JP2002283840A - 蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変容量型圧縮機を有する冷凍サイクルにお
いて、エバ後温度Ｔｅを目標蒸発器後温度Ｔｅｏに近づ
けるのに必要とする時間が長くなることを防止しつつ、
エバ後温度Ｔｅの制御が発散してしまうことを防止す
る。 【解決手段】 可変容量型圧縮機の斜板室内の圧力をＰ
Ｉ制御するとともに、目標蒸発器後温度Ｔｅｏとエバ後
温度Ｔｅと差の絶対値が大きくなるほど、ＰＩ制御式の
比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1の値を大きく
する。これにより、熱負荷変動が大きいときには、速や
かにエバ後温度Ｔｅを目標蒸発器後温度Ｔｅｏに到達さ
せつつ、エバ後温度Ｔｅの制御が発散してしまうことを
防止できる。
いて、エバ後温度Ｔｅを目標蒸発器後温度Ｔｅｏに近づ
けるのに必要とする時間が長くなることを防止しつつ、
エバ後温度Ｔｅの制御が発散してしまうことを防止す
る。 【解決手段】 可変容量型圧縮機の斜板室内の圧力をＰ
Ｉ制御するとともに、目標蒸発器後温度Ｔｅｏとエバ後
温度Ｔｅと差の絶対値が大きくなるほど、ＰＩ制御式の
比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1の値を大きく
する。これにより、熱負荷変動が大きいときには、速や
かにエバ後温度Ｔｅを目標蒸発器後温度Ｔｅｏに到達さ
せつつ、エバ後温度Ｔｅの制御が発散してしまうことを
防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を吸入圧縮す
る圧縮機、及び減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器
を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルに関するもので、車両
用空調装置等の車両用冷凍機に適用して有効である。
る圧縮機、及び減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器
を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルに関するもので、車両
用空調装置等の車両用冷凍機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、一般的
に、サイクル内を循環する冷媒流量（質量流量）を制御
することにより蒸発器での冷凍能力（吸熱量）を制御す
る。そこで、特公平７−６５０３号公報に記載の発明で
は、斜板式の可変容量型圧縮機の吐出容量を制御するこ
とにより、サイクル内を循環する冷媒流量を制御してい
る。
に、サイクル内を循環する冷媒流量（質量流量）を制御
することにより蒸発器での冷凍能力（吸熱量）を制御す
る。そこで、特公平７−６５０３号公報に記載の発明で
は、斜板式の可変容量型圧縮機の吐出容量を制御するこ
とにより、サイクル内を循環する冷媒流量を制御してい
る。
【０００３】因みに、吐出容量とは、シャフトが１回転
する際に圧縮機から吐出される理論体積吐出量であり、
斜板式の可変容量型圧縮機では、斜板室内の圧力を制御
することにより、斜板の傾斜角度、つまりピストンスト
ロークを変えて吐出容量を変化させる。
する際に圧縮機から吐出される理論体積吐出量であり、
斜板式の可変容量型圧縮機では、斜板室内の圧力を制御
することにより、斜板の傾斜角度、つまりピストンスト
ロークを変えて吐出容量を変化させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の発明では、サイクル内を循環する冷媒流量、つま
り圧縮機の吐出流量は、斜板室内の圧力を制御する電磁
制御弁にて電気的に制御されているが、可変容量型の圧
縮機を採用する蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、制御電流
や制御電圧と蒸発器で発揮される冷凍能力とは、必ずし
も線形的に変化しない。
記載の発明では、サイクル内を循環する冷媒流量、つま
り圧縮機の吐出流量は、斜板室内の圧力を制御する電磁
制御弁にて電気的に制御されているが、可変容量型の圧
縮機を採用する蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、制御電流
や制御電圧と蒸発器で発揮される冷凍能力とは、必ずし
も線形的に変化しない。
【０００５】このため、例えば二酸化炭素を冷媒とする
蒸気圧縮式冷凍サイクルのごとく、圧縮機の吐出圧が冷
媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに上記公報
に発明を適用すると、以下のような問題が顕著になる。
蒸気圧縮式冷凍サイクルのごとく、圧縮機の吐出圧が冷
媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルに上記公報
に発明を適用すると、以下のような問題が顕著になる。
【０００６】すなわち、上記公報に記載の発明では、電
磁制御弁にて吐出圧を調圧して斜板室に導入することに
より斜板室内の圧力を制御しているが、超臨界冷凍サイ
クルでは、圧縮機の吐出圧が臨界圧力以上と高いため、
電磁制御弁の開度、つまり制御電流や制御電圧が僅かに
変化しても、斜板室内の圧力が大きく変化する。
磁制御弁にて吐出圧を調圧して斜板室に導入することに
より斜板室内の圧力を制御しているが、超臨界冷凍サイ
クルでは、圧縮機の吐出圧が臨界圧力以上と高いため、
電磁制御弁の開度、つまり制御電流や制御電圧が僅かに
変化しても、斜板室内の圧力が大きく変化する。
【０００７】したがって、制御電流の変化に対して圧縮
機の吐出流量が大きく変化するので、制御電流に対して
蒸発器で発揮される冷凍能力が線形的に変化しない。
機の吐出流量が大きく変化するので、制御電流に対して
蒸発器で発揮される冷凍能力が線形的に変化しない。
【０００８】このため、例えば蒸発器で実際に発揮され
る冷凍能力（以下、この冷凍能力を実冷凍能力と呼
ぶ。）が制御目標冷凍能力より小さい場合に、実冷凍能
力を制御目標冷凍能力に近づけるべく制御電流を変化さ
せると、実冷凍能力が制御目標冷凍能力を大幅に超えて
しまうおそれが高い。
る冷凍能力（以下、この冷凍能力を実冷凍能力と呼
ぶ。）が制御目標冷凍能力より小さい場合に、実冷凍能
力を制御目標冷凍能力に近づけるべく制御電流を変化さ
せると、実冷凍能力が制御目標冷凍能力を大幅に超えて
しまうおそれが高い。
【０００９】逆に、実冷凍能力が制御目標冷凍能力より
大きい場合に、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に近づけ
るべく制御電流を変化させると、実冷凍能力が制御目標
冷凍能力を大幅に下回ってしまうおそれが高い。したが
って、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に収束させること
が難しく、実冷凍能力の制御が発散してしまうおそれが
高い。
大きい場合に、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に近づけ
るべく制御電流を変化させると、実冷凍能力が制御目標
冷凍能力を大幅に下回ってしまうおそれが高い。したが
って、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に収束させること
が難しく、実冷凍能力の制御が発散してしまうおそれが
高い。
【００１０】この問題に対しては、制御電流を決定する
際に制御電流の変化が小さくなるようにすれば、実冷凍
能力の制御が発散してしまうことを防止できるものの、
急速冷房時等の蒸発器における熱負荷が大きく変化した
ときには、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に近づけるの
に時間を要するという問題が発生する。
際に制御電流の変化が小さくなるようにすれば、実冷凍
能力の制御が発散してしまうことを防止できるものの、
急速冷房時等の蒸発器における熱負荷が大きく変化した
ときには、実冷凍能力を制御目標冷凍能力に近づけるの
に時間を要するという問題が発生する。
【００１１】本発明は、上記点に鑑み、実冷凍能力を制
御目標冷凍能力に近づけるのに必要とする時間が長くな
ることを防止しつつ、実冷凍能力制御の発散を防止する
ことを目的とする。
御目標冷凍能力に近づけるのに必要とする時間が長くな
ることを防止しつつ、実冷凍能力制御の発散を防止する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、蒸発器（４
００）が発揮する冷凍能力の目標値を決定する目標冷凍
能力決定手段（７００）と、蒸発器（４００）が現実に
発揮している冷凍能力を検出する冷凍能力検出手段（７
０１）と、目標冷凍能力決定手段（７００）が決定した
目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と冷凍能力検出手段（７０１）
が検出した実冷凍能力（Ｑｅ）との差に基づいて制御目
標値（Ｖ）を決定し、その制御目標値（Ｖ）に従って圧
縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制御手段（７
００）とを有し、制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力
（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が大きくなるほ
ど、大きくなるように選定されることを特徴とする。
成するために、請求項１に記載の発明では、蒸発器（４
００）が発揮する冷凍能力の目標値を決定する目標冷凍
能力決定手段（７００）と、蒸発器（４００）が現実に
発揮している冷凍能力を検出する冷凍能力検出手段（７
０１）と、目標冷凍能力決定手段（７００）が決定した
目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と冷凍能力検出手段（７０１）
が検出した実冷凍能力（Ｑｅ）との差に基づいて制御目
標値（Ｖ）を決定し、その制御目標値（Ｖ）に従って圧
縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制御手段（７
００）とを有し、制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力
（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が大きくなるほ
ど、大きくなるように選定されることを特徴とする。
【００１３】これにより、例えば本発明を空調装置に適
用した場合において、急速冷房時等の蒸発器（４００）
における熱負荷が大きく変化したときには、目標冷凍能
