JP5118441B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空調装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle dual air conditioning equipment.
従来、上記した車両用空調装置としては、例えば、外部制御信号により容量可変としたコンプレッサを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルを備えた車両用空調装置がある。
この車両用空調装置では、制御対象をコンプレッサの容量制御としていて、容量制御信号演算手段によりコンプレッサの容量制御信号を演算し、この容量制御信号によりコンプレッサを制御して、制御目的、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成するエバポレータの出口空気温度を制御するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
In this vehicle air conditioner, the control target is the capacity control of the compressor, the capacity control signal calculation means calculates the compressor capacity control signal, the compressor is controlled by this capacity control signal, and the control purpose, for example, vapor compression The outlet air temperature of the evaporator constituting the refrigeration cycle is controlled (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記した従来の車両用空調装置において、コンプレッサの容量制御を行うことでエバポレータの出口空気温度を制御することができるものの、すなわち、一つの制御対象を制御することで一つの目的に応じた制御を実現することができるものの、この制御系では、複数の目的に対応するような制御を行うことはできない。
この際、ある条件でのみ、複数の制御目的のうちの一つの制御目的を実現するように成すことは可能であるが、この手法では、目的を達成するうえで必要となる条件選定及び判定条件等を導き出すための工数が多大なものになってしまうという問題がある。
However, Oite the conventional vehicle air conditioning equipment as described above, although it is possible to control the outlet air temperature of the evaporator by performing capacity control of the compressor, i.e., one object of the by controlling one controlled object However, in this control system, control corresponding to a plurality of purposes cannot be performed.
At this time, it is possible to achieve one control objective among a plurality of control objectives only under a certain condition. However, in this method, condition selection and determination conditions necessary to achieve the objective are achieved. There is a problem that the man-hours for deriving etc. become enormous.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、圧縮機の容量制御を行うことで、蒸発器の出口空気温度及び高圧側冷媒圧力をそれぞれの目的に応じて的確に制御することが可能である車両用空調装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the conventional problems described above, in example embodiment, by performing the capacity control of the compressor, correctly according evaporator outlet air temperature and high-pressure side refrigerant pressure in the respective purposes An object of the present invention is to provide a vehicle air-conditioning apparatus that can be controlled in a simple manner.
上記した目的を達成するために、本発明の請求項1に係る発明は、外部からの制御信号により任意に容量を可変として冷媒を圧送するべく作動する外部可変容量圧縮機と、この外部可変容量圧縮機から吐出する高温高圧の冷媒を冷却する放熱器と、前記冷媒の気化熱を利用して車室内に吹出す空気を冷却する蒸発器を具備した蒸気圧縮式冷凍サイクルと、この蒸気圧縮式冷凍サイクルにおける前記外部可変容量圧縮機の容量制御信号を演算する容量制御信号演算手段を備え、この容量制御信号演算手段により演算された前記外部可変容量圧縮機の容量制御信号により該外部可変容量圧縮機を制御して、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御する車両用空調装置において、前記容量制御信号演算手段を複数設け、これらの容量制御信号演算手段により演算された複数の容量制御信号の中で、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御して、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした構成としたことを特徴としており、この車両用空調装置の構成を前述の従来の課題を解決するための手段としている。
To achieve the above object, the invention according to
本発明の請求項2に係る車両用空調装置は、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの高圧側の冷媒圧力を検知する高圧側冷媒圧力検知手段を備え、前記容量制御信号演算手段における演算の制御入力として、少なくとも前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力を含んでいる構成とし、本発明の請求項3に係る車両用空調装置は、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器の出口空気温度又は蒸発器の温度を検知する蒸発器温度検知手段を備え、前記容量制御信号演算手段における演算の制御入力として、少なくとも前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力及び前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器の出口空気温度を含んでいる構成としている。
A vehicle air conditioner according to
本発明の請求項4に係る車両用空調装置は、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器の目標温度を設定する蒸発器目標温度設定手段と、前記蒸発器の温度を目標温度に制御するのに必要となる容量制御信号を演算する蒸発器温度用容量制御信号演算手段と、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力の目標値を設定する高圧側冷媒圧力目標値設定手段と、前記高圧側冷媒圧力を目標値に制御するのに必要となる容量制御信号を演算する高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段を備え、前記蒸発器温度用容量制御信号演算手段において、前記蒸発器目標温度設定手段により設定される蒸発器の目標温度と、前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器の出口空気温度とを参照して、前記蒸発器の温度制御用容量制御信号が演算されると共に、前記高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段において、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定される冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力目標値と、前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力とを参照して、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号が演算され、前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした構成としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle air conditioner for controlling an evaporator target temperature setting means for setting a target temperature of an evaporator of the vapor compression refrigeration cycle, and for controlling the temperature of the evaporator to a target temperature. Capacitor temperature capacity control signal calculating means for calculating a required capacity control signal, high pressure side refrigerant pressure target value setting means for setting a