(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで圧縮機を駆動し、
圧縮機で冷媒を圧縮して冷媒回路中に冷媒を強制循環させ、
冷媒回路中に設けた凝縮器及び蒸発器で、それぞれ冷媒の熱交換を行い、
設定温度に合った室温が得られるように構成されたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、
前記エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置が、エンジンの調速制御を行うエンジン駆動制御部と、前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出する圧力センサと、実際の室内の空気温度を検知する室温センサと、エンジンの実際の回転数を検出するエンジン回転数検出センサとを有し、
前記室温センサが実際の室内の空気温度を検知し、
前記エンジン駆動制御部が前記設定温度と室温との差に基づいてエンジンの目標回転数を求め、
前記圧力センサが前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出し、
前記エンジン駆動制御部が、圧力検出値に基づいて、圧力検出値が小さい場合には、前記目標回転数を増加補正し、圧力検出値が大きい場合には、前記目標回転数を減少補正し、
前記エンジン回転数検出センサがエンジンの実際の回転数を検出し、
前記エンジン駆動制御部が前記目標回転数及び実際の回転数の変位差と、実際の回転数の変位の度合いとに基づいて、前記温度差による冷媒回路の要求能力を満たすエンジン出力を得るようにエンジンの運転状態を操作する操作量を推定し、
前記エンジン駆動制御部が、通常運転時の点火時期及び／又は燃料供給量を、予め用意したエンジンの運転状態及び点火時期及び／又はエンジンの運転状態及び燃料噴射量のマップにより算出し、
前記エンジン駆動制御部が前記推定結果に基づいてエンジンの運転状態が安定状態にあるか否かを監視し、エンジンの運転状態が安定状態にある時に前記マップから得られる点火時期及び燃料噴射量の変化に遷移時間を与える
ことを特徴とするエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法。
【請求項２】
前記操作量がスロットル弁の開度に対する操作量である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記エンジン駆動制御部が、
前記推定結果に基づいて、冷媒回路における急激な負荷変動を監視し、
急激な負荷変動を検出した時に点火時期を通常運転時の点火時期より一時的に進角させ、及び／又は燃料供給量を通常運転時の供給量より一時的に増量する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
エンジンで圧縮機を駆動し、
圧縮機で冷媒を圧縮して冷媒回路中に冷媒を強制循環させ、
冷媒回路中に設けた凝縮器及び蒸発器で、それぞれ冷媒の熱交換を行ない、
設定温度に合った室温が得られるように構成されたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、
前記設定温度と室温との差を検出する手段、
前記検出した温度差からエンジンの目標回転数を求める手段、
前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出し、圧力検出値に基づいて、圧力検出値が小さい場合には、前記目標回転数を増加補正し、圧力検出値が大きい場合には、前記目標回転数を減少補正する手段、
エンジンの実際の回転数を検出する手段、
前記目標回転数及び実際の回転数の変位差と、実際の回転数の変位の度合いとに基づいて、冷媒回路の要求能力を満たすエンジン出力を得るようにエンジンの運転状態を操作する操作量を推定する推定手段、及び
予め用意したエンジンの運転状態及び点火時期及び／又はエンジンの運転状態及び燃料噴射量のマップを設け、
通常運転時の点火時期及び／又は燃料供給量を前記マップにより算出すると共に、
前記推定手段の推定結果に基づいてエンジンの運転状態が安定状態にあるか否かを監視し、エンジンの運転状態が安定状態にある時に前記マップから得られる点火時期及び燃料噴射量の変化に遷移時間を与えるように構成した
ことを特徴とするエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御装置。
【請求項５】
前記操作量がスロットル弁の開度に対する操作量であり、
前記推定手段が、スロットル弁の開度に対する操作量を推定するよう構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの調速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプや冷凍機として使用されるエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備えた閉回路に冷媒を循環させ、凝縮器での放熱により暖房を行うように構成されたヒートポンプや、蒸発器での吸熱により冷凍、冷房を行う冷凍機において前記圧縮機をエンジンで回転駆動させるエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置は広く知られている。すなわち、圧縮機により気相冷媒にエネルギーを付与して高温高圧化し、この高温高圧の冷媒を凝縮器で放熱させて液化した後、膨張弁により低温低圧化し、この低温低圧化した液状の冷媒を蒸発器で吸熱させて気化した後、再び圧縮機に吸引させている。
前記したヒートポンプとしての空調装置は、例えば、凝縮器及び蒸発器として室内熱交換機及び室外熱交換機を備え、これら室内、室外熱交換機に加えて前記圧縮機等を含んだ閉ループで冷媒回路を構成すると共に、この冷媒回路に四方弁を組み込んで冷媒の循環方向を切換可能にし、冷房と暖房とを切換可能に行うことができるようにしたものがある。
具体的には、冷房を行う時には、冷媒を圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、四方弁、圧縮機の順に循環させることにより室外熱交換器を凝縮器として、また、室内熱交換器を蒸発器として使用し、室内熱交換器での吸熱により冷房を行い、また、暖房を行う時には、冷媒を圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に循環させることにより室内熱交換器を凝縮器として、また、室外熱交換器を蒸発器として使用して、室内熱交換器での放熱により暖房を行えるように冷媒回路が構成されている。