力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対
値（εａ）が大きくなり、補正項（α）も大きくなる。
したがって、実冷凍能力（Ｑｅ）を速やかに増大させる
ことができるので、実冷凍能力（Ｑｅ）を速やかに目標
冷凍能力（Ｑｅｏ）に近づけることができる。
用した場合において、急速冷房時等の蒸発器（４００）
における熱負荷が大きく変化したときには、目標冷凍能
力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対
値（εａ）が大きくなり、補正項（α）も大きくなる。
したがって、実冷凍能力（Ｑｅ）を速やかに増大させる
ことができるので、実冷凍能力（Ｑｅ）を速やかに目標
冷凍能力（Ｑｅｏ）に近づけることができる。
【００１４】一方、実冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力
（Ｑｅｏ）に近づくと、目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷
凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が小さく
なり、補正項（α）が小さくなるので、制御目標値
（Ｖ）の変化量が小さくなる。したがって、実冷凍能力
（Ｑｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に容易に収束させる
ことができるので、実冷凍能力（Ｑｅ）の制御が発散し
てしまうことを防止できる。
（Ｑｅｏ）に近づくと、目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷
凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が小さく
なり、補正項（α）が小さくなるので、制御目標値
（Ｖ）の変化量が小さくなる。したがって、実冷凍能力
（Ｑｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に容易に収束させる
ことができるので、実冷凍能力（Ｑｅ）の制御が発散し
てしまうことを防止できる。
【００１５】以上に述べたように、本発明によれば、実
冷凍能力（Ｑｅ）を目標冷凍能力に近づけるのに必要と
する時間が長くなることを防止しつつ、冷凍能力の制御
が発散してしまうことを防止できる。
冷凍能力（Ｑｅ）を目標冷凍能力に近づけるのに必要と
する時間が長くなることを防止しつつ、冷凍能力の制御
が発散してしまうことを防止できる。
【００１６】なお、制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、請求項２に記載の発明のごとく、目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の
絶対値（εａ）が大きくなるほど、段階的に大きくなる
ように選定してもよい。
（α）の値は、請求項２に記載の発明のごとく、目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の
絶対値（εａ）が大きくなるほど、段階的に大きくなる
ように選定してもよい。
【００１７】また、制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、請求項３に記載の発明のごとく、目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の
絶対値（εａ）が大きくなるほど、連続的に大きくなる
ように選定してもよい。
（α）の値は、請求項３に記載の発明のごとく、目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の
絶対値（εａ）が大きくなるほど、連続的に大きくなる
ように選定してもよい。
【００１８】また、制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、請求項４に記載の発明のごとく、上記数
式１に基づいて選定してもよい。
（α）の値は、請求項４に記載の発明のごとく、上記数
式１に基づいて選定してもよい。
【００１９】また、補正項（α）は、請求項５に記載の
発明のごとく、比例積分制御用関数式の比例制御定数及
び積分制御定数としてもよい。
発明のごとく、比例積分制御用関数式の比例制御定数及
び積分制御定数としてもよい。
【００２０】また、補正項（α）は、請求項６に記載の
発明のごとく、比例積分制御用関数式の比例制御定数、
積分制御定数及び微分制御定数としてもよい。
発明のごとく、比例積分制御用関数式の比例制御定数、
積分制御定数及び微分制御定数としてもよい。
【００２１】請求項７に記載の発明では、冷媒を吸入圧
縮する可変容量型の圧縮機（１００）、及び減圧膨張さ
れた冷媒を蒸発させる蒸発器（４００）を有する蒸気圧
縮式冷凍サイクルであって、蒸発器（４００）が発揮す
る冷凍能力の目標値を決定する目標冷凍能力決定手段
（７００）と、蒸発器（４００）が現実に発揮している
冷凍能力を検出する冷凍能力検出手段（７０１）と、制
御目標値（Ｉ）を決定し、その制御目標値（Ｉ）に従っ
て圧縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制御手段
（７００）とを有し、流量制御手段（７００）は、少な
くとも冷凍能力検出手段（７０１）が検出した実冷凍能
力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の
変化率を越えたときには、前回決定された制御目標値
（Ｉ）を所定量（Δｉ）変化させ、実冷凍能力（Ｑｅ）
の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率以下
であるときには、目標冷凍能力決定手段（７００）が決
定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）と
の差に基づいて制御目標値（Ｉ）を決定することを特徴
とする。
縮する可変容量型の圧縮機（１００）、及び減圧膨張さ
れた冷媒を蒸発させる蒸発器（４００）を有する蒸気圧
縮式冷凍サイクルであって、蒸発器（４００）が発揮す
る冷凍能力の目標値を決定する目標冷凍能力決定手段
（７００）と、蒸発器（４００）が現実に発揮している
冷凍能力を検出する冷凍能力検出手段（７０１）と、制
御目標値（Ｉ）を決定し、その制御目標値（Ｉ）に従っ
て圧縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制御手段
（７００）とを有し、流量制御手段（７００）は、少な
くとも冷凍能力検出手段（７０１）が検出した実冷凍能
力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の
変化率を越えたときには、前回決定された制御目標値
（Ｉ）を所定量（Δｉ）変化させ、実冷凍能力（Ｑｅ）
の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率以下
であるときには、目標冷凍能力決定手段（７００）が決
定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と実冷凍能力（Ｑｅ）と
の差に基づいて制御目標値（Ｉ）を決定することを特徴
とする。
【００２２】これにより、実冷凍能力（Ｑｅ）が大きく
変化したときには、強制的に制御目標値（Ｉ）を変化さ
せて、圧縮機（１００）の吐出容量を即座に変化させて
いくので、実冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力（Ｑｅ
ｏ）に対して大きく相違することなく、実冷凍能力（Ｑ
ｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に素早く近づけることが
できる。
変化したときには、強制的に制御目標値（Ｉ）を変化さ
せて、圧縮機（１００）の吐出容量を即座に変化させて
いくので、実冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力（Ｑｅ
ｏ）に対して大きく相違することなく、実冷凍能力（Ｑ
ｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に素早く近づけることが
できる。
【００２３】請求項８に記載の発明では、実冷凍能力
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が正
であって、かつ、実冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力決
定手段（７００）が決定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）以
上のときには、圧縮機（１００）の吐出容量が減少する
ように制御目標値（Ｉ）を変化させ、実冷凍能力（Ｑ
ｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が負であって、かつ、実
冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力決定手段（７００）が
決定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）以下のときには、圧縮
機（１００）の吐出容量が増大するように制御目標値
（Ｉ）を変化させることを特徴とする。
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が正
であって、かつ、実冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力決
定手段（７００）が決定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）以
上のときには、圧縮機（１００）の吐出容量が減少する
ように制御目標値（Ｉ）を変化させ、実冷凍能力（Ｑ
ｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が負であって、かつ、実
冷凍能力（Ｑｅ）が目標冷凍能力決定手段（７００）が
決定した目標冷凍能力（Ｑｅｏ）以下のときには、圧縮
機（１００）の吐出容量が増大するように制御目標値
（Ｉ）を変化させることを特徴とする。
【００２４】これにより、オーバシュートにより実冷凍
能力（Ｑｅ）が過度に変化しても、素早く実冷凍能力
（Ｑｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に近づけることがで
きる。
能力（Ｑｅ）が過度に変化しても、素早く実冷凍能力
（Ｑｅ）を目標冷凍能力（Ｑｅｏ）に近づけることがで
きる。
【００２５】請求項９に記載の発明では、実冷凍能力