target value of the high pressure side refrigerant pressure of the vapor compression refrigeration cycle, and the high pressure side A high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculating means for calculating a capacity control signal required to control the refrigerant pressure to a target value; and in the evaporator temperature capacity control signal calculating means, the evaporator target temperature setting The capacity control signal for temperature control of the evaporator is calculated with reference to the target temperature of the evaporator set by the means and the outlet air temperature of the evaporator detected by the evaporator temperature detecting means. In the high pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculation means, the high pressure side refrigerant pressure target value of the refrigeration cycle set by the high pressure side refrigerant pressure target value setting means and the high pressure detected by the high pressure side refrigerant pressure detection means. The capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure is calculated with reference to the side refrigerant pressure, and the capacity control signal for controlling the temperature of the evaporator is compared with the capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure. The external variable capacity compressor is controlled by a capacity control signal that minimizes the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor, and the vapor compression refrigeration cycle is controlled.
本発明の請求項5に係る車両用空調装置は、前記蒸発器温度検知手段により検知された蒸発器の出口空気温度又は蒸発器の温度が蒸発器目標温度に到達するための過渡状態における目標応答を算出し指定する蒸発器温度目標応答算出手段と、その目標応答における蒸発器温度目標応答値と前記蒸発器の出口空気温度又は蒸発器の温度との偏差を演算する蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段と、前記蒸発温度目標応答算出手段により算出される目標応答における過渡特性を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測する蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段と、前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知された高圧側冷媒圧力と、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定された高圧側冷媒圧力目標値とを参照して演算する高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段と、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定された高圧側冷媒圧力目標値を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測する高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段を備え、前記蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段において、前記蒸発器温度目標応答算出手段により算出される蒸発器温度目標応答値と、前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器出口空気温度との偏差を参照して、蒸発器温度フィードバック制御入力が演算されると共に、前記蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段において、蒸発器温度フィードフォワード制御入力が演算され、前記蒸発器温度用容量制御信号演算手段において、前記蒸発器温度フィードバック制御入力と、蒸発器温度フィードフォワード制御入力との和を参照して、前記蒸発器温度の容量制御信号が演算され、一方、前記高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段において、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定される高圧側冷媒圧力目標値と、前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力とを参照して、高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力が演算されると共に、前記高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段において、高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力が演算され、前記高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段において、前記高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力と、高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力との和を参照して、高圧側冷媒圧力の容量制御信号が演算され、前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした構成としている。
The vehicle air conditioner according to
本発明の請求項6に係る車両用空調装置は、前記外部可変容量圧縮機のトルクを推定又は検知するトルク推定手段と、前記外部可変容量圧縮機のトルクの目標値を設定するトルク目標値設定手段と、前記外部可変容量圧縮機のトルクを目標値に制御するのに必要となる容量制御信号を演算するトルク用容量制御信号演算手段を備え、前記トルク用容量制御信号演算手段において、前記トルク目標値設定手段により設定されるトルク目標値に基づいて、前記外部可変容量圧縮機のトルクを目標値に制御するのに必要なトルク用容量制御信号が演算され、前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号と、前記トルク用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした構成としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vehicular air conditioner that estimates or detects a torque of the external variable capacity compressor, and a torque target value setting that sets a target value of the torque of the external variable capacity compressor. And a torque capacity control signal calculating means for calculating a capacity control signal required to control the torque of the external variable capacity compressor to a target value, wherein the torque capacity control signal calculating means includes: Based on the torque target value set by the target value setting means, a torque capacity control signal necessary for controlling the torque of the external variable capacity compressor to the target value is calculated, and the temperature control capacity of the evaporator is calculated. A capacity that minimizes the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor by comparing a control signal, a capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure, and the capacity control signal for torque The control an external variable displacement compressor has a structure in which shall control the vapor compression refrigeration cycle by control signals.
