yesと判断された場合はステップＳ407へ移行し、Noと判断された場合はステップＳ406へ移行する。
【００４５】
ステップＳ406は、ステップＳ404及びステップＳ405でのＳmin＜ＳＳ＜Ｓmaxであるとの判断に続き、ステップＳ403にて算出された積算値ＳＳを前回までの積算値Ｓとして設定するステップである。
このステップＳ406による処理後はステップＳ409へ移行する。
【００４６】
ステップＳ407は、ステップＳ405でのＳＳ≦Ｓminであるとの判断に続き、積算値下限リミットＳminを前回までの積算値Ｓとして設定するステップである。
このステップＳ407による処理後はステップＳ409へ移行する。
【００４７】
ステップＳ408は、ステップＳ404でのＳＳ≧Ｓmaxであるとの判断に続き、積算値上限リミットＳmaxを前回までの積算値Ｓとして設定するステップである。
このステップＳ408による処理後はステップＳ409へ移行する。
【００４８】
ステップＳ409では、ステップＳ406、ステップＳ407、ステップＳ408の何れかによる前回までの積算値Ｓの更新に続き、ECVデューティＰを算出するステップである。
このECVデューティＰを算出式は、
Ｐ＝Kh×（Teva−TMeva）＋ＳＳ
である。
このステップＳ409による処理後はステップＳ410へ移行する。
【００４９】
ステップＳ410は、ステップＳ409でのECVデューティＰの算出に続き、ECVデューティＰがデューティ演算値上限リミットＤmax以上であるか否かを判断するステップである。
このステップＳ410において、Yesと判断された場合はステップＳ414へ移行し、Noと判断された場合はステップＳ411へ移行する。
【００５０】
ステップＳ411は、ステップＳ410でのＰ＜Ｄmaxとの判断に続き、ECVデューティＰがデューティ演算値下限リミットＤmin以下であるか否かを判断するステップである。
このステップＳ411において、Yesと判断された場合はステップＳ413へ移行し、Noと判断された場合はステップＳ412へ移行する。
【００５１】
ステップＳ412は、ステップＳ410及びステップＳ411でのＤmin＜Ｐ＜Ｄmaxであるとの判断に続き、ステップＳ409にて算出されたECVデューティＰを目標出力デューティＤとして設定するステップである。
このステップＳ412による処理後はＤＵＴＹ演算ＥＮＤへ移行する。
【００５２】
ステップＳ413は、ステップＳ411でのＰ≦Ｄminであるとの判断に続き、デューティ演算値下限リミットＤminを目標出力デューティＤとして設定するステップである。
このステップＳ413による処理後はＤＵＴＹ演算ＥＮＤへ移行する。
【００５３】
ステップＳ414は、ステップＳ410でのＤ≧Ｄmaxであるとの判断に続き、デューティ演算値上限リミットＤmaxを目標出力デューティＤとして設定するステップである。
このステップＳ414による処理後はＤＵＴＹ演算ＥＮＤへ移行する。
【００５４】
次に、作用を説明する。
【００５５】
［Ａ／Ｃの初回起動時］
車に乗ってエアコンスイッチ１３をON操作する場合、エアコンスイッチ１３のOFF→ON操作の開始時点では、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２において、積算値ＳＳがＳＳ＝０に設定される。
そして、ステップＳ２からステップＳ１へ戻り、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れが繰り返される。
【００５６】
例えば、積分値ＳＳがＳmin＜ＳＳ＜Ｓmaxであり、かつ、ECVデューティＰがＤmin＜Ｐ＜Ｄmaxである場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ401→ステップＳ402→ステップＳ403→ステップＳ404→ステップＳ405→ステップＳ406→ステップＳ409→ステップＳ410→ステップＳ411→ステップＳ412へと進む流れとなる。そして、ステップＳ409では、実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）に対する比例値｛Kh×（Teva−TMeva）｝と積算値ＳＳ｛＝Ｓ＋Ks×（Teva−TMeva）｝の和によりECVデューティＰを決め、ステップＳ412では、このECVデューティＰを目標出力デューティＤと設定される。
【００５７】
そして、ステップＳ５において、ステップＳ４でのＰＩ制御での演算された積算値ＳＳを記憶し、ステップＳ６において、ステップＳ４でのＰＩ制御で演算された目標出力デューティＤによるデューティ信号を高圧弁９のコイル９４に対して出力するコンプレッサ制御が行われる。なお、ステップＳ７においては、高圧弁９のコイル９４に出力したデューティ値が制御周期毎に記憶される。
【００５８】
したがって、エアコンスイッチ１３をON操作した時点で実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）が大きい場合、実エバポレータ出口温度Tevaが目標エバポレータ出口温度TMevaに一致するように、徐々に高くなる目標出力デューティＤによる可変容量コンプレッサ１の容量制御が行われることになる。