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値が所定値以上のときは、制御目標値（Ｉ）の変化量
を所定量以上とし、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱ
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定値未満のときは、制御目標値
（Ｉ）の変化量を所定量未満とすることを特徴とする。
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値が所定値以上のときは、制御目標値（Ｉ）の変化量
を所定量以上とし、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱ
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定値未満のときは、制御目標値
（Ｉ）の変化量を所定量未満とすることを特徴とする。
【００２６】これにより、実冷凍能力（Ｑｅ）を目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）により素早く近づけることができる。
凍能力（Ｑｅｏ）により素早く近づけることができる。
【００２７】請求項１０に記載の発明では、実冷凍能力
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値に対する制御目標値（Ｉ）の変化量の変化率は、常
に０以上であることを特徴とする。
（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変
化率を越えたときにおいて、流量制御手段（７００）
は、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値に対する制御目標値（Ｉ）の変化量の変化率は、常
に０以上であることを特徴とする。
【００２８】これにより、実冷凍能力（Ｑｅ）を目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）により素早く近づけることができる。
凍能力（Ｑｅｏ）により素早く近づけることができる。
【００２９】なお、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱ
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率以下であるときにお
いては、請求項１１に記載の発明のごとく、比例積分制
御又は比例積分微分制御にて制御目標値（Ｉ）を決定す
ることが望ましい。
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率以下であるときにお
いては、請求項１１に記載の発明のごとく、比例積分制
御又は比例積分微分制御にて制御目標値（Ｉ）を決定す
ることが望ましい。
【００３０】また、流量制御手段（７００）は、請求項
１２に記載の発明のごとく、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化
率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率を越えたか
否かの判定を１０秒以下の間隔で行うことが望ましい。
１２に記載の発明のごとく、実冷凍能力（Ｑｅ）の変化
率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率を越えたか
否かの判定を１０秒以下の間隔で行うことが望ましい。
【００３１】また、請求項１３に記載の発明のごとく、
圧縮機（１００）にて、冷媒を冷媒の臨界圧力以上まで
圧縮する蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用してもよい。
圧縮機（１００）にて、冷媒を冷媒の臨界圧力以上まで
圧縮する蒸気圧縮式冷凍サイクルに適用してもよい。
【００３２】さらに、請求項１４に記載の発明のごと
く、冷媒として二酸化炭素を用いてもよい。
く、冷媒として二酸化炭素を用いてもよい。
【００３３】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００３４】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルを、高圧側の冷媒
圧力、すなわち圧縮機の吐出圧が冷媒の臨界圧力以上と
なる超臨界冷凍サイクルを用いた車両用空調装置に適用
したものであって、図１は超臨界冷凍サイクルの模式図
である。
本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルを、高圧側の冷媒
圧力、すなわち圧縮機の吐出圧が冷媒の臨界圧力以上と
なる超臨界冷凍サイクルを用いた車両用空調装置に適用
したものであって、図１は超臨界冷凍サイクルの模式図
である。
【００３５】図１中、圧縮機１００は走行用エンジンか
ら動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであり、この圧縮
機１００は、例えば特開２０００−２２０５５７号公報
に記載のごとく、斜板の傾斜角度を変えて吐出容量を変
化させる可変容量型の圧縮機である。因みに、本実施形
態では、冷媒として二酸化炭素を用いている。
ら動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであり、この圧縮
機１００は、例えば特開２０００−２２０５５７号公報
に記載のごとく、斜板の傾斜角度を変えて吐出容量を変
化させる可変容量型の圧縮機である。因みに、本実施形
態では、冷媒として二酸化炭素を用いている。
【００３６】なお、傾斜角度、つまり斜板とシャフトと
直交する方向とのなす角の調整は、圧縮機１００の吐出
圧を電磁制御弁１１０にて調圧して圧縮機１００の斜板
室に導入する、又は斜板室内の冷媒を圧縮機の吸入側に
戻すことにより、斜板室内の圧力を制御して行う。
直交する方向とのなす角の調整は、圧縮機１００の吐出
圧を電磁制御弁１１０にて調圧して圧縮機１００の斜板
室に導入する、又は斜板室内の冷媒を圧縮機の吸入側に
戻すことにより、斜板室内の圧力を制御して行う。
【００３７】具体的には、斜板室内の圧力を下げると、
斜板の傾斜角度が大きくなり吐出容量が増大し、逆に、
斜板室内の圧力を上げると、斜板の傾斜角度が小さくな
り吐出容量が減少する。
斜板の傾斜角度が大きくなり吐出容量が増大し、逆に、
斜板室内の圧力を上げると、斜板の傾斜角度が小さくな
り吐出容量が減少する。
【００３８】また、放熱器２００は室外空気と冷媒との
間で熱交換を行う高圧側熱交換器であり、減圧器３００
は放熱器２００から流出する冷媒を減圧膨張させる減圧
手段であり、蒸発器４００は減圧器３００にて気液２相
状態となった冷媒のうち液相冷媒を蒸発させて冷凍能力
を発生させて室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交
換器である。
間で熱交換を行う高圧側熱交換器であり、減圧器３００
は放熱器２００から流出する冷媒を減圧膨張させる減圧
手段であり、蒸発器４００は減圧器３００にて気液２相
状態となった冷媒のうち液相冷媒を蒸発させて冷凍能力
を発生させて室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱交
換器である。
【００３９】アキュムレータ５００は、冷媒を気相冷媒
と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒を圧縮機１
００の吸入側に向けて流出させる気液分離手段であり、
内部熱交換器６００は、アキュムレータ５００から流出
する冷媒と放熱器２００から流出する冷媒とを熱交換す
るものである。
と液相冷媒とに分離するとともに、気相冷媒を圧縮機１
００の吸入側に向けて流出させる気液分離手段であり、
内部熱交換器６００は、アキュムレータ５００から流出
する冷媒と放熱器２００から流出する冷媒とを熱交換す
るものである。
【００４０】第１温度センサ７０１は蒸発器４００を通
過した直後の空気温度をを検出することにより蒸発器４
００が現実に発揮している冷凍能力を検出する冷凍能力
検出手段であり、この第１温度センサ７０１の検出温度
（以下、エバ後温度Ｔｅと表記する。）は、電磁制御弁
１１０の開度を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７００
に入力されている。
過した直後の空気温度をを検出することにより蒸発器４
００が現実に発揮している冷凍能力を検出する冷凍能力
検出手段であり、この第１温度センサ７０１の検出温度
（以下、エバ後温度Ｔｅと表記する。）は、電磁制御弁
１１０の開度を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７００
に入力されている。
【００４１】なお、ＥＣＵ７００には、エバ後温度Ｔｅ
に加えて、車室内の空気温度を検出する第２温度センサ
７０２、車室外の空気温度を検出する第３温度センサ７
０３、及び車両に降り注がれる日射量を検出する日射セ
ンサ７０４等の空調センサの検出値、並びに乗員の手動
操作により乗員が希望する車室内温度（希望室内温度）
を設定入力する温度設定器７０５の設定温度Ｔｓｅｔが
入力されている。
に加えて、車室内の空気温度を検出する第２温度センサ
７０２、車室外の空気温度を検出する第３温度センサ７
０３、及び車両に降り注がれる日射量を検出する日射セ
ンサ７０４等の空調センサの検出値、並びに乗員の手動
操作により乗員が希望する車室内温度（希望室内温度）
を設定入力する温度設定器７０５の設定温度Ｔｓｅｔが
入力されている。
【００４２】次に、本実施形態に係る空調装置における
圧縮機１００の特徴的制御作動について述べる。
圧縮機１００の特徴的制御作動について述べる。
【００４３】図２に示すフローチャートは、空調装置、
つまり圧縮機１００の起動と同時に実行されるメインプ
ロシージャであり、空調装置の起動と同時に空調センサ
の検出値及び設定温度Ｔｓｅｔを読み込むとともに、こ
れら読み込んだ値に基づいて下記の数式２に従って車室
内に吹き出す空気の温度、つまり目標吹出温度ＴＡＯを
算出する（Ｓ１００）。
つまり圧縮機１００の起動と同時に実行されるメインプ
ロシージャであり、空調装置の起動と同時に空調センサ
の検出値及び設定温度Ｔｓｅｔを読み込むとともに、こ
れら読み込んだ値に基づいて下記の数式２に従って車室
内に吹き出す空気の温度、つまり目標吹出温度ＴＡＯを
算出する（Ｓ１００）。
【００４４】
【数２】ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋ
ａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ−Ｃ１Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａ
ｍ、Ｋｓ：ゲイン Ｃ１：定数 Ｔｒ：室内空気温度（第２温度センサ７０２の検出温
度） Ｔａｍ：室外空気温度（第３温度センサ７０３の検出温
度） Ｔｓ：日射センサ７０４の検出値 次に、Ｓ１００にて算出されたＴＡＯに基づいて、蒸発
器４００を通過した直後の空気温度の目標値、つまり目
標蒸発器後温度Ｔｅｏを決定する（Ｓ１１０）。因み
に、Ｔｅｏは、図３に示すように、ＴＡＯが高くなるほ
ど、高くなるように決定されるとともに、ＴＡＯの上昇
過程と下降過程とで所定のヒステリシスが設けられい
る。
ａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ−Ｃ１Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａ
ｍ、Ｋｓ：ゲイン Ｃ１：定数 Ｔｒ：室内空気温度（第２温度センサ７０２の検出温
度） Ｔａｍ：室外空気温度（第３温度センサ７０３の検出温
度） Ｔｓ：日射センサ７０４の検出値 次に、Ｓ１００にて算出されたＴＡＯに基づいて、蒸発
器４００を通過した直後の空気温度の目標値、つまり目
標蒸発器後温度Ｔｅｏを決定する（Ｓ１１０）。因み
に、Ｔｅｏは、図３に示すように、ＴＡＯが高くなるほ
ど、高くなるように決定されるとともに、ＴＡＯの上昇
過程と下降過程とで所定のヒステリシスが設けられい
る。
【００４５】ここで、Ｔｅｏは、蒸発器４００を通過し
た直後の空気温度の目標値であるので、Ｔｅｏが小さく
なるほど、蒸発器４００が発揮する冷凍能力の目標値Ｑ
ｅｏ（以下、この目標値を目標冷凍能力Ｑｅｏと呼ぶ）
を大きくする必要があり、逆に、Ｔｅｏが大きくなるほ
ど、目標冷凍能力Ｑｅｏを小さくする必要がある。つま
り、Ｔｅｏを決定するとは、本実施形態では、目標冷凍
能力Ｑｅｏを決定することを意味する。
た直後の空気温度の目標値であるので、Ｔｅｏが小さく
なるほど、蒸発器４００が発揮する冷凍能力の目標値Ｑ
ｅｏ（以下、この目標値を目標冷凍能力Ｑｅｏと呼ぶ）
を大きくする必要があり、逆に、Ｔｅｏが大きくなるほ
ど、目標冷凍能力Ｑｅｏを小さくする必要がある。つま
り、Ｔｅｏを決定するとは、本実施形態では、目標冷凍
能力Ｑｅｏを決定することを意味する。
【００４６】同様に、エバ後温度Ｔｅ（以下、Ｔｅと略
す。）が小さくなるほど、蒸発器４００が現実に発揮し
ている冷凍能力Ｑｅが大きくなり、逆に、Ｔｅが大きく
なるほど、蒸発器４００が現実に発揮している冷凍能力
Ｑｅが小さくなることから、Ｔｅを検出するとは、本実
施形態では、蒸発器４００が現実に発揮している冷凍能
力Ｑｅを検出することを意味する。
す。）が小さくなるほど、蒸発器４００が現実に発揮し
ている冷凍能力Ｑｅが大きくなり、逆に、Ｔｅが大きく
なるほど、蒸発器４００が現実に発揮している冷凍能力
Ｑｅが小さくなることから、Ｔｅを検出するとは、本実
施形態では、蒸発器４００が現実に発揮している冷凍能
力Ｑｅを検出することを意味する。
【００４７】そして、ＴｅがＴｅｏとなるように、下記
の数式３に基づいて、電磁制御弁１１０の制御電圧、す
なわち制御目標値Ｖを比例積分制御（ＰＩ制御）して、
圧縮機１００の吐出容量、つまり蒸発器４００の能力を
制御する（Ｓ１２０）。なお、電磁制御弁１１０の制御
電圧を変化させるると、電磁制御弁１１０に流れる電流
が変化するので、電磁制御弁１１０の制御電圧を制御す
るとは、電磁制御弁１１０に通電する制御電流を制御す
ることを意味する。
の数式３に基づいて、電磁制御弁１１０の制御電圧、す
なわち制御目標値Ｖを比例積分制御（ＰＩ制御）して、
圧縮機１００の吐出容量、つまり蒸発器４００の能力を
制御する（Ｓ１２０）。なお、電磁制御弁１１０の制御
電圧を変化させるると、電磁制御弁１１０に流れる電流
が変化するので、電磁制御弁１１０の制御電圧を制御す
るとは、電磁制御弁１１０に通電する制御電流を制御す
ることを意味する。
【００４８】
【数３】Ｖ＝Ｋｐ×（ε＋Ｔｉ-1×∫ε・ｄｔ） 但し ε＝Ｔｅｏ−Ｔｅ Ｋｐ：比例制御定数 Ｔｉ-1：積分制御定数 このとき、比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1の
値は一定ではなく、図４に示すように、ＴｅｏとＴｅと
の差εの絶対値εａ（＝｜ε｜）が大きくなるほど、段
階的に大きくなるように選定される。
値は一定ではなく、図４に示すように、ＴｅｏとＴｅと
の差εの絶対値εａ（＝｜ε｜）が大きくなるほど、段
階的に大きくなるように選定される。
【００４９】このため、本実施形態では、ＴｅｏとＴｅ
との差の絶対値εａ（以下、この値を目標残差εａと呼
ぶ。）が大きくなるほど、比例制御定数Ｋｐ及び積分制
御定数Ｔｉ-1の値を固定値としたときの制御電圧Ｖｏに
対して、大きくなるように制御電圧Ｖが補正される。そ
こで、本実施形態では、比例制御定数Ｋｐ及び積分制御
定数Ｔｉ-1を総称して補正項αと呼ぶ。
との差の絶対値εａ（以下、この値を目標残差εａと呼
ぶ。）が大きくなるほど、比例制御定数Ｋｐ及び積分制
御定数Ｔｉ-1の値を固定値としたときの制御電圧Ｖｏに
対して、大きくなるように制御電圧Ｖが補正される。そ
こで、本実施形態では、比例制御定数Ｋｐ及び積分制御
定数Ｔｉ-1を総称して補正項αと呼ぶ。
【００５０】なお、図４では、比例制御定数Ｋｐと積分
制御定数Ｔｉ-1との値が同一値のように描かれている
が、図４は比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ
-1（補正項α）の特性を示すもので、必ずしも、比例制
御定数Ｋｐと積分制御定数Ｔｉ-1との値が同一値である
ことを意味するものではない。
制御定数Ｔｉ-1との値が同一値のように描かれている
が、図４は比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ
-1（補正項α）の特性を示すもので、必ずしも、比例制
御定数Ｋｐと積分制御定数Ｔｉ-1との値が同一値である
ことを意味するものではない。
【００５１】次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５２】本実施形態によれば、目標残差εａが大き
くなるほど、補正項αが大きくなるように選定されるの
で、例えば急速冷房時等の蒸発器４００における熱負荷
が大きく変化したときには、目標残差εａが大きくな
り、補正項αも大きくなる。したがって、実冷凍能力を
速やかに増大させることができるので、実際の冷凍能力
Ｑｅを速やかに目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけることがで
きる。
くなるほど、補正項αが大きくなるように選定されるの
で、例えば急速冷房時等の蒸発器４００における熱負荷
が大きく変化したときには、目標残差εａが大きくな
り、補正項αも大きくなる。したがって、実冷凍能力を
速やかに増大させることができるので、実際の冷凍能力
Ｑｅを速やかに目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけることがで
きる。
【００５３】一方、実冷凍能力Ｑｅが目標冷凍能力Ｑｅ
ｏに近づくと、目標残差εａが小さくなり、補正項αが
小さくなるので、制御電圧Ｖの変化量が小さくなるの
で、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに容易に収束
させることができ、実際の冷凍能力Ｑｅの制御が発散し
てしまうことを防止できる。
ｏに近づくと、目標残差εａが小さくなり、補正項αが
小さくなるので、制御電圧Ｖの変化量が小さくなるの
で、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに容易に収束
させることができ、実際の冷凍能力Ｑｅの制御が発散し
てしまうことを防止できる。
【００５４】以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、実際の冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけ
るのに必要とする時間が長くなることを防止しつつ、冷
凍能力制御、つまりエバ後温度Ｔｅ制御が発散してしま
うことを防止できる。
ば、実際の冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけ
るのに必要とする時間が長くなることを防止しつつ、冷
凍能力制御、つまりエバ後温度Ｔｅ制御が発散してしま
うことを防止できる。
【００５５】なお、上述の説明からも明らかなように、
本実施形態は、蒸発器４００を通過する風量の変化に伴
う熱負荷変動や設定温度Ｔｓｅｔの変更よるＴＡＯの変
化に伴う熱負荷変動に対しても、速やかに実際の冷凍能
力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけつつ、冷凍能力制
御、つまりエバ後温度Ｔｅ制御が発散してしまうことを
防止できる。
本実施形態は、蒸発器４００を通過する風量の変化に伴
う熱負荷変動や設定温度Ｔｓｅｔの変更よるＴＡＯの変
化に伴う熱負荷変動に対しても、速やかに実際の冷凍能
力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑｅｏに近づけつつ、冷凍能力制
御、つまりエバ後温度Ｔｅ制御が発散してしまうことを
防止できる。
【００５６】（第２実施形態）第１実施形態では、目標
残差εａの変化に対して補正項αを段階的に変化させた
が、本実施形態は、図５、６に示すように、目標残差ε
ａが大きくなるほど、補正項αが連続的に大きくなるよ
うに、目標残差εａの変化に対して補正項αを連続に変
化させたものである。
残差εａの変化に対して補正項αを段階的に変化させた
が、本実施形態は、図５、６に示すように、目標残差ε
ａが大きくなるほど、補正項αが連続的に大きくなるよ
うに、目標残差εａの変化に対して補正項αを連続に変
化させたものである。
【００５７】なお、補正項αの値は、下記の数式４に表
され、図５はｎ＝１としたときの補正項αの特性図であ
り、図６はｎ＝２としたときの補正項αの特性図であ
る。因みに、ｎを大きくすれば、目標残差εａに対して
非線形的に補正項αを大きくすることができる。
され、図５はｎ＝１としたときの補正項αの特性図であ
り、図６はｎ＝２としたときの補正項αの特性図であ
る。因みに、ｎを大きくすれば、目標残差εａに対して
非線形的に補正項αを大きくすることができる。
【００５８】
【数４】α＝ａ×｜ε｜n＋ｂ 但し α：補正項（α）の値 ａ、ｂ：定数 ｎ：正の実数 なお、図５、６では、比例制御定数Ｋｐと積分制御定数
Ｔｉ-1との値が同一値のように描かれているが、図５、
６は比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1（補正項
α）の特性を示すもので、必ずしも、比例制御定数Ｋｐ
と積分制御定数Ｔｉ-1との値が同一値であることを意味
するものではない。したがって、定数ａ、ｂは、比例制