本発明の請求項7に係る車両用空調装置において、前記トルク目標値設定手段は、車両からの圧縮機トルク指令値を参照して、前記外部可変容量圧縮機のトルクの目標値を設定する構成としている。
本発明の請求項8に係る車両用空調装置において、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルは、前記放熱器から吐出する高圧冷媒を断熱膨張させる膨張機構を具備し、前記高圧側冷媒圧力検知手段は、前記外部可変容量圧縮機から前記膨張機構までの冷媒内圧力を検知する構成としている。
In the vehicle air conditioner according to
In the vehicle air conditioner according to
本発明の請求項9に係る車両用空調装置は、複数の各種容量制御信号演算手段において、外気温度に相関のある物理量、蒸発器への送風量に相関のある物理量、車両の速度に相関のある物理量、車両原動機の回転数に相関のある物理量の少なくとも一つを検知して、容量制御信号演算の入力とすることとした構成としている。
本発明の請求項10に係る車両用空調装置は、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒として二酸化炭素を用いた構成としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a vehicle air conditioner, wherein a plurality of various capacity control signal calculating means correlates with a physical quantity correlated with an outside air temperature, a physical quantity correlated with an air flow rate to an evaporator, and a vehicle speed. At least one of a physical quantity and a physical quantity correlated with the rotational speed of the vehicle prime mover is detected and used as an input for capacity control signal calculation.
The vehicle air conditioner according to
本発明の請求項1〜5に係る制御装置は、上記した構成としているので、外部可変容量圧縮機の容量制御を行うことで、蒸発器の出口空気温度及び高圧側冷媒圧力をそれぞれの目的に応じて的確に制御することが可能であり、その結果、快適性の向上及びサイクル保護の両立を実現できるという非常に優れた効果がもたらされる。 Control device according to claim 1-5 of the present invention, since the configuration described above, by performing the capacity control of the external compressor, the purpose of each outlet air temperature and the high-pressure side refrigerant pressure of the evaporator As a result, it is possible to control accurately, and as a result, it is possible to achieve a very excellent effect of achieving both improvement in comfort and cycle protection.
本発明の請求項6,7に係る車両用空調装置は、上記した構成としたから、外部可変容量圧縮機の容量制御を行うことで、蒸発器の出口空気温度,高圧側冷媒圧力及び圧縮機トルクをそれぞれの目的に応じて的確に制御することが可能であり、その結果、快適性の向上及びサイクル保護の両立を実現できるという非常に優れた効果がもたらされる。
本発明の請求項8に係る車両用空調装置は、上記した構成としたから、より正確な高圧側冷媒圧力を検出することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the vehicular air conditioner according to
Since the vehicular air conditioner according to the eighth aspect of the present invention has the above-described configuration, a very excellent effect that it is possible to detect the high-pressure refrigerant pressure more accurately is brought about.
本発明の請求項9に係る車両用空調装置は、上記した構成としたから、蒸発器の出口空気温度,高圧側冷媒圧力及び圧縮機トルクの制御をより高精度に実現できるという非常に優れた効果がもたらされる。
本発明の請求項10に係る車両用空調装置は、上記した構成としたから、環境に好適な冷凍回路とすることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the vehicle air conditioner according to
Since the vehicle air conditioner according to the tenth aspect of the present invention has the above-described configuration, a very excellent effect that a refrigeration circuit suitable for the environment can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図4は、本発明の一実施形態による車両用空調装置を示している。
図1は、自然系冷媒である二酸化炭素を用いた蒸気圧縮式冷凍回路を有する車両用空調装置の機械的な構成部分を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4, that shows the vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows mechanical components of a vehicle air conditioner having a vapor compression refrigeration circuit using carbon dioxide, which is a natural refrigerant.