前記した室内熱交換器は、該冷暖房効果を得るべき室内の温度を設定するための操作スイッチ、送風ファン、及び実際の室内の空気温度を検知する室温センサ等を有する室内機に設けられ、冷暖房を行うべき室内に設置され、駆動中は、その室温を使用者の希望する設定温度に合わせるために送風ファン等を駆動して熱交換率を変える。従って、この室温と設定温度との差（暖房時は設定温度−室温、冷房又は冷凍時は室温−設定温度）が、空調対象側からの要求能力となる。この要求能力は、使用者による設定温度の変更だけでなく、部屋の窓やドアを開ける等の使用環境の変化による室内温度の変化によっても変化する。
そして、暖房時には空調対象側からの要求能力が高い程、室内熱交換器における高い放熱能力が、冷房時には空調対象側からの要求能力が高い程、室内熱交換器における高い吸熱能力が要求される。暖房時の放熱能力を高めるには圧縮機を経た冷媒の温度を高くすること及び凝縮器を通過する冷媒量を増加することが必要であり、冷媒の温度を高くするには圧縮比を高めることが、冷媒量を増加するためには圧縮機の吐出量を増加することがそれぞれ必要である。すなわち、圧縮機の吐出能力を高める必要がある。一方、冷房時の吸熱能力を高めるためには、膨張弁通過後の冷媒温度を下げること及び蒸発器を通過する冷媒量を増加することが必要である。膨張弁通過後の冷媒温度を下げるには膨張弁における膨張比を高める必要がある。このためには、膨張弁を絞るか膨張弁上流側の圧力を高くし且つ膨張弁を通過する冷媒量を増加する必要がある。膨張弁を絞る場合には膨張弁を通過する冷媒量が減少してしまい、結果として蒸発器を通過する冷媒量を減少させてしまうので、より一層膨張弁上流側の圧力を高くする必要がある。いずれにしても、冷房時の吸熱能力を高めるためには膨張弁上流側の圧力を高くし、且つ冷媒循環量を増加する必要があり、暖房時の放熱能力を高める場合と同様に圧縮機の吐出能力を高める必要がある。以上より分かる通り、冷房暖房いずれにおいても、空調対象側からの要求能力が高い程、圧縮機の吐出能力を高める必要があり、圧縮機への要求能力が高められる。なお、冷凍機においては蒸発器を設置する空間（部屋）の希望温度が温度設定用の操作スイッチにより設定され、蒸発器を設置する空間に配置される温度センサの検出値（室温）とこの設定温度との差が冷凍対象側からの要求能力となる。
そして、前記圧縮機の吐出能力は圧縮機の回転数に比例する。従って、空調対象側からあるいは冷凍対象側からの要求能力に対応して圧縮機への要求能力が増減し、これに合わせて圧縮機の目標回転数が決まる。制御装置の記憶装置にはこれら要求能力に対応した圧縮機の目標回転数、すなわち圧縮機を駆動するエンジンの目標回転数がデータとしてメモリされており、これら要求能力の変化に基づいてメモリ中の目標エンジン回転数データから実際の目標エンジン回転数を求め、この目標エンジン回転数と、実際のエンジン回転数とのずれをなくすように、積分項でスロットル弁の開度の補正を行うＰＩ制御や、前記目標エンジン回転数に対する実際のエンジン回転数の前記変位の度合い（変位差の微分値）に基づいてスロットル弁の開度の補正を行うために前記ＰＩ制御にさらに微分項を追加したＰＩＤ制御による調速制御方法を採用してエンジンを駆動することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の制御方法では、前者は実際の回転数と目標回転数とのずれを積分項で補正していくため、使用者の設定温度の変更等による要求能力の変化に基づく比較的緩やかな負荷変動には対応できるが、室内温度の急激な変化による急激な負荷変動に対する応答性が悪いとう問題があった。
また、後者は目標エンジン回転数に対する実際のエンジン回転数のずれの傾き、即ち、微分項が追加されている分、応答性を向上させるが、エンジン自体がスロットルを厳密に固定しても機械的特性により一定の回転数で運転されずに小さな回転数の変動を持つため、後者の制御を採用していると、この冷媒回路における要求能力の変化に関係のないエンジン自体の回転数の細かい変動までも補正しようとするため要求能力が安定しているにも関わらずスロットル弁が絶えず細かく駆動されている状態となりスロットル弁やそれを駆動するモータの機械的耐久性を低下させ、また、電気的特性も悪化させるという問題があった。
特に、近年は、エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置に対しても高寿命化の要求が市場から高まっているので、このようにヒートポンプ自体の冷暖房能力や冷凍機自体の冷凍能力に関係のない原因でモータやスロットル弁等の機械的部品が消耗してしまうのは好ましくなく、これを改善することが望まれる。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、応答性良くしかも無駄な動きをすることなくエンジン回転数をその時々の負荷に応じた目標エンジン回転数に合わせることができるエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法及び装置を提供することを目的としている。
なおさらに、冷房時の室外熱交換器（冷凍機においては凝縮器）からの放熱量により、放熱量の増減が膨張弁上流側の圧力の増減として影響する。同様に、暖房時の室外機熱交換器における吸熱量により、吸熱量の増減が圧縮機吸込側の冷媒圧力の増減、さらには圧縮機吐出側の冷媒圧力の増減として影響する。室外熱交換器（冷凍機においては凝縮器）は屋外に設けられているのて、天候の変化や新聞紙等の異物により通風通路の閉鎖等が原因で、暖房時の吸熱能力、冷房時の放熱能力が変化し易く、これにより冷媒回路中の圧力が変動するので、空調対象側（冷凍対象側）からの要求能力に対応できなくなる問題がある。本発明は、突然の雨等による天候の変化による室外熱交換器（冷凍機では凝縮器）の周囲温度の変化による負荷変動に対する応答性をよくすることを第２の目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した問題を解決するために、本発明に係るエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法は、エンジンで圧縮機を駆動し、圧縮機で冷媒を圧縮して冷媒回路中に冷媒を強制循環させ、冷媒回路中に設けた凝縮器及び蒸発器で、それぞれ冷媒の熱交換を行い、設定温度に合った室温が得られるように構成されたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、前記エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置が、エンジンの調速制御を行うエンジン駆動制御部と、前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出する圧力センサと、実際の室内の空気温度を検知する室温センサと、エンジンの実際の回転数を検出するエンジン回転数検出センサとを有し、前記室温センサが実際の室内の空気温度を検知し、前記エンジン駆動制御部が前記設定温度と室温との差に基づいてエンジンの目標回転数を求め、前記圧力センサが前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出し、前記エンジン駆動制御部が、圧力検出値に基づいて、圧力検出値が小さい場合には、前記目標回転数を増加補正し、圧力検出値が大きい場合には、前記目標回転数を減少補正し、前記エンジン回転数検出センサがエンジンの実際の回転数を検出し、前記エンジン駆動制御部が前記目標回転数及び実際の回転数の変位差と、実際の回転数の変位の度合いとに基づいて、前記温度差による冷媒回路の要求能力を満たすエンジン出力を得るようにエンジンの運転状態を操作する操作量を推定し、前記エンジン駆動制御部が、通常運転時の点火時期及び／又は燃料供給量を、予め用意したエンジンの運転状態及び点火時期及び／又はエンジンの運転状態及び燃料噴射量のマップにより算出し、前記エンジン駆動制御部が前記推定結果に基づいてエンジンの運転状態が安定状態にあるか否かを監視し、エンジンの運転状態が安定状態にある時に前記マップから得られる点火時期及び燃料噴射量の変化に遷移時間を与えることを特徴とするものである。