なお、前回までの積算値Ｓの設定と目標出力デューティＤの決定にあたっては、図５に示すように、いずれも上限値と下限値により制限されるため、積算値ＳＳの上昇勾配も目標出力デューティＤ（＝デューティ出力）の上昇勾配は滑らかなものとなる（図７の時点t1から時点t2までの特性参照）。
【００５９】
［Ａ／Ｃの再起動時で、かつ、目標１＞目標２の時］
例えば、朝、車に乗ってエアコンスイッチ１３を操作（ON→OFF）し、その後、昼の暑い時間帯に車を使用し、エアコンスイッチ１３をON操作する場合、図４のフローチャートのステップＳ３におけるＡ／Ｃ再起動開始条件が成立すると共に、ステップＳ１１における目標１＞目標２の条件が成立する。
【００６０】
目標１＞目標２の条件が成立する理由は、外気温が低い朝の時間帯にエアコンスイッチ１３をON→OFF操作した場合、OFF操作時点で出力したデューティメモリ値（＝目標２）は低い値となる。これに対し、外気温が高い昼の時間帯にエアコンスイッチ１３をON操作した場合、ON操作時点では実エバポレータ出口温度Tevaが高く、目標エバポレータ出口温度TMevaとの差温（Teva−TMeva）が大きい値となり、比例分のデューティ値（＝目標１）が高い値となることによる。
【００６１】
このため、エアコンスイッチ１３のON操作による最初の制御起動時には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなる。そして、次の制御周期からは、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れが繰り返される。
【００６２】
したがって、Ａ／Ｃの初回起動時の場合と同様に、ステップＳ１３において積算値がクリアされることで、最初は比例分のみによる制御が行われ、積算時間を持たせながら徐々に積算値を高めてゆき、実エバポレータ出口温度Tevaが目標エバポレータ出口温度TMevaに一致するように、徐々に高くなる目標出力デューティＤによる可変容量コンプレッサ１の容量制御が行われることになる。
【００６３】
すなわち、目標１＞目標２の条件が成立する場合、デューティメモリ値でコンプレッサ容量制御を開始すると、デューティメモリ値が低い値であることから、初期の冷房能力が不足することが考えられる。一方、単純に再起動時に常に最大となるデューティを出力するようにすると、過剰冷房となる可能性があり、必要以上に動力を消費し、燃費性能等の悪化原因となる。そこで、目標１＞目標２の条件により状態判断を行い、目標１＞目標２の条件が成立する場合には、比例制御によるコンプレッサ容量制御を開始する手法を採用したことで、過不足のない適切な冷房能力を確保することができる。
【００６４】
［Ａ／Ｃの再起動時で、かつ、目標１≦目標２の時］
エアコンスイッチ１３を短時間のうちに操作（ON→OFF→ON）する場合、図４のフローチャートのステップＳ３におけるＡ／Ｃ再起動開始条件が成立するが、ステップＳ１１における目標１＞目標２の条件が非成立となる。
【００６５】
目標１＞目標２の条件が非成立となる理由は、エアコンスイッチ１３をオフにした後、短時間が経過しただけでありエバポレータ出口温度センサ８による実温度が未だに低い温度を認識している状態で、エアコンスイッチ１３をオンとした場合、エバポレータ３は既に冷えていると判断し、差温（Teva−TMeva）が小さい値となり、比例分のデューティ値（＝目標１）は本来必要とする出力デューティよりも低い値となる。これに対し、エアコンスイッチ１３をOFF操作した時点で出力したデューティメモリ値（＝目標２）は、実エバポレータ出口温度Tevaを目標エバポレータ出口温度TMevaに一致させるために高い目標出力デューティＤを出力していることで、高い値となることによる。
【００６６】
このため、エアコンスイッチ１３のON操作による最初の制御起動時には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１４→ステップＳ１５→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなる。そして、次の制御周期からは、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れが繰り返される。
【００６７】
したがって、目標１＞目標２の条件が成立する場合とは異なり、ステップＳ１４において初回のデューティ出力がデューティメモリ値とされ、ステップＳ１５において積算初期値がデューティメモリ値と比例分との差により与えられることで、あたかもエアコンスイッチ１３のON操作をそのまま維持した場合と同様に、再起動の開始時から比例制御分と積分制御分による可変容量コンプレッサ１の容量制御が行われることになる。
【００６８】
すなわち、目標１＞目標２の条件が非成立となる場合、再起動の開始時に積算値をクリアするコンプレッサ容量制御を行うと初期の冷房能力が不足する。そこで、目標１＞目標２の条件により状態判断を行い、目標１＞目標２の条件が非成立となる場合には、再起動初期の積算値による冷房能力不足を補うため、エアコンスイッチ１３のOFF時に出力されたデューティメモリ値を再起動の最初の出力値とすると共に、デューティメモリ値により積算初期値を算出してＰＩ制御を維持する手法を採用した。