この車両用空調装置の冷凍回路は、クラッチ制御により容量が可変制御可能な可変容量式圧縮機4と、この可変容量式圧縮機4から吐出する高圧冷媒の圧力を検出する高圧側冷媒圧力検出手段5と、可変容量式圧縮機4からの高圧冷媒及び外部空気の熱交換により冷媒を冷却する放熱器6と、放熱器冷却ファン7と、高温部8a及び低温部8bを具備して放熱器6から吐出する高圧冷媒が高温部8aを通過する内部熱交換器8と、この内部熱交換器8を通して送られてくる高圧冷媒を断熱膨張させる膨張機構9と、この膨張機構9から送られる冷媒により後述するように空調の空気を冷却するエバポレータ(蒸発器)10と、このエバポレータ10から吐出する冷媒を気液分離して液冷媒を貯留すると共に気冷媒を内部熱交換器8の低温部8bを通して可変容量式圧縮機4に戻す気液分離器11を備えており、可変容量式圧縮機4は、プーリ2,2及びベルト3を介して伝達される車両のエンジン1の出力によって作動するようになっている。
The refrigeration circuit of the vehicle air conditioner includes a
なお、可変容量式圧縮機4の駆動源には、電動モータを用いることができる。また、膨張機構9として、電子式膨張弁や、温度式膨張弁や、差圧式膨張弁を用いることができる。
上記冷凍回路のエバポレータ10は、車室内へ空調の空気を送る通風ダクト14内に配置してあって、この通風ダクト14の入口側には、内気導入口15i側からの空気導入量と外気導入口15o側からの空気導入量との割合を制御する内外気切替ダンパ16が設けてあり、この内外気切替ダンパ16は、インテークダンパアクチュエータ13により作動が制御されるものとなっている。この通風ダクト14において、導入された空気は、ブロワファン17によって吸引され、下流側のエバポレータ10に向けて圧送される。
An electric motor can be used as a drive source for the
The
また、エバポレータ10の出口近傍には、エバポレータ出口空気温度センサ(蒸発器温度検知手段)12が設けてあり、エバポレータ10の下流側(図示右側)には、加熱器としてのヒータコア19が設けてある。このヒータコア19の近傍には、エアミックスダンパアクチュエータ18により開度を制御可能なエアミックスダンパ20が設けてあり、ヒータコア19を通過する空気とバイパスする空気との割合を調節して、ダンパ21,22,23によりそれぞれ開度を制御可能な吹出口24,25,26から車室内に吹き出させるようにしている。
Further, an evaporator outlet air temperature sensor (evaporator temperature detecting means) 12 is provided in the vicinity of the outlet of the
車室内に配置される車両用空調装置のメインコントローラ31には、外気温度センサ32からの外気温度信号と、日射センサ33からの日射量信号と、車室内温度センサ34からの車内温度信号と、高圧側圧力検出手段5の高圧側冷媒圧力信号と、蒸発器出口空気温度センサ12からの蒸発器出口空気温度信号がそれぞれ入力され、このメインコントローラ31からは、可変容量式圧縮機4の駆動を制御するクラッチコントローラ35へのクラッチ制御信号39と、可変容量式圧縮機4への圧縮機容量制御信号36と、エアミックスダンパアクチュエータ18へのエアミックスダンパ制御信号37と、インテークダンパアクチュエータ13への内外気切替ダンパ制御信号38がそれぞれ出力されるようになっている。
The
次に、上記した車両用空調装置のメインコントローラ31により実行される制御について説明する。
本実施形態の車両用空調装置のメインコントローラ31では、図2に示すように、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段41及び高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段51により、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号及び高圧側冷媒圧力用容量制御信号をそれぞれ算出し、これらのエバポレータ出口空気温度用容量制御信号及び高圧側冷媒圧力用容量制御信号をコンプレッサ容量制御信号演算手段61で比較して、可変容量式圧縮機4からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号によりこの可変容量式圧縮機4を制御するものとなっている。
Next, control executed by the
In the
詳述すれば、図3に示すように、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段41は、エバポレータ出口空気温度センサ12により検知されたエバポレータ10の出口空気温度がエバポレータ10目標温度に到達するための過渡状態における目標応答を算出し指定するエバポレータ温度目標応答算出手段(蒸発器温度目標応答算出手段)42と、その目標応答におけるエバポレータ温度目標応答値とエバポレータ10の出口空気温度との偏差を演算するエバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力演算手段(蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段)43と、このエバポレータ温度目標応答算出手段42により算出される目標応答における過渡特性を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測するエバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力予測手段(蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段)44を備えている。
More specifically, as shown in FIG. 3, the evaporator outlet air temperature capacity control signal calculating
エバポレータ出口空気温度応答目標値制御手段42において、エバポレータ出口空気温度応答目標値(Tef)は、エバポレータ出口空気温度目標値(Tet)を参照して、以下の演算式(1)により算出される。
Tef=(TL1×Tet+Tc1×Tef(前回値))/(Tc1+TL1) 演算式(1)
但し、TL1は制御周期であり、Tc1はエバポレータ出口空気温度応答性指定値である。
In the evaporator outlet air temperature response target value control means 42, the evaporator outlet air temperature response target value (Tef) is calculated by the following arithmetic expression (1) with reference to the evaporator outlet air temperature target value (Tet).