また、本発明に係るエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御装置は、エンジンで圧縮機を駆動し、圧縮機で冷媒を圧縮して冷媒回路中に冷媒を強制循環させ、冷媒回路中に設けた凝縮器及び蒸発器で、それぞれ冷媒の熱交換を行ない、設定温度に合った室温が得られるように構成されたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、前記設定温度と室温との差を検出する手段、前記検出した温度差からエンジンの目標回転数を求める手段、前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出し、圧力検出値に基づいて、圧力検出値が小さい場合には、前記目標回転数を増加補正し、圧力検出値が大きい場合には、前記目標回転数を減少補正する手段、エンジンの実際の回転数を検出する手段、前記目標回転数及び実際の回転数の変位差と、実際の回転数の変位の度合いとに基づいて、冷媒回路の要求能力を満たすエンジン出力を得るようにエンジンの運転状態を操作する操作量を推定する推定手段、及び予め用意したエンジンの運転状態及び点火時期及び／又はエンジンの運転状態及び燃料噴射量のマップを設け、通常運転時の点火時期及び／又は燃料供給量を前記マップにより算出すると共に、前記推定手段の推定結果に基づいてエンジンの運転状態が安定状態にあるか否かを監視し、エンジンの運転状態が安定状態にある時に前記マップから得られる点火時期及び燃料噴射量の変化に遷移時間を与えるように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係るエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法及び装置（以下、単に制御方法及び制御装置と称する。）の実施の形態について説明していく。
【０００６】
図１は、エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置の一例としてのヒートポンプ、即ち、空調装置の基本構成を示す概略回路図である。
図１に示すように、この空調装置は、各々閉ループを構成する冷媒回路１及び冷却水回路２０と、駆動源としての水冷ガスエンジン４０とを備え、エンジン４０で冷媒回路１に設けられた２基の圧縮機２Ａ及び２Ｂを回転駆動して冷媒を冷媒回路中で強制循環させるように構成されている。
【０００７】
（冷媒回路の基本構成について）
前記冷媒回路１は、前記圧縮機２Ａ及び２Ｂに加えて、オイルセパレータ３、四方弁４、３台の室内熱交換器５、各室内熱交換器５に対応する膨張弁６、アキュムレータ７、及び室外熱交換器８を含んだ閉ループ回路であり、前記四方弁４で、冷媒の循環経路を下記の循環経路(1)又は(2)の何れかに切り替えできるように構成されている。
循環経路(1)
圧縮機２Ａ／２Ｂ→オイルセパレータ３→四方弁４→室内熱交換器５→膨張弁６→アキュムレータ７（通過のみ）→室外熱交換器８→四方弁４→アキュムレータ７→圧縮機
循環経路(2)
圧縮機Ａ／２Ｂ→オイルセパレータ３→四方弁４→室外熱交換器８→アキュムレータ７（通過のみ）→膨張弁６→室内熱交換器５→四方弁４→アキュムレータ７→圧縮機
尚、上記循環経路(1)の場合は、室内熱交換器５が凝縮器として、また、室外熱交換器８が蒸発器として作用し、室内熱交換器５での冷媒の放熱により空調装置は暖房として機能し、また、循環経路(2)の場合は、室内熱交換器５が蒸発器として、また、室外熱交換器８が凝縮器として作用し、室内熱交換器５での冷媒の吸熱により空調装置は冷房として機能する。
従って、この冷媒回路１では、暖房時には圧縮機２の吐出部から室内熱交換器５を経て膨張弁６に至るまでが高圧回路となり、膨張弁６を過ぎてから室外熱交換器８を経て圧縮機２の吸入部に至るまでが低圧回路となる。また、冷房時には圧縮機２の吐出部から室外熱交換器８を経て膨張弁６に至るまでが高圧回路となり、膨張弁６を過ぎてから室内熱交換器５を経て圧縮機２の吸入部に至るまでが低圧回路となる。
前記冷媒回路１における圧縮機２の吐出部と四方弁４との間のライン（即ち、常に高圧回路となるライン）には高圧側圧力センサ９が、圧縮機の上流側のライン（即ち、常に低圧回路となるライン）には低圧側圧力センサ１０がそれぞれ設けられており、この圧力センサ９から得られる冷媒圧力Ｐに基づいて後述する室外機制御装置７１でエンジン４０の回転数を制御するように構成されている。
【０００８】
前記冷却水回路２０は、ポンプ２１、エンジン４０の排気系に設けられた排ガス熱交換器２２、エンジン４０に形成された冷却水ジャケット２３、感温切換弁２４、リニア三方弁２５、及び放熱用熱交換器２６を含んだ閉ループで構成されている。前記リニア三方弁２５には前記冷媒回路１に設けられたアキュムレータ７内を通過してポンプ２１に戻る冷媒加熱用ライン２７と、前記アキュムレータ７を通過しないで前記放熱用熱交換器２６を経てポンプ２１に戻る冷却用ライン２８とが接続されており、また、前記感温切換弁２４には前記リニア三方弁２５へ冷却水を流す高温冷却水ライン２９と、リニア三方弁２５へ流れないで直接ポンプ２１に戻る低温冷却水ライン３０とが接続されている。
前記感温切換弁２４は、エンジン始動直後のエンジン温度が低い時には冷却水をリニア三方弁２５へ流さないで低温冷却水ライン３０からポンプ２１へ戻し、エンジン温度が所定値以上になったら冷却水を高温冷却水ライン２９からリニア三方弁２５へ流すように設定されており、これによりエンジンが十分に暖まっていない時に冷却水が放熱用熱交換器２６やアキュムレータ７での熱交換で過冷却されることを防止する。