御定数Ｋｐを決定するための定数ａ、ｂと積分制御定数
Ｔｉ-1を決定するための定数ａ、ｂと相違させてもよ
い。
Ｔｉ-1との値が同一値のように描かれているが、図５、
６は比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1（補正項
α）の特性を示すもので、必ずしも、比例制御定数Ｋｐ
と積分制御定数Ｔｉ-1との値が同一値であることを意味
するものではない。したがって、定数ａ、ｂは、比例制
御定数Ｋｐを決定するための定数ａ、ｂと積分制御定数
Ｔｉ-1を決定するための定数ａ、ｂと相違させてもよ
い。
【００５９】（第３実施形態）上述の実施形態では、制
御電圧Ｖを比例積分制御にて決定したが、本実施形態で
は、下記の数式５に示すような比例積分微分制御（ＰＩ
Ｄ制御）にて制御電圧Ｖを決定してもよい。
御電圧Ｖを比例積分制御にて決定したが、本実施形態で
は、下記の数式５に示すような比例積分微分制御（ＰＩ
Ｄ制御）にて制御電圧Ｖを決定してもよい。
【００６０】なお、この場合は、比例制御定数Ｋｐ、積
分制御定数Ｔｉ-1及び微分制御定数Ｔｄの三つが補正項
αとなる。
分制御定数Ｔｉ-1及び微分制御定数Ｔｄの三つが補正項
αとなる。
【００６１】
【数５】Ｖ＝Ｋｐ×（ε＋Ｔｉ-1×∫ε・ｄｔ＋Ｔｄ・
ｄε/ｄｔ） （第４実施形態）第１〜３実施形態では、目標残差εａ
基づいて補正項αを変化させるものであたが、本実施形
態は、実冷凍能力Ｑｅを示すパラメータであるＴｅ（エ
バ後温度）の変化率ｄＴｅ／ｄｔの絶対値（＝｜ｄＴｅ
／ｄｔ｜）が所定の変化率を越えたときには、前回決定
された制御電圧Ｖ、すなわち制御電流値Ｉを所定量Δｉ
変化させ、一方、Ｔｅの変化率ｄＴｅ／ｄｔの絶対値が
所定の変化率以下であるときには、上記の数式３（比例
積分制御）又は数式４（比例積分微分制御）を用いてＴ
ｅｏ（目標蒸発器後温度）とＴｅとの差に基づいて制御
電圧Ｖ、すなわち制御電流値Ｉを決定する。
ｄε/ｄｔ） （第４実施形態）第１〜３実施形態では、目標残差εａ
基づいて補正項αを変化させるものであたが、本実施形
態は、実冷凍能力Ｑｅを示すパラメータであるＴｅ（エ
バ後温度）の変化率ｄＴｅ／ｄｔの絶対値（＝｜ｄＴｅ
／ｄｔ｜）が所定の変化率を越えたときには、前回決定
された制御電圧Ｖ、すなわち制御電流値Ｉを所定量Δｉ
変化させ、一方、Ｔｅの変化率ｄＴｅ／ｄｔの絶対値が
所定の変化率以下であるときには、上記の数式３（比例
積分制御）又は数式４（比例積分微分制御）を用いてＴ
ｅｏ（目標蒸発器後温度）とＴｅとの差に基づいて制御
電圧Ｖ、すなわち制御電流値Ｉを決定する。
【００６２】なお、前述したように、Ｔｅが小さくなる
ほど実冷凍能力Ｑｅが大きくなり、逆に、Ｔｅが大きく
なるほど実冷凍能力Ｑｅが小さくなるので、ｄＴｅ／ｄ
ｔが正のとき、つまりＴｅが上昇傾向にあるときには、
実冷凍能力Ｑｅの変化率ｄＱｅ／ｄｔが負となり、逆
に、ｄＴｅ／ｄｔが負のとき、つまりＴｅが下降傾向に
あるときには、実冷凍能力Ｑｅの変化率ｄＱｅ／ｄｔが
正となる。
ほど実冷凍能力Ｑｅが大きくなり、逆に、Ｔｅが大きく
なるほど実冷凍能力Ｑｅが小さくなるので、ｄＴｅ／ｄ
ｔが正のとき、つまりＴｅが上昇傾向にあるときには、
実冷凍能力Ｑｅの変化率ｄＱｅ／ｄｔが負となり、逆
に、ｄＴｅ／ｄｔが負のとき、つまりＴｅが下降傾向に
あるときには、実冷凍能力Ｑｅの変化率ｄＱｅ／ｄｔが
正となる。
【００６３】因みに、本実施形態においては、補正項α
は定数とするが、勿論、第１〜３実施形態のごとく、目
標残差εａ基づいて補正項αを変化させてもよい。
は定数とするが、勿論、第１〜３実施形態のごとく、目
標残差εａ基づいて補正項αを変化させてもよい。
【００６４】以下に、本実施形態の特徴的制御フローを
図７に基づいて述べる。
図７に基づいて述べる。
【００６５】空調装置の起動と同時に空調センサの検出
値及び設定温度Ｔｓｅｔを読み込むとともに、これら読
み込んだ値に基づいて上記の数式２に従って車室内に吹
き出す空気の温度、つまり目標吹出温度ＴＡＯを算出す
る（Ｓ２００）。
値及び設定温度Ｔｓｅｔを読み込むとともに、これら読
み込んだ値に基づいて上記の数式２に従って車室内に吹
き出す空気の温度、つまり目標吹出温度ＴＡＯを算出す
る（Ｓ２００）。
【００６６】次に、Ｓ２００にて算出されたＴＡＯに基
づいて、図３に示すマップに基づいてＴｅｏを決定した
後（Ｓ２１０）、Ｔｅの変化率ｄＴｅ／ｄｔを算出して
（Ｓ２２０）、Ｔｅが上昇傾向にある（ｄＴｅ／ｄｔ＞
０）か、Ｔｅが下降傾向にある（ｄＴｅ／ｄｔ＜０）
か、又はＴｅの変化が無い（ｄＴｅ／ｄｔ＝０）かを判
定する（Ｓ２３０）。
づいて、図３に示すマップに基づいてＴｅｏを決定した
後（Ｓ２１０）、Ｔｅの変化率ｄＴｅ／ｄｔを算出して
（Ｓ２２０）、Ｔｅが上昇傾向にある（ｄＴｅ／ｄｔ＞
０）か、Ｔｅが下降傾向にある（ｄＴｅ／ｄｔ＜０）
か、又はＴｅの変化が無い（ｄＴｅ／ｄｔ＝０）かを判
定する（Ｓ２３０）。
【００６７】そして、Ｔｅが下降傾向にある場合には、
Ｔｅの変化率の絶対値が所定の変化率εｏｄより大きい
か否かを判定して（Ｓ２４０）、Ｔｅの変化率の絶対値
が所定の変化率εｏｄより大きい場合には、ＴｅがＴｅ
ｏに基づいて決定された設定値より大きいか否かを判定
する（Ｓ２５０）。
Ｔｅの変化率の絶対値が所定の変化率εｏｄより大きい
か否かを判定して（Ｓ２４０）、Ｔｅの変化率の絶対値
が所定の変化率εｏｄより大きい場合には、ＴｅがＴｅ
ｏに基づいて決定された設定値より大きいか否かを判定
する（Ｓ２５０）。
【００６８】なお、本実施形態では、Ｔｅｏに基づいて
決定された設定値として、Ｔｅｏを中心とした所定の温
度範囲、すなわちＴｅｏ＋α又はＴｅｏ−αを設定値と
している。但し、αは０以上の実数である。
決定された設定値として、Ｔｅｏを中心とした所定の温
度範囲、すなわちＴｅｏ＋α又はＴｅｏ−αを設定値と
している。但し、αは０以上の実数である。
【００６９】そして、ＴｅがＴｅｏに基づいて決定され
た設定値以下である場合には、実冷凍能力がＱｅが目標
冷凍能力Ｑｅｏを越えているものとみなして、前回決定
された制御電流値値Ｉn-1から所定電流値Δｉａｄを引
いた値を今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ２６０）。
た設定値以下である場合には、実冷凍能力がＱｅが目標
冷凍能力Ｑｅｏを越えているものとみなして、前回決定
された制御電流値値Ｉn-1から所定電流値Δｉａｄを引
いた値を今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ２６０）。
【００７０】一方、ＴｅがＴｅｏに基づいて決定された
設定値を越えている場合には、実冷凍能力がＱｅが目標
冷凍能力Ｑｅｏに対して足りない、又は満たしているも
のと見なして、制御電流値Ｉを強制的に小さくすること
なく、数式３又は数式４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づ
いて制御電流値Ｉを決定する（Ｓ２７０）。なお、この
場合、前回決定された制御電流値値Ｉn-1を今回の制御
電流値Ｉnとしてもよい。
設定値を越えている場合には、実冷凍能力がＱｅが目標
冷凍能力Ｑｅｏに対して足りない、又は満たしているも
のと見なして、制御電流値Ｉを強制的に小さくすること
なく、数式３又は数式４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づ
いて制御電流値Ｉを決定する（Ｓ２７０）。なお、この
場合、前回決定された制御電流値値Ｉn-1を今回の制御
電流値Ｉnとしてもよい。
【００７１】また、Ｔｅが上昇傾向にある場合には、Ｔ
ｅの変化率の絶対値が所定の変化率εｏｕより大きいか
否かを判定して（Ｓ２８０）、Ｔｅの変化率の絶対値が
所定の変化率εｏｕより大きい場合には、ＴｅがＴｅｏ
に基づいて決定された設定値より小さいか否かを判定す
る（Ｓ２９０）。
ｅの変化率の絶対値が所定の変化率εｏｕより大きいか
否かを判定して（Ｓ２８０）、Ｔｅの変化率の絶対値が
所定の変化率εｏｕより大きい場合には、ＴｅがＴｅｏ
に基づいて決定された設定値より小さいか否かを判定す
る（Ｓ２９０）。
【００７２】そして、ＴｅがＴｅｏに基づいて決定され
た設定値を越えている場合には、実冷凍能力がＱｅが目
標冷凍能力Ｑｅｏに対して足りないものと見なして、前
回決定された制御電流値値Ｉn-1から所定電流値Δｉａ
ｄを加えた値を今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ３０
０）。
た設定値を越えている場合には、実冷凍能力がＱｅが目
標冷凍能力Ｑｅｏに対して足りないものと見なして、前
回決定された制御電流値値Ｉn-1から所定電流値Δｉａ
ｄを加えた値を今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ３０
０）。
【００７３】一方、ＴｅがＴｅｏに基づいて決定された
設定値以下である場合には、実冷凍能力がＱｅが目標冷
凍能力Ｑｅｏを越えている、又は満たしているものと見
なして、制御電流値Ｉを強制的に大きくすることなく、
数式３又は数式４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づいて制
御電流値Ｉを決定する（Ｓ２７０）。なお、この場合、
前回決定された制御電流値値Ｉn-1を今回の制御電流値
Ｉnとしてもよい。
設定値以下である場合には、実冷凍能力がＱｅが目標冷
凍能力Ｑｅｏを越えている、又は満たしているものと見
なして、制御電流値Ｉを強制的に大きくすることなく、
数式３又は数式４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づいて制
御電流値Ｉを決定する（Ｓ２７０）。なお、この場合、
前回決定された制御電流値値Ｉn-1を今回の制御電流値
Ｉnとしてもよい。
【００７４】因みに、Ｔｅの変化が無い（ｄＴｅ／ｄｔ
＝０）場合には、前回決定された制御電流値値Ｉn-1を
今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ３１０）。
＝０）場合には、前回決定された制御電流値値Ｉn-1を
今回の制御電流値Ｉnとする（Ｓ３１０）。
【００７５】また、Ｓ２４０にてＴｅの変化率の絶対値
が所定の変化率εｏｄ以下であると判定されたとき、又
はＳ２８０にてＴｅの変化率の絶対値が所定の変化率ε
ｏｕ以下であると判定されたときには、数式３又は数式
４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づいて制御電流値Ｉを決
定する（Ｓ２７０）。
が所定の変化率εｏｄ以下であると判定されたとき、又
はＳ２８０にてＴｅの変化率の絶対値が所定の変化率ε
ｏｕ以下であると判定されたときには、数式３又は数式
４にてＴｅｏとＴｅとの差に基づいて制御電流値Ｉを決
定する（Ｓ２７０）。
【００７６】次に、Ｓ２６０、Ｓ２７０、Ｓ３００及び
Ｓ３１０のいずれかで決定された制御電流値Ｉを電磁制