Tef = (TL1 x Tet + Tc1 x Tef (previous value)) / (Tc1 + TL1) Formula (1)
However, TL1 is a control cycle, and Tc1 is an evaporator outlet air temperature response specification value.
また、エバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力予測手段44において、エバポレータ出口空気温度フィードフォワード目標値(Tetc)と、外気温度(Tamb)と、車速(VS)と、ブロワ電圧(BLV)と、エンジン回転数(Ne)とを参照して、以下の演算式(2)により、エバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力(Icff_te)を予測する。 In addition, in the evaporator outlet air temperature feedforward control input prediction means 44, the evaporator outlet air temperature feedforward target value (Tetc), the outside air temperature (Tamb), the vehicle speed (VS), the blower voltage (BLV), and the engine speed With reference to the number (Ne), the evaporator outlet air temperature feedforward control input (Icff_te) is predicted by the following arithmetic expression (2).
Icffte=f(Tetc,Tamb,Ne,VS,BLV) 演算式(2)
ここで、エバポレータ出口空気温度フィードフォワード目標値(Tetc)は、エバポレータ出口空気温度目標値(Tet)を参照して、以下の演算式(3)により算出されるものとする。
Tetc=(TL2×Tet+Tcte×Tetc(前回値))/(Tcte+TL2) 演算式(3)
但し、TL2は制御周期であり、Tcteはエバポレータ出口空気温度フィードフォワード指定値である。
Icffte = f (Tetc, Tamb, Ne, VS, BLV) Equation (2)
Here, the evaporator outlet air temperature feedforward target value (Tetc) is calculated by the following arithmetic expression (3) with reference to the evaporator outlet air temperature target value (Tet).
Tetc = (TL2 x Tet + Tcte x Tetc (previous value)) / (Tcte + TL2) Formula (3)
However, TL2 is a control cycle, and Tcte is an evaporator outlet air temperature feedforward specified value.
さらに、エバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力演算手段43において、エバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力値(Icfb_te)は、エバポレータ出口空気温度応答目標値(Tef)と、エバポレータ出口空気温度(Teva)を参照して、以下のような比例演算及び積分演算を行う。
Icfb_te=Pte(比例演算値)+Ite(積分演算値) 演算式(4)
Pte=Kp1×(Teva−Tef) 演算式(5)
Ite=Ite_n-1+Kp1/Ti1×(Teva−Tef) 演算式(6)
但し、Kp1は比例ゲインであり、Ti1は積分時間であり、Ite_n-1はIteの前回演算値である。
Further, in the evaporator outlet air temperature feedback control input calculation means 43, the evaporator outlet air temperature feedback control input value (Icfb_te) is determined by referring to the evaporator outlet air temperature response target value (Tef) and the evaporator outlet air temperature (Teva). The following proportional and integral calculations are performed.
Icfb_te = Pte (proportional value) + Ite (integral value) Formula (4)
Pte = Kp1 × (Teva−Tef) Formula (5)
Ite = Ite_n-1 + Kp1 / Ti1 x (Teva-Tef) Formula (6)
However, Kp1 is a proportional gain, Ti1 is an integration time, and Ite_n-1 is a previous calculation value of Ite.
そして、このエバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段41では、上記した演算結果に基づいて、以下の演算式(7)によりエバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)を算出する。
Ic_te=Icff_te+Icfb_te 演算式(7)
一方、高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段51は、高圧側冷媒圧力検知手段5により検知された高圧側冷媒圧力と、予め高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定された高圧側冷媒圧力目標値とを参照して演算する高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段53と、高圧側冷媒圧力目標値を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測する高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段52を備えている。
Then, the evaporator outlet air temperature capacity control signal calculating means 41 calculates the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) by the following calculation formula (7) based on the above calculation result.