また、前記リニア三方弁２５は、冷媒加熱用ライン２７と冷却用ライン２８とへ流す冷却水の流量の割合をリニアに調節できるように構成されており、室外熱交換機の暖房時吸熱能力や冷房時放熱能力等に応じて適当量の冷却水を冷媒加熱用ライン２７に流してアキュムレータ７内の液相冷媒にエンジン４０の廃熱（排気ガスによって与えられる熱と冷却によってエンジン４０から奪われる熱）を与え、低圧側冷媒回路における液相冷媒の気化を助ける。例えば、空調装置を暖房として使用している時に室外温度が低いと室外熱交換機４２での吸熱量が減少するため、冷媒が液相冷媒のまま多く残ってしまい、アキュムレータ７に蓄えられ、圧縮機２Ａ，２Ｂに吸引される気相冷媒の密度が低下し、結果として高圧側圧力が極端に下がってしまう。これは、高圧側圧力を検知することにより、或いは外気温度を直接検知することにより検知され、このような場合には冷媒加熱用ライン２７への冷却水の流量を増量してアキュムレータ内の液相冷媒へ与える廃熱量を増加させる。また、例えば、建屋全体を暖房している時、その建屋内部の小室を単独の空調装置で冷房する必要がある場合には、室外熱交換器での放熱量が過大となり、高圧側圧力が極端に下がってしまう。高圧側圧力を検知することにより或いは外気温度を直接検知することにより検知されるこのような場合にも、冷媒加熱用ライン２７への冷却水の流量を増量してアキュムレータ内の液相冷媒へ与える廃熱量を増加させる。これにより、圧縮機の吸込冷媒の密度が上昇し、高圧側圧力の極端な低下を防止する。
【０００９】
（エンジンの説明）
次にエンジン４０について簡単に説明する。図２はエンジン４０の構造を示す概略断面図である。
図面に示すようにエンジン４０は、単気筒又は多気筒の水冷式４サイクルエンジンであり、ヘッドカバー（図示せず）、シリンダヘッド４０ａ、シリンダブロック４０ｂ及びクランクケース４０ｃを積層締結して構成されており、シリンダヘッド４０ａ及びシリンダブロック４０ｂには前記冷却水回路２０の一部を構成する冷却水ジャケット２３が形成されている。また、クランクケース４０ｃ内に配置されたクランク軸４１にはエンジン回転数及びクランク角度を検出するエンジン回転数検出センサ４２及びクランク角検出センサ４３が設けられいる。これらのセンサ４２及び４３は各々クランク軸４１の回転毎に信号を出力するパルサコイルから成り、出力された信号は後述する室外機制御装置７１に送られエンジン４０の制御に用いられる。
前記シリンダヘッド４０ａには燃焼室（符号なし）及び燃焼室に繋がる吸気通路４０ｄ及び排気通路４０ｅが形成されており、吸気通路４０ｄ及び排気通路４０ｅは各々吸気弁及び排気弁（符号なし）によって適当なタイミングで開閉される。
【００１０】
前記吸気通路４０ｄには吸気管４５が接続されており、吸気管４５にはエアクリーナ４６及びミキサ４７が接続されている。ミキサ４７には、燃料制御弁４８、減圧調整弁４９及び燃料開閉弁５０を介して燃料ガスボンベ５１が接続されており、これによりミキサ４７でガスボンベ５１から供給される燃料とエアクリーナ４６から供給される空気とを混合してエンジン４０の燃焼室に混合気を供給する。
前記燃料開閉弁５０はガスボンベ５１からの燃料の供給を停止又は開始するために開閉される弁であり、また、前記燃料制御弁４８はガスボンベ５１から供給される燃料の量、即ち空燃比を調整するために、その開度が調整される弁であり、これらの開閉及び開度調整は後述する室外機制御装置７１により行われる。
前記吸気管４５におけるミキサ４７の下流側にはスロットル弁５２が設けられている。スロットル弁５２は、パルスモータ５３で駆動され、エンジン４０への燃料ガス及び空気からなる混合気の供給量を調整する弁であり、このスロットル弁５２の開度、即ち、パルスモータ５３の動作量もまた後述する室外機制御装置７１により行われる。
また、この吸気管４５にはエンジン４０の吸気負圧を検出する吸気負圧センサ５４が設けられており、この吸気負圧センサ５４から得られる吸気負圧は後述する点火時期及び燃料制御弁の開度の制御に用いられる。
前記排気通路４０ｅには排気管５５が接続されており、この排気管５５には前記した冷却水回路２０に含まれる排ガス熱交換器２２が設けられている。
前記シリンダヘッド４０ａには点火プラグ５６が結着されており、この点火プラグ５６には点火コイル５７及び点火回路５８が接続されている。
【００１１】
上記したように構成されたエンジン４０は、そのクランク軸４１が電磁クラッチ４１ａを介して圧縮機２Ａ及び２Ｂに接続されており、エンジン４０で圧縮機２Ａ及び／又は２Ｂを回転駆動し、空調装置で要求される冷房又は暖房能力が得られるように冷媒を循環させる。
【００１２】
次に、上記したように構成された空調装置全体の制御系について図３を参照しながら説明していく。
図３に示すように空調装置の制御系は、冷媒回路１における室内熱交換器５や膨張弁６を含む複数の（本実施例の場合３台の）室内機６０に各々設けられ、各室内機６０の制御対象を個々に制御する室内機制御装置６１と、前記圧縮機２、室外熱交換器８、四方弁４及びアキュムレータ７等を含む室外機ユニット７０に設けられ、室外機ユニット７０の制御対象を制御する室外機制御装置７１とを備えており、各室内機制御装置６１と室外機制御装置７１とは、互いに関連して制御を行うことができるように電気的に接続されている。
【００１３】
（室内機制御装置）
前記室内機６０は、室内熱交換器５及び膨張弁６の他に、それぞれ送風用のファン６２、オンオフスイッチや温度設定キー等を備えた操作部６３、室内機６０が設置された室内の温度を測定するための室内温度センサ６４等が設けられている。
そして、例えば、室内機６０において操作部６３を介して希望設定温度が入力されると、室内機制御装置６１は、室内温度センサ６４から入力される実際の室内温度と前記希望設定温度とを比較し、これらの間の温度差を減少させるように送風用のファン６２の出力を制御する。また、室内機制御装置６１は、各室内機６０のオンオフ等に応じて各室内熱交換器５に対応する膨張弁６の開閉制御、さらには開度制御を行う。
【００１４】
（室外機制御装置）
一方、室外機制御装置７１には、パルスモータ５３、燃料制御弁４８、燃料開閉弁５０及び点火回路５７等のエンジン４０に関する制御対象、冷媒回路１における四方弁４、及び冷却回路２０におけるリニア三方弁２５等が接続されており、前記エンジン回転数検出センサ４２、クランク角度検出センサ４３、吸気負圧センサ５４及び圧力センサ９等の各センサの入力信号に基づいて前記制御対象の制御を行なう。また、前記室外機ユニット７０には、室外熱交換器８用のファン７２が設けられており、このファン７２も室外機制御装置７１に接続され、これで制御される。
この室外機制御装置７１は、各室内機６０での冷暖房の切換操作に応じて前記四方弁４を切り替え、冷媒回路における冷媒の循環方向を変える切換制御を行うと共に、室内機６０の動作台数等に応じて室外熱交換器８のファン７２の出力を制御して室外熱交換器８における放熱及び吸熱量を制御する。また、室外機制御装置７１は、高圧側圧力或いは外気温度を検知して、暖房時における室外熱交換器８の吸熱能力、冷房時における室外熱交換器８の放熱能力の状態等に応じてリニア三方弁２５の開度を制御し、アキュムレータ７に送る冷却水の流量を調整する。
【００１５】