御弁１１０に通電して圧縮機１００の吐出容量を制御す
る（Ｓ３２０）。
Ｓ３１０のいずれかで決定された制御電流値Ｉを電磁制
御弁１１０に通電して圧縮機１００の吐出容量を制御す
る（Ｓ３２０）。
【００７７】ここで、Ｓ２００〜Ｓ３２０に示されたル
ーチンを１サイクルとして、所定時間ｔｏ（例えば、１
０秒）毎に実行するするため、Ｓ２００を実行した時を
基準とするタイマー時間ｔが所定時間ｔｏを越えたか否
かを判定し（Ｓ３３０）、タイマー時間ｔが所定時間ｔ
ｏを越えた場合には、Ｓ２００に戻って再び、Ｓ２００
以下のフローを実行する。
ーチンを１サイクルとして、所定時間ｔｏ（例えば、１
０秒）毎に実行するするため、Ｓ２００を実行した時を
基準とするタイマー時間ｔが所定時間ｔｏを越えたか否
かを判定し（Ｓ３３０）、タイマー時間ｔが所定時間ｔ
ｏを越えた場合には、Ｓ２００に戻って再び、Ｓ２００
以下のフローを実行する。
【００７８】したがって、制御電流値Ｉは所定時間ｔｏ
毎に更新されとともに、Ｔｅの変化率は、本実施形態で
は、前回検出したＴｅn-1と今回検出したＴｅnとの差を
所定時間ｔｏで除した値、すなわち（Ｔｅn−Ｔｅn-1）
／ｔｏとなる。
毎に更新されとともに、Ｔｅの変化率は、本実施形態で
は、前回検出したＴｅn-1と今回検出したＴｅnとの差を
所定時間ｔｏで除した値、すなわち（Ｔｅn−Ｔｅn-1）
／ｔｏとなる。
【００７９】次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００８０】図８（ａ）は本実施形態に係る空調装置に
おけるＴｅ及び制御電流Ｉの変化を示すもので、図８
（ｂ）は比例積分制御のみで制御電流Ｉを決定した場合
におけるＴｅ及び制御電流Ｉの変化を示すものである。
おけるＴｅ及び制御電流Ｉの変化を示すもので、図８
（ｂ）は比例積分制御のみで制御電流Ｉを決定した場合
におけるＴｅ及び制御電流Ｉの変化を示すものである。
【００８１】そして、図８から明らかなように、比例積
分制御のみでは、Ｔｅの変化に対して、比例制御定数や
積分制御定数等の制御定数が小さく、かつ、Ｔｅが下が
り始めた時点Ａにおいて、ＴｅとＴｅｏとの差が比較的
小さいため、制御電流Ｉの低下率が小さい。
分制御のみでは、Ｔｅの変化に対して、比例制御定数や
積分制御定数等の制御定数が小さく、かつ、Ｔｅが下が
り始めた時点Ａにおいて、ＴｅとＴｅｏとの差が比較的
小さいため、制御電流Ｉの低下率が小さい。
【００８２】このため、風量が低下して熱負荷が急激に
小さくなったにもかかわらず、圧縮機１００の吐出容量
が大きいままで、実冷凍能力Ｑｅが目標冷凍能力Ｑｅｏ
を上回ったままとなり、Ｔｅが急激に低下する。
小さくなったにもかかわらず、圧縮機１００の吐出容量
が大きいままで、実冷凍能力Ｑｅが目標冷凍能力Ｑｅｏ
を上回ったままとなり、Ｔｅが急激に低下する。
【００８３】これに対して、本実施形態では、Ｔｅが大
きく変化したときには、強制的に制御電流ＩをΔｉａｄ
低下させて、圧縮機１００の吐出容量を即座に小さくし
ていくので、実冷凍能力Ｑｅが目標冷凍能力Ｑｅｏを大
きく上回ることなく、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑ
ｅｏに素早く近づける、つまりＴｅを素早くＴｅｏに近
づけることができる。
きく変化したときには、強制的に制御電流ＩをΔｉａｄ
低下させて、圧縮機１００の吐出容量を即座に小さくし
ていくので、実冷凍能力Ｑｅが目標冷凍能力Ｑｅｏを大
きく上回ることなく、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能力Ｑ
ｅｏに素早く近づける、つまりＴｅを素早くＴｅｏに近
づけることができる。
【００８４】したがって、蒸発器４００を通過した直後
の空気温度Ｔｅを実冷凍能力Ｑｅの検出しても、蒸発器
４００での熱負荷変動を即座に感知することができるの
で、圧縮機の制御遅れが発生し難くなる。延いては、吹
き出し温度のフィーリングを向上させることができると
ともに、蒸発器４００でのフロスト発生防止、蒸発器４
００での冷え過ぎによるリヒートも不要になる。
の空気温度Ｔｅを実冷凍能力Ｑｅの検出しても、蒸発器
４００での熱負荷変動を即座に感知することができるの
で、圧縮機の制御遅れが発生し難くなる。延いては、吹
き出し温度のフィーリングを向上させることができると
ともに、蒸発器４００でのフロスト発生防止、蒸発器４
００での冷え過ぎによるリヒートも不要になる。
【００８５】なお、上記説明は、熱負荷が急激に低下す
る場合を例にして説明したが、熱負荷が急激に上昇する
場合も、上記説明と同様に、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍
能力Ｑｅｏに素早く近づけることができる。
る場合を例にして説明したが、熱負荷が急激に上昇する
場合も、上記説明と同様に、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍
能力Ｑｅｏに素早く近づけることができる。
【００８６】なお、制御電流Ｉを上昇させるときの変化
量Δｉａｕと、制御電流Ｉを減少させるときの変化量Δ
ｉａｄは、同一値としてもよいが、Ｔｅが上昇過程にあ
るときのＴｅの変化率のしきい値εｏｕと、Ｔｅが下降
過程にあるときのＴｅの変化率のしきい値εｏｄとが同
一値とした状態でΔｉａｕとΔｉａｄとを同一値とする
と、制御が発散するおそれが高いので、εｏｕとεｏｄ
とを同一値とした場合には、Δｉａｕ及びΔｉａｄのう
ちいすれか一方を他方より大きくする、又はΔｉａｕと
Δｉａｄとを同一値とした場合には、εｏｕ及びεｏｄ
のうちいすれか一方を他方より大きくすることが望まし
い。
量Δｉａｕと、制御電流Ｉを減少させるときの変化量Δ
ｉａｄは、同一値としてもよいが、Ｔｅが上昇過程にあ
るときのＴｅの変化率のしきい値εｏｕと、Ｔｅが下降
過程にあるときのＴｅの変化率のしきい値εｏｄとが同
一値とした状態でΔｉａｕとΔｉａｄとを同一値とする
と、制御が発散するおそれが高いので、εｏｕとεｏｄ
とを同一値とした場合には、Δｉａｕ及びΔｉａｄのう
ちいすれか一方を他方より大きくする、又はΔｉａｕと
Δｉａｄとを同一値とした場合には、εｏｕ及びεｏｄ
のうちいすれか一方を他方より大きくすることが望まし
い。
【００８７】また、Ｔｅが上昇過程にあるとき及びＴｅ
が下降過程にあるときのいずれの場合においても、Ｔｅ
の変化率の絶対値が所定値を越えた場合には、強制的に
制御電流値Ｉを制御するので、オーバシュートによりＴ
ｅが過度に変化しても、素早くＴｅをＴｅｏに近づける
ことができる。
が下降過程にあるときのいずれの場合においても、Ｔｅ
の変化率の絶対値が所定値を越えた場合には、強制的に
制御電流値Ｉを制御するので、オーバシュートによりＴ
ｅが過度に変化しても、素早くＴｅをＴｅｏに近づける
ことができる。
【００８８】なお、本実施形態では、制御電流値Ｉを１
０秒毎に更新したが、本実施形態はこれに限定されるも
のでないが、所定時間ｔｏは１０秒以下とすることが望
ましい。
０秒毎に更新したが、本実施形態はこれに限定されるも
のでないが、所定時間ｔｏは１０秒以下とすることが望
ましい。
【００８９】（第５実施形態）第４実施形態ではΔｉａ
ｕ及びΔｉａｄを固定値としたが、本実施形態は、Ｔｅ
の変化率の絶対値、すなわち実冷凍能力Ｑｅの変化率の
絶対値の大きさに応じてΔｉａｕ及びΔｉａｄのうち少
なくとも一方を変化させるものである。
ｕ及びΔｉａｄを固定値としたが、本実施形態は、Ｔｅ
の変化率の絶対値、すなわち実冷凍能力Ｑｅの変化率の
絶対値の大きさに応じてΔｉａｕ及びΔｉａｄのうち少
なくとも一方を変化させるものである。
【００９０】具体的には、図９に示すように、第４実施
形態に係る制御フロー（図７参照）において、Ｔｅの変
化率の絶対値に応じてΔｉａｕを決定するＳ２９５、及
びＴｅの変化率の絶対値に応じてΔｉａｄを決定するＳ
２５５を追加したものである。
形態に係る制御フロー（図７参照）において、Ｔｅの変
化率の絶対値に応じてΔｉａｕを決定するＳ２９５、及
びＴｅの変化率の絶対値に応じてΔｉａｄを決定するＳ
２５５を追加したものである。
【００９１】そして、Δｉａｕ及びΔｉａｄを決定する
に当たっては、図１０（ａ）に示すように、Ｔｅの変化
率の絶対値が大きいときは、Δｉａｕ及びΔｉａｄも大
きくなり、Ｔｅの変化率の絶対値が小さいきいときは、
Δｉａｕ及びΔｉａｄも小さくなるように、Ｔｅの変化
率の絶対値が所定値以上のときは、Δｉａｕ及びΔｉａ
ｄを所定量以上とし、Ｔｅの変化率の絶対値が所定値未
満のときは、Δｉａｕ及びΔｉａｄを所定量未満とす
る。
に当たっては、図１０（ａ）に示すように、Ｔｅの変化
率の絶対値が大きいときは、Δｉａｕ及びΔｉａｄも大
きくなり、Ｔｅの変化率の絶対値が小さいきいときは、
Δｉａｕ及びΔｉａｄも小さくなるように、Ｔｅの変化
率の絶対値が所定値以上のときは、Δｉａｕ及びΔｉａ
ｄを所定量以上とし、Ｔｅの変化率の絶対値が所定値未
満のときは、Δｉａｕ及びΔｉａｄを所定量未満とす
る。
【００９２】なお、図１０（ａ）では、Ｔｅの変化率の
絶対値に対してΔｉａｕ及びΔｉａｄを２段で変化させ
たが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、３
段以上の多段階で変化させる、又は図１０（ｂ）に示す
ように、Ｔｅの変化率の絶対値に対するΔｉａｕ及びΔ
ｉａｄの変化率が、常に０以上となるように変化さｓて
もよい。また、Δｉａｕの値とΔｉａｄの値とは、前述
のごとく、同一値に限定されるものではない。
絶対値に対してΔｉａｕ及びΔｉａｄを２段で変化させ
たが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、３
段以上の多段階で変化させる、又は図１０（ｂ）に示す
ように、Ｔｅの変化率の絶対値に対するΔｉａｕ及びΔ
ｉａｄの変化率が、常に０以上となるように変化さｓて
もよい。また、Δｉａｕの値とΔｉａｄの値とは、前述
のごとく、同一値に限定されるものではない。
【００９３】これにより、実冷凍能力Ｑｅを目標冷凍能
力Ｑｅｏにより素早く近づけることができる。
力Ｑｅｏにより素早く近づけることができる。
【００９４】（第６実施形態）第５実施形態では、Ｔｅ
の変化率の絶対値に応じてΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化
させたが、本実施形態は、前回決定した制御電流値Ｉ
n-1、すなわち現在の圧縮機１００の吐出容量にに応じ
てΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化させるものである。
の変化率の絶対値に応じてΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化
させたが、本実施形態は、前回決定した制御電流値Ｉ
n-1、すなわち現在の圧縮機１００の吐出容量にに応じ
てΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化させるものである。
【００９５】具体的には、図１１に示すように、吐出容
量の上限側又は下限側に近づくほど、Δｉａｕ及びΔｉ
ａｄを小さくするものである。因みに、図１１（ａ）は
段階的にΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化させた例であり、
図１１（ｂ）は無段階的にΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化
させた例である。また、Δｉａｕの値とΔｉａｄの値と
は、前述のごとく、同一値に限定されるものではない。
さらに、Δｉａｕ及びΔｉａｄの変化特性は、図１１に
示された特性に限定されるものではない。
量の上限側又は下限側に近づくほど、Δｉａｕ及びΔｉ
ａｄを小さくするものである。因みに、図１１（ａ）は
段階的にΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化させた例であり、
図１１（ｂ）は無段階的にΔｉａｕ及びΔｉａｄを変化
させた例である。また、Δｉａｕの値とΔｉａｄの値と
は、前述のごとく、同一値に限定されるものではない。
さらに、Δｉａｕ及びΔｉａｄの変化特性は、図１１に
示された特性に限定されるものではない。
【００９６】これにより、圧縮機１００の吐出容量が過
度に変化することを防止できる。
度に変化することを防止できる。
【００９７】（その他の実施形態）上述の実施形態に示
された比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1（補正
項α）の特性（図４〜６）は本発明の一例であり、本発
明はこれに限定されるものではない。したがって、Ｔｅ
ｏとＴｅとの差ε（Ｔｅｏ−Ｔｅ）が正の数であるとき
と負の数であるときとで、補正項αの値を相違させても
よい。
された比例制御定数Ｋｐ及び積分制御定数Ｔｉ-1（補正
項α）の特性（図４〜６）は本発明の一例であり、本発
明はこれに限定されるものではない。したがって、Ｔｅ
ｏとＴｅとの差ε（Ｔｅｏ−Ｔｅ）が正の数であるとき
と負の数であるときとで、補正項αの値を相違させても
よい。
【００９８】また、上述の実施形態では、二酸化炭素を
冷媒とする超臨界冷凍サイクルに本発明を適用したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、フロンや窒素
等のその他の流体を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍サイクル
にも適用することができる。
冷媒とする超臨界冷凍サイクルに本発明を適用したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、フロンや窒素
等のその他の流体を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍サイクル
にも適用することができる。
【００９９】また、上述の実施形態では、ＴｅｏとＴｅ
との差の絶対値εａに基づいて補正項αを決定したが、
蒸発器４００を通過した直後の空気温度は、蒸発器４０
０内の冷媒温度に略等しく、かつ、蒸発器４００内の温
度から蒸発器４００内の冷媒圧力を一義的に求めること
ができるので、ＴｅｏとＴｅとの差の絶対値εａに代え
て、目標とする蒸発器内冷媒圧力、つまり目標冷凍能力
Ｑｅｏと実際の蒸発器４００内の圧力との差の絶対値に
基づいて補正項αを決定してもよい。
との差の絶対値εａに基づいて補正項αを決定したが、
蒸発器４００を通過した直後の空気温度は、蒸発器４０
０内の冷媒温度に略等しく、かつ、蒸発器４００内の温
度から蒸発器４００内の冷媒圧力を一義的に求めること
ができるので、ＴｅｏとＴｅとの差の絶対値εａに代え
て、目標とする蒸発器内冷媒圧力、つまり目標冷凍能力
Ｑｅｏと実際の蒸発器４００内の圧力との差の絶対値に
基づいて補正項αを決定してもよい。
【０１００】上述の実施形態は、比例積分制御又は比例
制御微分制御により制御電圧Ｖを決定したが、本発明は
これに限定されるものではなく、その他のフィードバッ
ク制御方式であってもよい。
制御微分制御により制御電圧Ｖを決定したが、本発明は
これに限定されるものではなく、その他のフィードバッ
ク制御方式であってもよい。
【０１０１】また、上述の実施形態は、比例制御定数Ｋ
ｐ、積分制御定数Ｔｉ-1及び微分制御定数Ｔｄを補正項
としたが、比例制御定数Ｋｐ、積分制御定数Ｔｉ-1及び
微分制御定数Ｔｄとは別の補正項αを設けてもよい。
ｐ、積分制御定数Ｔｉ-1及び微分制御定数Ｔｄを補正項
としたが、比例制御定数Ｋｐ、積分制御定数Ｔｉ-1及び
微分制御定数Ｔｄとは別の補正項αを設けてもよい。
【０１０２】また、上述の実施形態では、本発明に係る
蒸気圧縮式冷凍サイクルを冷房用の車両用空調装置に適
用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではな
く、冷暖房切り替え可能なヒートポンプ式空調装置等の
その他のものにも適用することができる。
蒸気圧縮式冷凍サイクルを冷房用の車両用空調装置に適
用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではな
く、冷暖房切り替え可能なヒートポンプ式空調装置等の
その他のものにも適用することができる。
【０１０３】また、上述の実施形態のうち少なくとも２
つ以上を組み合わせてもよい。
つ以上を組み合わせてもよい。
【０１０４】また、熱負荷が変動する例として、上述の
実施形態では、蒸発器４００に送風される風量を変化を
例に説明したが、熱負荷の変動要因は、これに限定され
るものではなく、高圧側熱交換器である放熱器２００の
熱負荷や、蒸発器４００の吸い込み温度、圧縮機１００
の回転数等があり、本発明は、これらの変化に対しても
機敏に対応することができる。
実施形態では、蒸発器４００に送風される風量を変化を
例に説明したが、熱負荷の変動要因は、これに限定され
るものではなく、高圧側熱交換器である放熱器２００の
熱負荷や、蒸発器４００の吸い込み温度、圧縮機１００
の回転数等があり、本発明は、これらの変化に対しても
機敏に対応することができる。
【０１０５】また、第４〜６実施形態では、Ｓ２００〜
Ｓ３２０に示されたルーチンを１サイクルとして所定時
間ｔｏ毎に実行したが、第４〜６実施形態は、これに限
定されるものではなく、例えば制御電流値Ｉを強制的に
変化させるか否かの判定のみを所定時間ｔｏに行い、そ
の他の制御は所定時間ｔｏに比べて十分に短い時間、す
なわち常に実行してもよい。
Ｓ３２０に示されたルーチンを１サイクルとして所定時
間ｔｏ毎に実行したが、第４〜６実施形態は、これに限
定されるものではなく、例えば制御電流値Ｉを強制的に
変化させるか否かの判定のみを所定時間ｔｏに行い、そ
の他の制御は所定時間ｔｏに比べて十分に短い時間、す
なわち常に実行してもよい。
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイク
ルの模式図である。
ルの模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サイク
ルにおけるＴｅｏとＴｅとの関係を示すグラフである。
ルにおけるＴｅｏとＴｅとの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
イクルにおけるＴｅｏとＴｅとの差と補正項の値との関
係を示すグラフである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
【図８】本発明の第４実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルの効果を説明するための説明図である。
イクルの効果を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍サ
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
イクルにおける圧縮機の制御フローを示すフローチャー
トである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍
サイクルにおけるΔｉａｕ及びΔｉａｄの特性図であ
る。
サイクルにおけるΔｉａｕ及びΔｉａｄの特性図であ
る。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍
サイクルにおけるΔｉａｕ及びΔｉａｄの特性図であ
る。
サイクルにおけるΔｉａｕ及びΔｉａｄの特性図であ
る。
１００…圧縮機、２００…放熱器、３００…減圧器、４
００…蒸発器、５００…アキュムレータ、６００…内部
熱交換機。
００…蒸発器、５００…アキュムレータ、６００…内部
熱交換機。
Claims (14)
- 【請求項１】 冷媒を吸入圧縮する可変容量型の圧縮機
（１００）、及び減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発
器（４００）を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルであっ
て、 前記蒸発器（４００）が発揮する冷凍能力の目標値を決
定する目標冷凍能力決定手段（７００）と、 前記蒸発器（４００）が現実に発揮している冷凍能力を
検出する冷凍能力検出手段（７０１）と、 前記目標冷凍能力決定手段（７００）が決定した目標冷
凍能力（Ｑｅｏ）と前記冷凍能力検出手段（７０１）が
検出した実冷凍能力（Ｑｅ）との差に基づいて制御目標
値（Ｖ）を決定し、その制御目標値（Ｖ）に従って前記
圧縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制御手段
（７００）とを有し、 前記制御目標値（Ｖ）を補正する補正項（α）の値は、
前記目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と前記実冷凍能力（Ｑｅ）
との差（ε）の絶対値（εａ）が大きくなるほど、大き
くなるように選定されることを特徴とする蒸気圧縮式冷
凍サイクル。 - 【請求項２】 前記制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、前記目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と前記実冷
凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が大きく
なるほど、段階的に大きくなるように選定されることを
特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項３】 前記制御目標値（Ｖ）を補正する補正項
（α）の値は、前記目標冷凍能力（Ｑｅｏ）と前記実冷
凍能力（Ｑｅ）との差（ε）の絶対値（εａ）が大きく