Ic_te = Icff_te + Icfb_te Formula (7)
On the other hand, the high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculation means 51 includes a high-pressure side refrigerant pressure detected by the high-pressure side refrigerant pressure detection means 5, and a high-pressure side refrigerant pressure target preset by the high-pressure side refrigerant pressure target value setting means. High-pressure side refrigerant pressure feedback control input calculation means 53 for calculating with reference to the value, and high-pressure side refrigerant pressure feedforward control input prediction means for predicting a feedforward control input necessary to realize the high-pressure side refrigerant
この高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段52において、高圧側冷媒圧力目標値(Pdt)と、外気温度(Tamb)と、エンジン回転数(Ne)と、車速(VS)と、ブロワ電圧(BLV)を参照して、以下の演算式(8)により、フィードフォワード制御入力(Icff_pd)を予測する。
Icff_pd=f(Pdt,Tamb,Ne,VS,BLV) 演算式(8)
また、高圧側冷媒圧力用フィードバック制御入力演算手段53において、高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力値(Icfb_pd)は、高圧側冷媒圧力目標値(Pdt)と、高圧側冷媒圧力(Pd)とを参照して、以下のような比例演算及び積分演算を行う。
In the high pressure side refrigerant pressure feedforward control input prediction means 52, the high pressure side refrigerant pressure target value (Pdt), the outside air temperature (Tamb), the engine speed (Ne), the vehicle speed (VS), and the blower voltage (BLV) ), The feedforward control input (Icff_pd) is predicted by the following arithmetic expression (8).
Icff_pd = f (Pdt, Tamb, Ne, VS, BLV) Equation (8)
In the high pressure side refrigerant pressure feedback control input calculation means 53, the high pressure side refrigerant pressure feedback control input value (Icfb_pd) refers to the high pressure side refrigerant pressure target value (Pdt) and the high pressure side refrigerant pressure (Pd). Then, the following proportional and integral calculations are performed.
Icfb_pd=比例演算値 (Ppd)+積分演算値 (Ipd) 演算式(9)
この場合、比例演算値(Ppd)及び積分演算値(Ipd)については、以下のような演算を行う。
Ppd=Kp2×(Pdt−Pd) 演算式(10)
Ipd=Ipd_n-1+Kp2/Ti2×(Pdt−Pd) 演算式(11)
但し、Kp2は比例ゲインであり、Ti2は積分時間であり、Ipd_n-1はIpd(積分演算値)の前回演算値である。
Icfb_pd = proportional calculation value (Ppd) + integral calculation value (Ipd) Formula (9)
In this case, the following calculation is performed for the proportional calculation value (Ppd) and the integral calculation value (Ipd).
Ppd = Kp2 x (Pdt-Pd) Formula (10)
Ipd = Ipd_n-1 + Kp2 / Ti2 x (Pdt-Pd) Formula (11)
However, Kp2 is a proportional gain, Ti2 is an integration time, and Ipd_n-1 is a previous calculation value of Ipd (integration calculation value).
そして、この高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段51では、上記した演算結果に基づいて、以下の演算式(12)により、高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)を算出する。
Ic_pd=Icff_pd+Icfb_pd 演算式(12)
コンプレッサ容量制御信号演算手段61では、図4に示すように、上記のようにして算出されたエバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)と高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)とを参照し、以下の要領により、コンプレッサ容量制御信号(Ict)を比較演算する。
Then, the high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculating means 51 calculates a high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal (Ic_pd) by the following arithmetic expression (12) based on the above calculation result.
Ic_pd = Icff_pd + Icfb_pd Arithmetic expression (12)
As shown in FIG. 4, the compressor capacity control signal calculation means 61 refers to the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) and the high-pressure refrigerant pressure capacity control signal (Ic_pd) calculated as described above. Then, the compressor displacement control signal (Ict) is compared and calculated according to the following procedure.