さらに、室外機制御装置７１は、例えば、室内機６０の運転台数や設定温度の変化、室内機６０が設置してある室内の温度の変化、又は室外機ユニット７０が設置されている屋外での環境変化等の様々な原因により生じる冷媒回路１中の負荷変動を検出し、この負荷変動に応じてエンジンの駆動制御を行う。
以下に、室外機制御装置７１におけるエンジンの駆動制御についてさらに詳細に説明していく。
図４は、室外機制御装置７１におけるエンジン駆動制御部分だけを取り出した概略ブロック図である。尚、本図では説明上理解し易いように各処理を別個に独立して示しているが、実際には室外機制御装置７１はメモリ及びＣＰＵを備え、上述した四方弁、リニア三方弁、及び室外熱交換器用ファン等の制御ロジックと共にメモリに予め記憶された動作プログラムに従って各処理を行い各制御対象に対する制御信号を出力するように構成され得る。
このエンジン駆動制御部は、エンジン回転数検出センサ４２やクランク角度検出センサ４３及び吸気負圧センサ５４等から得られる実際のエンジンの運転状態に関する情報と、冷媒回路１における負荷変動に関する情報とに基づいてエンジン４０におけるスロットル弁５２の開度、燃料制御弁４８の開度、及び点火時期を制御して最適な状態でエンジン４０を駆動させるものである。
図面に示すように、このエンジン駆動制御部は、スロットル開度の制御を行う調速制御部８０と、点火時期及び燃料供給量の基本制御を行う基本点火時期制御部８１及び基本燃料流量制御部８２と、急激な負荷変動時に点火時期及び燃料供給量を一時的に進角及び増量させる加速制御部８３、及びエンジンの運転状態が安定している時の点火時期及び燃料供給量の変化を抑制する安定制御部８４を備えている。
【００１６】
（調速制御）
前記調速制御部８０は、
・実際に可動されている室内機６０の操作部６３における設定温度情報と、その部屋の温度センサ６４から得られる室温情報とに基づいて、設定温度の検知温度との差にその部屋の熱容量を乗算したものを積算して室内機６０側の要求能力とし、この室内機６０側の要求能力に対応してエンジンの目標回転数を算出し、さらに、これに高圧側の冷媒圧力値に応じて補正係数算出部８０ｆにて算出される補正係数を乗算する目標回転数算出部８０ａ、
・エンジン回転数検出センサ４２を構成するパルサコイルからのパルサ信号を入力し、実際のエンジン回転数Ｒｎを算出する実回転数算出部８０ｂ、
・目標回転数Ｒｐと実回転数Ｒｎとの変位差△Ｒを求める変位差算出部８０ｃ、
・前記変位差算出部８０ｃから得られた変位差△Ｒに基づいて目標回転数Ｒｐに対する実回転数Ｒｎの変位の度合い（微分値△Ｒ’）を求める変位度値算出部８０ｄ、
・前記変位差算出部８０ｃ及び変位度算出部８０ｄから得られる変位差△Ｒとその微分値△Ｒ’とから、その時の冷媒回路の要求能力Ｑを満たす出力が得られるようにスロットル開度を補正する割合（補正率Ｔｎ）を推論するファジィ推論部８０ｅ、
・前記ファジィ推論部８０ｅから得られるスロットル補正値Ｔｎと現在のスロットル開度とを加えて、新たなスロットル出力データをパルスモータ５３に出力するためのスロットル出力値算出部８０ｇ
を備えている。
パルスモータ５３は、スロットル弁５２の開度をスロットル出力値とするように回動する。
【００１７】
図５は、上記した調速制御部８０における各処理部の処理の流れを示すフローチャートである。以下にこのフローチャートに従って、調速制御部８０の各処理について説明していき、対応する説明にフローチャートにおけるステップ番号を付す。
前記目標回転数算出部８０ａは、圧力センサ９から得られる冷媒回路中の高圧回路の冷媒圧力Ｐに基づいて、演算式等に基づいて目標エンジン回転数Ｒｐを算出する（ステップ１）。ここで、本実施例における空調装置の最終的な目標について考えると、空調装置は各室内機６０の室内温度センサ６４の検出温度ｔ１と各室内機６０に対する設定温度ｔｓとの誤差を無くすことであり、従って、その部屋の要求能力Ｑは、室内温度ｔ１−設定温度ｔｓの関数となる。この要求能力Ｑに見合うだけの吸熱能力を蒸発器で発揮させるか、放熱能力を凝縮器で発揮させる必要がある。吸熱能力は蒸発器出口のエンタルピーの差に冷媒循環量をかけたものに比例する。そして、冷媒循環量は圧縮機の回転数すなわちエンジン回転数に比例する。同様に、放熱能力は凝縮器入口のエンタルピーと出口におけるエンタルピーの差に冷媒循環量をかけたものに比例し、冷媒循環量はエンジン回転数に比例する。一方、同一冷媒循環量であっても、冷媒の高圧圧力Ｐにより上記蒸発器出口のエンタルピーと入口におけるエンタルピーの差、あるいは凝縮器入口のエンタルピーと出口におけるエンタルピーの差が影響を受け、且つ冷媒の高圧圧力Ｐは圧縮機の回転数すなわちエンジン回転数の影響を受ける。このため、補正係数算出部８０ｆにおいて圧力センサ９による冷媒の高圧圧力Ｐに対応する補正係数を求め、要求能力Ｑに対応して算出される仮の目標エンジン回転数に補正係数を乗算して、エンジンに要求される回転数（すなわち、目標エンジン回転数Ｒｐ）が目標回転数算出部８０ａで算出される。
【００１８】
エンジン回転数算出部８０ｂは、エンジン回転数検出センサ４２を構成するパルサコイルからの信号に基づいて実際のエンジン回転数Ｒｎを算出する。具体的には、例えば、パルサコイルから得られるクランク軸２回転分の信号に基づいて算出したエンジン回転数をＮ回、例えば２回平均した値をエンジン回転数Ｒｎとして出力する（ステップ２）。
【００１９】
変位差算出部８０ｃは目標エンジン回転数Ｒｐから実際のエンジン回転数Ｒｎを減算して変位差△Ｒを算出し（ステップ３）、この変位量△Ｒを変位度算出部８０ｄ及びファジィ推論部８０ｅに出力する。
また、変位度算出部８０ｄは、変位差算出部８０ｃから得られた変位量△Ｒの微分値△Ｒ’を算出し、ファジィ推論部８０ｅに出力する。具体的には、所定のサンプリング時間毎の△Ｒの変化分を算出する（ステップ４）。
【００２０】
ファジィ推論部８０ｅにおいて、変位差△Ｒ、微分値△Ｒ’、及び補正率Ｔｎに対するファジィ集合は、各々図６（ａ）〜（ｃ）に示すメンバーシップ関数で表される。図６（ａ）は、前記変位差△Ｒに対するメンバーシップ関数を示しており、図６（ｂ）は、微分値△Ｒ’に対するメンバーシップ関数を示しており、そして図６（ｃ）は、補正率Ｔｎに対するメンバーシップ関数を示している。図面に示すように、本実施例では、各メンバーシップ関数は、ネガティブベリービックＮＶ、ネガティブビックＮＢ、ネガティブミディアムＮＭ、ネガティブスモールＮＳ、ゼロＺＯ、ポジティブスモールＰＳ、ポジティブミディアムＰＭ、ポジティブビックＰＢ、ポジティブベリービックＰＶの９個のラベルに分けられた三角形構成のものであり、各々、変位差０、微分値０、及び補正率０を中心として、ＰＶに行くほど変位差△Ｒ、微分値△Ｒ’及び補正率Ｔｎがプラス方向に大きくなり、また、ＮＶに行くほど前記各ファクタがマイナス方向に大きくなるように決められている。尚、本実施例では前記変位差△Ｒの範囲は、−１００ｒｐｍ〜＋４００ｒｐｍであり、微分値△Ｒ’の範囲は、−４０〜＋４０であり、補正率Ｔｎの範囲は−１〜１までにしてある。