【００６９】
この結果、短時間にエアコンスイッチ１３を操作した時、速やかに出力デューティをあげることが可能となり、再起動時の冷房能力不足をカバーすることができる。
特に、短時間にてON→OFF→ON操作される誤ったエアコンスイッチ１３の操作時に有効である。
【００７０】
［Ａ／Ｃの再起動時のコンプレッサ制御作用の対比］
従来、可変容量コンプレッサの容量制御は、｛比例係数×差温＋（積分係数×差温＋前回までの積算値）｝の式をベースとしてＰＩ制御により制御デューティを求め、アクチュエータに出力されるデューティ信号により行うもので、図６のフローチャートに示すように、Ａ／Ｃ起動開始時には、常にそれまでに積算された積算値をクリアする制御となっていた。
【００７１】
このため、例えば、図７に示すように、t1の時点でエアコンスイッチをONにし、t2の時点でエアコンスイッチをOFFにした後、短時間が経過したt3の時点でエアコンスイッチをONとし、再起動する場合について説明する。
この場合、t3の時点からt4の時点までは、（比例係数×差温）という比例制御分のみからの開始となるため、デューティ出力特性と積算値特性は、図７の１点鎖線特性に示すように、０の値から徐々に上昇する特性を示す。
この結果、積算初期値を持たない従来技術の場合には、積分制御分が出るまでの積算時間（t3〜t4に要する時間）による演算遅れが発生し、この演算遅れが可変容量コンプレッサの再起動時における冷房能力不足の原因となる。
【００７２】
これに対し、実施例１の可変容量コンプレッサ１の制御装置にあっては、図７のt3の時点でエアコンスイッチをONとして再起動する場合、エアコンスイッチ１３をOFF操作し、可変容量コンプレッサ１を停止する時点t2における冷房能力要求によるデューティメモリ値を再起動の開始時に出力するため、目標１＞目標２の条件が非成立となるような場合、冷房能力の再起動の開始初期応答が確保される。
【００７３】
加えて、図７のt3の時点でエアコンスイッチをONとして再起動する場合、デューティメモリ値から比例分を差し引いた値が積算初期値とされる。つまり、デューティメモリ値により再起動を開始すると、次の制御周期から積算初期値による積分制御が比例制御と共に開始される。このため、デューティ出力特性と積算値特性は、図７の実線特性に示すように、t3の時点で０の値から一気に上昇するステップ的な特性を示し、デューティ出力特性の従来技術との効果代が図７のＡにて表され、積算値特性の従来技術との効果代が図７のＢにて表される。これによって、従来問題とされていた再起動の開始初期における冷房能力不足が解消される。
【００７４】
ちなみに、可変容量コンプレッサ１を駆動制御する出力値を、比例制御分＋積分制御分により決めるのは、積分制御分を比例制御分に加える＋α分とし、この積分制御分により冷房能力不足となるのをカバーするためである。
【００７５】
次に、効果を説明する。
実施例１の可変容量コンプレッサ１の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７６】
(1) 可変容量コンプレッサ１の動作時、実温度と目標温度の差温に対する比例値と積算値により出力値を決め、決めた出力値を可変容量アクチュエータに対して出力するコンプレッサ制御手段を備えた可変容量コンプレッサの制御装置において、前記可変容量コンプレッサ１を起動した後、停止するときの可変容量アクチュエータに対する出力値を出力記憶値として記憶する出力値記憶手段（ステップＳ７）を設け、前記コンプレッサ制御手段（図４）は、可変容量コンプレッサ１の再起動の開始時、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にする可変容量コンプレッサ起動制御部（ステップＳ８〜ステップＳ１５）を有するため、可変容量コンプレッサ１を停止してから再起動を行うとき、高温時初期の冷房能力不足を解消することができる。
【００７７】
(2) 前記可変容量コンプレッサ１の再起動開始時における実温度と目標温度の差温に比例する比例初期値を第１目標値として算出する第１目標値算出手段（ステップＳ９）と、前記出力値記憶手段（ステップＳ７）による出力記憶値を第２目標値として設定する第２目標値設定手段（ステップＳ１０）と、を設け、前記可変容量コンプレッサ起動制御部（ステップＳ８〜ステップＳ１５）は、可変容量コンプレッサ１の再起動の開始時であって（ステップＳ３にてYesとの判断時）、第１目標値が第２目標値以下のとき（ステップＳ１１にてNoとの判断時）、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値とする（ステップＳ１４）と共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値とする（ステップＳ１５）ため、停止から短時間にて可変容量コンプレッサ１を再起動する場合のように、再起動時の冷房能力不足が懸念される第１目標値が第２目標値以下という条件が成立する場合に限り、冷房能力不足をカバーすることができる。
【００７８】