Ic_te<Ic_pdならば、Ict=Ic_teとし、一方、Ic_te>Ic_pdならば、Ict=Ic_pdとして、これで算出されたコンプレッサ容量制御信号(Ict)をメインコントローラ31の容量制御コントローラ部31aへの出力とする。
ここで、クラッチを含む場合において、上記コンプレッサ容量制御信号(Ict)を参照して、メインコントローラ31のクラッチコントローラ部31bへの出力を制御する。
If Ic_te <Ic_pd, Ict = Ic_te. On the other hand, if Ic_te> Ic_pd, Ict = Ic_pd, and the compressor capacity control signal (Ict) calculated in this way is output to the
Here, when a clutch is included, the output of the
次に、上記した制御演算値に基づいて行うコンプレッサの容量制御要領を図5に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップS1において、外気温度(Tamb)と、車速(VS)と、ブロワ電圧(BLV)と、エンジン回転数(Ne)と、エバポレータ出口空気温度(Teva)と、高圧側冷媒圧力(Pd)を読み込む。
Next, the compressor capacity control procedure performed based on the control calculation value will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, in step S1, the outside air temperature (Tamb), vehicle speed (VS), blower voltage (BLV), engine speed (Ne), evaporator outlet air temperature (Teva), and high-pressure side refrigerant pressure (Pd) Is read.
次いで、ステップS2及びステップS3において、エバポレータ出口空気温度目標値(Tet)及び高圧側冷媒圧力(Pdt)の設定をそれぞれ行った後、ステップS4において、
エバポレータ出口空気温度応答目標値制御手段42によるエバポレータ出口空気温度応答目標値(Tef)の算出を行う。
続いて、ステップS5において、エバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力予測手段44によるエバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力(Icff_te)の算出を行い、ステップS6において、エバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力演算手段43によるエバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力(Icfb_te)の算出を行う。
Next, in step S2 and step S3, after setting the evaporator outlet air temperature target value (Tet) and the high-pressure side refrigerant pressure (Pdt), respectively, in step S4,
The evaporator outlet air temperature response target value control means 42 calculates the evaporator outlet air temperature response target value (Tef).
Subsequently, in step S5, the evaporator outlet air temperature feedforward control input predicting means 44 calculates the evaporator outlet air temperature feedforward control input (Icff_te). In step S6, the evaporator outlet air temperature feedforward control
そして、ステップS7において、エバポレータ出口空気温度を制御するための容量制御信号(Ic_te)の算出をエバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段41において行う。
一方、ステップS8において、高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段52による高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力(Icff_pd)の算出を行い、ステップS9において、高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段53による高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力(Icfb_pd)の算出を行う。
Then, in step S7, a capacity control signal (Ic_te) for controlling the evaporator outlet air temperature is calculated in the evaporator outlet air temperature capacity control signal calculating means 41.
On the other hand, in step S8, the high-pressure side refrigerant pressure feedforward control input predicting means 52 calculates the high-pressure side refrigerant pressure feedforward control input (Icff_pd). In step S9, the high-pressure side refrigerant pressure feedback control
そして、ステップS10において、高圧側冷媒圧力を制御するための容量制御信号(Ic_pd)の算出を高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段51において行う。
上記したステップを実行した後、ステップS11において、容量制御信号判定手段によりエバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)と高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)との比較演算を行い、Ic_te<Ic_pdならば、ステップS12において、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)をコンプレッサ容量制御信号(Ict)と設定してメインコントローラ31へ出力し、一方、Ic_te>Ic_pdならば、ステップS13において、高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)をコンプレッサ容量制御信号(Ict)と設定してメインコントローラ31へ出力する。
In step S10, the capacity control signal (Ic_pd) for controlling the high-pressure side refrigerant pressure is calculated by the high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculating means 51.