ファジィ推論部８０ｅでは、変位差△Ｒ及び微分値△Ｒ’に対するメンバーシップ関数（ａ），（ｂ）を前件部メンバーシップ関数とし、補正率Ｔｎに対するメンバーシップ関数（ｃ）を後件部メンバーシップ関数として、図７のファジィルール表に示す予め決めた２３個のルールに従って、その時の変位差△Ｒ及び微分値△Ｒ’に対する補正率Ｂｎのファジィ集合を求める。
具体的には、始めに入力された変位差△Ｒと微分値△Ｒ’に対する各メンバーシップ関数（前件部メンバーシップ関数）のグレードを算出し（ステップ５、６）、次いで前件部メンバーシップ関数のグレードに基づいて、ｍｉｎ−ｍａｘ合成を用いて推論結果となる後件部メンバーシップ関数のファジィ集合Ｔｎ’を求める（ステップ７）。
前記したｍｉｎ−ｍａｘ合成による推論結果である補正率のファジィ集合Ｔｎ’は、ルールを次ぎのように定義すると、式（３）で示すように得られる。
ルール：ｉｆ  △R=Am1 and △R'=Am2 then Tn'=Bm
推論結果  Ｔｎ’＝（Am1'  Am2')  Bm
尚、上記式中、Am1、Am2、及びBm（ｍ＝１〜９）は、全てファジィ集合であり、対応するメンバーシップ関数のラベルＮＶ〜ＰＶに対応しており、また、Am1'、Am2'は、前件部に対する適合度である。
次いで、推論結果である補正率Ｔｎ’のファジィ集合を重心法を用いて脱ファジィ化して最終的な補正率Ｔｎを求め（ステップ８）、この補正率Ｔｎを補正値算出部８０ｇに出力する。
【００２１】
補正値算出部８０ｇでは、前記ファジィ推論部８０ｅで得られた補正率Ｔｎとメモリ中のスロットル開度Ｔｏとを乗算して最終的なスロットル開度の補正値Ｔを算出し（ステップ１０）、これを出力する（ステップ１３）。この補正値Ｔは、具体的には、パルスモータ５３に対するパルス信号として出力され、パルスモータ５３は、この補正値Ｔ分だけスロットル弁５２を回動する。これにより、スロットル弁開度は補正前の開度Ｔｏに補正値Ｔを加えた開度となる。なお、ステップ１３において、メモリ中のスロットル開度Ｔｏは、それ以前のＴｏにＴを加えたものに置き換えられる。これにより、スロットル弁は、その時々のシステムの要求能力Ｑに応じた出力が得られるような開度に調節される。
上記したように変位差△Ｒと変位度△Ｒ’とに基づいてｍｉｎ−ｍａｘ合成法を用いて補正率のファジィ集合Ｔｎ’を推論することにより以下のような効果が得られる。
即ち、システムの要求能力Ｑの変化や、それ以外が原因の負荷変動等がない時のエンジン自体の機械的特性によるエンジン回転数の微変動は、変位度△Ｒ’がある程度の大きさであっても、変位差△Ｒは極めて小さいので結果として推論結果から得られる補正率Ｔｎは非常に小さくほとんど０になり、
また、設定温度の変更等によるシステムの要求能力Ｑの変化の場合には、変位差△Ｒ及び変位度△Ｒ’は共に設定温度と室温との差に比例して大きくなるので、推論結果から得られる補正率Ｔｎも設定温度と室温との差に比例して大きくすることができ、
さらに、急激な室温の変化等が生じた場合には、変位度△Ｒ’は非常に大きくなるので、推論結果から得られる補正率Ｔｎは、その時の変位差△Ｒが大きければ大きい程大きくなる。
従って、エンジン自体の機械的特性による回転変動の影響を受けて必要のない時に頻繁にスロットル弁の開度を微調整することはなくなり、温度設定の変更には応答性良くスロットル弁の開閉を行なうことが可能になる。
【００２２】
また、急激な外気温の変化や室外熱交換器８の放熱あるいは吸熱の変化等が生じた場合においても、この急激な変化は冷媒圧力の変化として把握され、補正係数算出部８０ｆにより、目標エンジン回転数の補正がなされた後、ファジィ推論部８０ｅを経てスロットル弁を駆動するパルスモータ５３が制御されることになる。このため、急激な外気温の変化や室外熱交換器８の放熱あるいは吸熱の変化などが生じた場合には、変位度△Ｒ’は非常に大きくなり、推論結果から得られる補正率Ｔｎは、その時の変位差△Ｒが大きければ大きいほど大きくなり、応答性よくスロットル弁の開閉を行うことが可能になる。
【００２３】
また、始動時においては、始動モータによるクランキング回転数は、エンジン起動後のアイドル回転数よりも低く、このため、変位差△Ｒが大きくなり、推論結果のスロットル開度は大きくなる。即ち、起動後直ちにスロットル開度が大きくなり、エンジンの暖気が早期になされるので、起動後の不調による停止がなくなる。
【００２４】
（基本点火時期制御及び基本燃料流量制御）
次ぎに、基本点火時期制御部８１及び基本燃料流量制御部８２について簡単に説明する。
基本点火時期制御部８１は、前記目標回転数算出部８０ａで算出された目標エンジン回転数と吸気負圧センサ５４から得られる吸気負圧に関する情報と、補正値算出部８０ｇで算出されるスロットル開度補正値Ｔに基づき安定制御がされる場合には、さらに安定制御部８４で算出する下記する遷移時間ＭＴを入力し、予め用意したエンジン回転数及び吸気負圧と基本点火時期とのマップに基づいてその時の運転状態に合った基本点火時期を算出し、クランク角検出センサ４３から得られるクランク角度に合わせて前記基本点火時期で点火プラグが着火するように点火回路に点火信号を出力する。
基本燃料流量制御部８２も、前記制御部８１と同様、前記目標回転数算出部８０ａで算出された目標エンジン回転数Ｒｐと吸気負圧センサ５４から得られる吸気負圧に関する情報と、補正値算出部８０ｇで算出されるスロットル開度補正値Ｔに基づき安定制御がされる場合には、さらに安定制御部８４で算出する下記する遷移時間ＭＴを入力し、予め用意したエンジン回転数及び吸気負圧と燃料制御弁開度とのマップに基づいてその時の運転状態に合った燃料制御弁開度、即ち、燃料供給量を算出し、燃料制御弁４８に出力する。
【００２５】
（加速制御部）
加速制御部８３は、単にスロットル弁５２の開度を大きくしただけではエンジン出力の回復が見込めない場合に、燃料制御弁４８を一時的に開き、さらに点火時期をＭＢＴへ一時的に進角することでエンジン出力の回復を図るためのもので、本明細書では、この制御を加速制御と称する。
図８は、加速制御部８３の処理の流れを示すフローチャートである。以下にこのフローチャートに従って、加速制御部８３の処理について説明していく。対応する説明にフローチャートにおけるステップ番号を付す。尚、この加速制御部の処理は実際には、調速制御部のフローチャートのメインとしたサブルーチンとして構成され得る。
具体的には、この加速制御部８３は、調速制御部８０における補正値算出部８０ｇからの補正信号Ｔを入力し、この補正値Ｔの大きさに基づいて加速制御を実行するか否かの判断を行なう（図５：調速制御のフローチャートのステップ９）。即ち、補正値Ｔが予め決めたスロットル開度の補正上限値Ｙを越えているか否かを判断し、上限値Ｙを越えている場合には加速制御を開始する。