(3) 前記可変容量コンプレッサ起動制御部（ステップＳ８〜ステップＳ１５）は、可変容量コンプレッサ１の再起動の開始時であって（ステップＳ３にてYesとの判断時）、第１目標値が第２目標値より大きいとき（ステップＳ１１にてYesとの判断時）、前記可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を比例初期値とする（ステップＳ１２）と共に、積算初期値をクリアする（ステップＳ１３）ため、停止から長時間が経過した後に可変容量コンプレッサ１を再起動する場合のように、第１目標値が第２目標値より大きいという条件が成立する場合に限り、過不足のない適切な冷房能力を確保することができる。
【００７９】
(4) 前記可変容量コンプレッサ１は、車両の空調ユニット２内に配置されたエバポレータ３を含む冷凍サイクルの構成要素として設けられ、前記エバポレータ３の後流側直後位置に、エバポレータ出口温度を検出するエバポレータ出口温度センサ８を設け、前記第１目標値算出手段（ステップＳ９）は、前記可変容量コンプレッサ１の再起動開始時における実エバポレータ出口温度Tevaと目標エバポレータ出口温度TMevaの差温（Teva−TMeva）に比例する比例初期値を第１目標値として算出するため、可変容量コンプレッサ１を含む空調ユニット２を停止してから再起動を行うとき、車室内の冷房能力不足を解消することができる。
【００８０】
(5) 前記可変容量コンプレッサ１は、ダイアフラム９１に作用する圧力荷重F(Ps)とバネ荷重F(K)と磁力F(I)により決まる弁リフト量によって吐出する冷媒流量を制御する高圧弁９を有し、前記可変容量アクチュエータは、デューティ制御信号による実効電流を印加することにより、前記高圧弁９のダイアフラム９１に作用する磁力F(I)を電気的に可変とするコイル９４であるため、簡単な電流制御によりコンプレッサ容量の変更制御を行うことができる。
【００８１】
以上、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８２】
実施例１では、可変容量コンプレッサとして高圧弁を可変容量アクチュエータとする例を示したが、外部からの電気的制御により容量変更する可変容量コンプレッサであれば、例えば、圧縮ストロークを可変にする斜板の傾斜角を変更する可変容量コンプレッサや、インバータ制御による電動の可変容量コンプレッサ等であっても良い。
【００８３】
実施例１では、効率よくコンプレッサをコントロールするために目標１と目標２の大小関係により状態判断を行う例を示したが、例えば、状態判断を行うことなく、可変容量コンプレッサの再起動の開始時には、常に可変容量アクチュエータに対する再起動開始出力値を出力記憶値にすると共に、出力記憶値から比例初期値を差し引いた値を積算初期値にする可変容量コンプレッサ起動制御を行うものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
実施例１では、車両の空調ユニット内に配置されたエバポレータを含む冷凍サイクルの構成要素として設けられた可変容量コンプレッサへの適用例を示したが、可変容量コンプレッサを有するものであれば、家庭や事業所や工場等で用いられる空調装置等へも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置が適用された外部制御コンプレッサシステムを示す全体図である。
【図２】実施例１の可変容量コンプレッサの容量を制御する高圧弁の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す高圧弁のコイルに印加する制御デューティ信号の電流波形と電圧波形の一例を示すタイムチャートである。
【図４】実施例１のECVコントローラ１２にて実行されるコンプレッサ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートのステップＳ４にて実行されるＰＩ制御による目標出力デューティ演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】従来のコントローラにて実行されるコンプレッサ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】短時間のうちにエアコンスイッチをON→OFF→ON操作した場合のエアコンスイッチ信号特性とデューティ出力特性と積算値特性の各対比特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１  可変容量コンプレッサ
２  空調ユニット
３  エバポレータ
４  コンデンサ
５  受液器
６  膨張弁
７  送風機
８  エバポレータ出口温度センサ（エバポレータ出口温度検出手段）
９  高圧弁
９０  ボール弁
９１  ダイアフラム
９２  弁制御体
９３  セットスプリング
９４  コイル
１０  ラジエータ
１１  コンデンサファン
１２  ECVコントローラ
１３  エアコンスイッチ
１４  吹き出し温度設定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008107058.tif 000008
【図７】
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