なるほど、連続的に大きくなるように選定されることを
特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項４】 請求項３において、 【数１】α＝ａ×｜ε｜n＋ｂ α：補正項（α）の値 ａ、ｂ：定数 ｎ：正の実数 前記制御目標値（Ｖ）を補正する補正項（α）の値は、
上記の数式１に基づいて選定されることを特徴とする蒸
気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項５】 前記補正項（α）は、比例積分制御用関
数式の比例制御定数及び積分制御定数であることを特徴
とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の蒸気圧
縮式冷凍サイクル。 - 【請求項６】 前記補正項（α）は、比例積分制御用関
数式の比例制御定数、積分制御定数及び微分制御定数で
あることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ
に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項７】 冷媒を吸入圧縮する可変容量型の圧縮機
（１００）、及び減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発
器（４００）を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルであっ
て、 前記蒸発器（４００）が発揮する冷凍能力の目標値を決
定する目標冷凍能力決定手段（７００）と、 前記蒸発器（４００）が現実に発揮している冷凍能力を
検出する冷凍能力検出手段（７０１）と、 制御目標値（Ｉ）を決定し、その制御目標値（Ｉ）に従
って前記圧縮機（１００）の吐出容量を制御する流量制
御手段（７００）とを有し、 前記流量制御手段（７００）は、 少なくとも前記冷凍能力検出手段（７０１）が検出した
実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値
が所定の変化率を越えたときには、前回決定された前記
制御目標値（Ｉ）を所定量（Δｉ）変化させ、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値が所定の変化率以下であるときには、前記目標冷凍
能力決定手段（７００）が決定した目標冷凍能力（Ｑｅ
ｏ）と前記実冷凍能力（Ｑｅ）との差に基づいて前記制
御目標値（Ｉ）を決定することを特徴とする蒸気圧縮式
冷凍サイクル。 - 【請求項８】 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱ
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率を越えたときにおい
て、前記流量制御手段（７００）は、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が正
であって、かつ、前記実冷凍能力（Ｑｅ）が前記目標冷
凍能力決定手段（７００）が決定した目標冷凍能力（Ｑ
ｅｏ）以上のときには、前記圧縮機（１００）の吐出容
量が減少するように前記制御目標値（Ｉ）を変化させ、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）が負
であって、かつ、前記実冷凍能力（Ｑｅ）が前記目標冷
凍能力決定手段（７００）が決定した目標冷凍能力（Ｑ
ｅｏ）以下のときには、前記圧縮機（１００）の吐出容
量が増大するように前記制御目標値（Ｉ）を変化させる
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸気圧縮式冷凍サイ
クル。 - 【請求項９】 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱ
ｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率を越えたときにおい
て、前記流量制御手段（７００）は、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値が所定値以上のときは、前記制御目標値（Ｉ）の変
化量を所定量以上とし、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値が所定値未満のときは、前記制御目標値（Ｉ）の変
化量を所定量未満とすることを特徴とする請求項７又は
８に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項１０】 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄ
Ｑｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率を越えたときにお
いて、前記流量制御手段（７００）は、 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶
対値に対する前記制御目標値（Ｉ）の変化量の変化率
は、常に０以上であることを特徴とする請求項７ないし
９のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項１１】 前記実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄ
Ｑｅ／ｄｔ）の絶対値が所定の変化率以下であるときに
おいて、前記流量制御手段（７００）は、比例積分制御
又は比例積分微分制御にて前記制御目標値（Ｉ）を決定
することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１
つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項１２】 前記流量制御手段（７００）は、前記
実冷凍能力（Ｑｅ）の変化率（ｄＱｅ／ｄｔ）の絶対値
が所定の変化率を越えたか否かの判定を１０秒以下の間
隔で行うことを特徴とする請求項７ないし１１のいずれ
か１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項１３】 前記圧縮機（１００）は、冷媒を冷媒
の臨界圧力以上まで圧縮することを特徴とする請求項１
ないし１２のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイ
クル。 - 【請求項１４】 冷媒として二酸化炭素を用いたことを
特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の
蒸気圧縮式冷凍サイクル。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001380226A JP2002283840A (ja) | 2001-01-18 | 2001-12-13 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
| DE10201466A DE10201466A1 (de) | 2001-01-18 | 2002-01-16 | Kältekreislauf mit Verdichtersteuerung und Steuerverfahren |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001010676 | 2001-01-18 | ||
| JP2001-10676 | 2001-01-18 | ||
| JP2001380226A JP2002283840A (ja) | 2001-01-18 | 2001-12-13 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002283840A true JP2002283840A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=26607911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001380226A Pending JP2002283840A (ja) | 2001-01-18 | 2001-12-13 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
Country Status (2)
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|---|---|
| JP (1) | JP2002283840A (ja) |
| DE (1) | DE10201466A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010000964A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Denso Corp | 空調装置 |
| KR101151995B1 (ko) * | 2004-10-21 | 2012-06-01 | 한라공조주식회사 | 자동차용 공조장치의 제어방법 |
| KR101156378B1 (ko) * | 2004-10-21 | 2012-06-13 | 한라공조주식회사 | 차량용 공조장치의 제어방법 |
| JP2012131480A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | Audi Ag | 空調設備を備えた車両 |
| CN105422429A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-03-23 | 珠海格力电器股份有限公司 | 变容压缩机的控制方法和控制系统以及空调器 |
| CN115653884A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-01-31 | 成都赛力斯科技有限公司 | 汽车压缩机转速控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-12-13 JP JP2001380226A patent/JP2002283840A/ja active Pending
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2002
- 2002-01-16 DE DE10201466A patent/DE10201466A1/de not_active Withdrawn
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080527 |
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