前記上限値Ｙは、例えば、変位差及び変位度が、調速制御部８０のファジィ推論部８０ｅにおいて予め設定したメンバーシップ関数の最大ラベルＰＶを越えてさらに大きい時に、推論結果である補正率Ｔｎが１より大きくなるようにファジィ推論部８０ｅの演算式を構築している場合には、１に選択された補正係数Ｔａ（ｎ）を乗算した値に設定され得、また、ファジィ推論部８０ｅを、推論結果から得られる補正率Ｔｎが１を越えないように構築している場合には、例えば、補正率０．８に補正係数Ｔａを乗算した値等に適宜設定され得る。
このように調速制御部８０から出力される補正値Ｔが上限値Ｙを越えている時は、負荷が急激に極端に大きくなっていることを表すため、スロットル弁の開度を開くだけの出力の増大だけでは出力が足らずエンジンがストールしてしまう場合がある。この時のパワーの不足分を示すパラメータは、補正値Ｔから前記上限値Ｙを減算した値Ｊで表すことができる。
従って、加速制御部８３では、入力された補正値Ｔが上限値Ｙを越えている場合には、前記不足分を表すパラメータＪを算出し（ステップ２１）、前記パラメータＪに予め設定した燃料制御弁加速係数Ｆを乗算して燃料制御弁に対する加速補正値ＴＦを算出する（ステップ２２）。そして、この加速補正値ＴＦを基本燃料流量制御部８２から出力される燃料制御弁開度信号に加算する（ステップ２３）。
点火時期に対しても同様に、前記パラメータＪに点火時期加速係数Ｉを乗算して基本燃料制御弁開度補正値を算出し（ステップ２４）、これを基本点火時期制御部８１から出力される基本点火時期に加算する（ステップ２５）。
これにより、加速制御中は、燃料制御弁及び点火時期が、燃料制御弁の開度を全開を上限として通常運転時より一時的に所定量開き、また、ＭＢＴを上限として通常運転時より一時的に所定量進角する。
このように調速制御部８０から得られる補正値Ｔの大きさを監視することにより、実際にはスロットル弁の開度調整ではカバーしきらない大きな負荷変動を簡単に検出することが可能になり、このような場合にエンジンのパワー回復量が大きい点火時期及び燃料制御弁開度を一時的に補正することでエンジンがパワー不足のためにストールする等の問題がなくなる。
図９に上記した加速制御を行っていないエンジンと、加速制御を行っている本実施例のエンジンとに急激な負荷変動を与えた時のエンジンの運転状態を比較する図であり、この図面からも、加速制御を行なうことによりエンジンのストールがなくなることが分かる。
【００２６】
（安定制御部）
最後に安定制御部８４について説明する。
エンジンがほとんど安定し、システムの要求能力Ｑの変化がない場合には、燃料制御弁及び点火時期を変化させない方がより安定した運転が得られる。しかし、上記したように基本点火時期及び燃料制御弁の開度は、各々エンジン回転数と吸気負圧とのマップにより求めているため、例えば、エンジン回転数や吸気負圧がマップの狭間に位置する値の時には、エンジン自体の機械的特性によるエンジン回転数の微変動等によりマップから得られる基本点火時期及び基本燃料制御弁開度の値が変化してしまい不安定の要因を作ってしまう場合がある。安定制御部８４は、このようなマップ制御及びエンジン自体の機械的特性に起因した問題点を解決するために、エンジンが安定運転している時には、より安定した運転が得られるように点火時期や燃料制御弁開度を制御するためのもので、本明細書ではこの制御を安定制御と称する。
図１０は、安定制御部８４の処理の流れを示すフローチャートである。以下にこのフローチャートに従って、安定制御部８４の処理について説明していく。対応する説明にフローチャートにおけるステップ番号を付す。尚、この安定制御部の処理は実際には、調速制御部のフローチャートのメインとしたサブルーチンとして構成され得る。
具体的には、この安定制御部８４は、調速制御部８０における補正値算出部８０ｇからの補正値Ｔを入力し、この補正値Ｔの大きさに基づいて安定制御を実行するか否かの判断を行なう（図５：調速制御のフローチャートのステップ１０）。即ち、補正値Ｔの絶対値が予め決めた安定レベル値Ｘより小さいか否かを判断し、この安定レベル値Ｘより小さい場合には安定制御を開始する。前記安定レベル値Ｘは、＋−０．２のように適宜設定され得る。（安定レベル値Ｘの設定に対する制限等があれば記載する。）
安定制御部８４は、安定制御中は、補正値Ｔと安定レベル値Ｘとの差Ｋを算出し（ステップ３１）、この差Ｋに予め決めた安定時間係数ＭＴａを乗算して遷移時間ＭＴを算出し（ステップ３２）、基本点火時期制御部８１及び基本燃料流量制御部８２にこれを出力する。
基本点火時期制御部８１及び基本燃料流量制御部８２は、上記した遷移時間ＭＴを入力すると、この遷移時間ＭＴに基づくマップ移動時間でマップ制御を行なうため、例えば、上記したようにエンジン回転数や吸気負圧がマップの狭間に位置する値の時でも頻繁に点火時期や燃料制御弁開度を変えることがなくなるため、要求能力Ｑが安定している時に、エンジンをより安定した状態で運転することが可能になり、その結果、システム全体の安定度が著しく高くなる。
図１１（ａ）及び（ｂ）は共にトルクが一定でスロットルが固定されている時のエンジンの運転状態を示す図であり、（ａ）は安定制御を行っていないエンジンであり、（ｂ）は安定制御を行っている本実施例のエンジンである。この図面からも分かるように安定制御を行なうことにより負荷変動がなくスロットルが固定されている時にエンジンの運転状態が非常に安定する。
また、ファジィ推論を行なうことによりエンジンの機械的特性による変動の影響がスロットル弁の補正値にほとんどでないように設計された調速制御部８０から出力される補正値Ｔに基づいて、エンジンの運転状態の安定の度合いは判断するので、安定レベル値Ｘを非常に小さくすることが可能になり精度の高い安定制御を行なうことが可能になるという効果を奏する。
【００２７】
以上説明した実施例では、調速制御に加速制御及び安定制御を組み合わせたエンジン駆動制御を例に挙げて調速制御について説明しているが、これは本実施例に限定されることなく、加速制御及び安定制御は必要に応じて組み合わせればよい。加速制御及び安定制御を組み合わせればエンジンの運転状態がより安定した信頼性の高いものになることはもちろんである。
また、本実施例では、エンジン回転数の実回転数Ｒｎと目標回転数Ｒｐとの変位差及び変位度（微分値）を用いてファジィ推論を行っているが、これは本実施例に限定されることなく、エンジンの実際の運転状態と目標運転状態を表すパラメータであれば任意のものでよく、例えば、圧力センサ９から得られる高圧側圧力検出値と目標高圧側圧力とをパラメータに用いてもよい。あるいは特に冷房運転時や冷凍運転においては、圧力センサ１０の低圧側圧力検出値と目標低圧側圧力とをパラメータに用いてもよい。
さらに、本実施例では、推論結果に基づいてスロットル弁の開度を操作することによりシステムの要求能力を満たすようにエンジンの調速を行っているが、調速を行なうための操作対象はスロットル弁に限定されることなく、エンジン出力に影響を及ぼす部材であれば任意の部材でよく、例えば、点火時期や燃料流量でもよい。
また、本実施例では、ガスエンジンを用いたヒートポンプを例に挙げてエンジン駆動ヒートポンプについて説明しているが、これは本実施例に限定されることなく、ガソリン燃料等によるエンジンでもよく、この場合には、キャブレタの開度や燃料噴射量等が操作対象と成り得ることはもちろんである。
【００２８】
本実施例では、冷媒圧力、エンジン回転数、吸気負圧、クランク角度等の従来の制御で用いていたパラメータと同じパラメータを使って、調速制御、加速制御及び安定制御を行えるように構成しているので、センサの追加や機械的構成の変更等をすることなく、既存のエンジン駆動ヒートポンプの制御装置に適用することが可能になるという効果を奏する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置におけるエンジンの調速制御方法は、エンジンで圧縮機を駆動し、圧縮機で冷媒を圧縮して冷媒回路中に冷媒を強制循環させ、冷媒回路中に設けた凝縮器及び蒸発器で、それぞれ冷媒の熱交換を行い、設定温度に合った室温が得られるように構成されたエンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置において、前記エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置が、エンジンの調速制御を行うエンジン駆動制御部と、前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出する圧力センサと、実際の室内の空気温度を検知する室温センサと、エンジンの実際の回転数を検出するエンジン回転数検出センサとを有し、前記室温センサが実際の室内の空気温度を検知し、前記エンジン駆動制御部が前記設定温度と室温との差に基づいてエンジンの目標回転数を求め、前記圧力センサが前記圧縮機下流の高圧部分の実際の圧力を検出し、前記エンジン駆動制御部が、圧力検出値に基づいて、圧力検出値が小さい場合には、前記目標回転数を増加補正し、圧力検出値が大きい場合には、前記目標回転数を減少補正し、前記エンジン回転数検出センサがエンジンの実際の回転数を検出し、前記エンジン駆動制御部が前記目標回転数及び実際の回転数の変位差と、実際の回転数の変位の度合いとに基づいて、前記温度差による冷媒回路の要求能力を満たすエンジン出力を得るようにエンジンの運転状態を操作する操作量を推定し、前記エンジン駆動制御部が、通常運転時の点火時期及び／又は燃料供給量を、予め用意したエンジンの運転状態及び点火時期及び／又はエンジンの運転状態及び燃料噴射量のマップにより算出し、前記エンジン駆動制御部が前記推定結果に基づいてエンジンの運転状態が安定状態にあるか否かを監視し、エンジンの運転状態が安定状態にある時に前記マップから得られる点火時期及び燃料噴射量の変化に遷移時間を与えるので、従来のＰＩ制御で生じていた応答性の悪さや、ＰＩＤ制御で生じていた不必要な補正動作を無くすことができ、エンジンの機械的特性の影響を受けずに応答性よくエンジンを制御することができるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エンジン駆動冷媒圧送循環式熱移動装置の一例としてのヒートポンプ、即ち、空調装置の基本構成を示す概略回路図である。
【図２】  エンジン４０の構造を示す概略断面図である。
【図３】  空調装置全体の制御系の概略を示す図である。
【図４】  室外機制御装置７１におけるエンジン駆動制御部分だけを取り出した概略ブロック図である。
【図５】  調速制御部８０における各処理部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】  図６（ａ）〜（ｃ）は変位差△Ｒ、変位度△Ｒ’及び補正率Ｔｎのファジィ集合をメンバーシップ関数で表した図である。
【図７】  ファジィルール表を示す図である。
【図８】  加速制御部８３の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】  （ａ）は加速制御を行っていないエンジンで急激な負荷変動が起きた時のエンジンの運転状態を示す図であり、（ｂ）は加速制御を行っている本実施例のエンジンで急激な負荷変動が起きた時のエンジンの運転状態を示す図である。
【図１０】  安定制御部８４の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】  （ａ）及び（ｂ）は共にトルクが一定でスロットルが固定されている時のエンジンの運転状態を示す図であり、（ａ）は安定制御を行っていないエンジンであり、（ｂ）は安定制御を行っている本実施例のエンジンである。
【符号の説明】
１    冷却回路
２    圧縮機
３    オイルセパレータ
４    四方弁
５    室内熱交換器
６    膨脹弁
７    アキュムレータ
８    室外熱交換器
９    高圧側圧力センサ
１０  低圧側圧力センサ
２０  冷却水回路
２１  ポンプ
２２  排ガス熱交換機
２３  冷却水ジャケット
２４  感温切換弁
２５  リニア三方弁
２６  放熱用熱交換機
２７  冷媒加熱用ライン
２８  冷却用ライン
２９  高温冷却水ライン
３０  低温冷却水ライン
４０  水冷ガスエンジン
４０ａ  シリンダヘッド
４０ｂ  シリンダブロック
４０ｃ  クランクケース
４０ｄ  吸気通路
４０ｅ  排気通路
４１  クランク軸
４２  エンジン回転数検出センサ
４３  クランク角検出センサ
４５  吸気管
４６  エアクリーナ
４７  ミキサ
４８  燃料制御弁
４９  ガバナ
５０  燃料開閉弁
５１  燃料ガスボンベ
５２  スロットル弁
５３  パルスモータ
５４  吸気負圧センサ
５５  排気管
５６  点火プラグ
５７  点火コイル
５８  点火回路
６０  室内機
６１  室内機制御装置
６２  送風用ファン
６３  操作部
６４  室内温度センサ
７０  室外機ユニット
７１  室外機制御装置
７２  ファン
８０  調速制御部
８０ａ  目標回転数算出部
８０ｂ  実回転数算出部
８０ｃ  変位差算出部
８０ｄ  微分値算出部
８０ｅ  ファジィ推論部
８０ｆ  補正係数決定部
８０ｇ  補正値算出部
８１  基本点火時期制御部
８２  基本燃料流量制御部
８３  加速制御部
８４  安定制御部
Ｒｐ  目標回転数
Ｒｎ  実回転数
△Ｒ  変位差
△Ｒ’  微分値
Ｔｎ  補正率
Ｔａ  補正係数
Ｔ    スロットル開度補正値
Ｔｎ’  推論結果としてのファジィ集合
ｔ１  室温
ｔｓ  設定温度
Ｐ    冷媒圧力
Ｙ    補正上限値
Ｊ    補正値と補正上限値との差（出力不足分を表すパラメータ）
Ｆ    燃料制御弁加速補正係数
ＴＦ  燃料制御弁加速補正値
Ｘ    安定レベル値
Ｋ    安定レベル値Ｘと補正値Ｔの絶対値との差
ＭＴａ  安定時間係数
ＭＴ  遷移時間
【図１】
0004088364.tif 000002
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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