After executing the above steps, in step S11, the capacity control signal determination means performs a comparison operation between the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) and the high pressure side refrigerant pressure capacity control signal (Ic_pd), and Ic_te < If Ic_pd, in step S12, the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) is set as the compressor capacity control signal (Ict) and output to the
上記したように、この実施形態に係る車両用空調装置では、エバポレータ出口空気温度及び高圧側冷媒圧力のそれぞれ目標値に応じて、各々の容量制御信号を演算し、そして、出力して、可変容量式圧縮機4の容量を制御するようにしているので、エバポレータ出口空気温度及び高圧側冷媒圧力をそれぞれの目的に応じて、的確に制御することができ、すなわち、エバポレータ出口空気温度の安定性を確保することができるだけでなく、高圧側冷媒圧力を適切に制御して高圧側冷媒圧力の上昇を抑制することができ、その結果、快適性の向上及びサイクル保護の両立を実現し得ることとなる。
As described above, in the vehicle air conditioner according to this embodiment, each capacity control signal is calculated and output according to the target values of the evaporator outlet air temperature and the high-pressure side refrigerant pressure, and the variable capacity Since the capacity of the
図6〜図9は、本発明の他の実施態様に係る車両用空調装置のメインコントローラ31の制御内容を示している。
本実施形態の車両用空調装置のメインコントローラ31では、図6及び図7に示すように、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段41及び高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段51により、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号及び高圧側冷媒圧力用容量制御信号をそれぞれ算出するのに加えて、トルク用容量制御信号演算手段71によって、可変容量式圧縮機4のトルクを目標値に制御するのに必要なトルク用容量制御信号を算出し、これらのエバポレータ出口空気温度用容量制御信号,高圧側冷媒圧力用容量制御信号及びトルク用容量制御信号をコンプレッサ容量制御信号演算手段61で比較して、可変容量式圧縮機4からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号によりこの可変容量式圧縮機4を制御するものとなっている。
FIGS. 6-9 has shown the control content of the
In the
トルク用容量制御信号演算手段71は、トルク推定手段により推定又は検知された可変容量式圧縮機4のトルクと、予めトルク目標値設定手段により設定された可変容量式圧縮機4のトルクの目標値とを参照して演算するコンプレッサトルクフィードバック制御入力演算手段73と、可変容量式圧縮機4のトルクの目標値を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測するコンプレッサトルクフィードフォワード制御入力予測手段72を備えている。
The torque capacity control signal calculation means 71 is the torque of the
このコンプレッサトルクフィードフォワード制御入力予測手段72において、コンプレッサトルク目標値(Trqt)と、外気温度(Tamb)と、エンジン回転数(Ne)と、車速(VS)と、ブロワ電圧(BLV)を参照して、以下の演算式(13)により、フィードフォワード制御入力(Icff_tr)を予測する。
Icff_tr=f(Trqt,Tamb,Ne,VS,BLV) 演算式(13)
また、コンプレッサトルクフィードバック制御入力演算手段73において、コンプレッサトルクフィードバック制御入力値(Icfb_tr)は、コンプレッサトルク目標値(Trqt)と、コンプレッサトルク推定値(Trq_E)とを参照して、以下のような比例演算及び積分演算を行う。
In this compressor torque feedforward control input prediction means 72, the compressor torque target value (Trqt), the outside air temperature (Tamb), the engine speed (Ne), the vehicle speed (VS), and the blower voltage (BLV) are referred to. Thus, the feedforward control input (Icff_tr) is predicted by the following arithmetic expression (13).
Icff_tr = f (Trqt, Tamb, Ne, VS, BLV) Equation (13)
In the compressor torque feedback control input calculation means 73, the compressor torque feedback control input value (Icfb_tr) is proportional to the compressor torque target value (Trqt) and the compressor torque estimated value (Trq_E) as follows: Perform calculations and integration calculations.
Icfb_tr=比例演算値 (Ptr)+積分演算値 (Itr) 演算式(14)
この場合、比例演算値(Ptr)及び積分演算値(Itr)については、以下のような演算を行う。
Ptr=Kp3×(Trqt−Trq_E) 演算式(15)
Itr=Itr_n-1+Kp3/Ti3×(Trqt−Trq_E ) 演算式(16)
但し、Kp3は比例ゲインであり、Ti3は積分時間であり、Itr_n-1はItr(積分演算値)の前回演算値である。
Icfb_tr = Proportional calculation value (Ptr) + Integral calculation value (Itr) Formula (14)
In this case, the following calculation is performed for the proportional calculation value (Ptr) and the integral calculation value (Itr).
Ptr = Kp3 × (Trqt−Trq_E) Formula (15)
Itr = Itr_n-1 + Kp3 / Ti3 × (Trqt−Trq_E) Formula (16)
However, Kp3 is a proportional gain, Ti3 is an integration time, and Itr_n−1 is a previous calculation value of Itr (integration calculation value).
そして、このトルク用容量制御信号演算手段71は、上記した演算結果に基づいて、以下の演算式(17)により、トルク用容量制御信号(Ic_tr)を算出する。
Ic_tr=Icff_tr+Icfb_tr 演算式(17)
コンプレッサ容量制御信号演算手段61では、図7に示すように、上記のようにして算出されたエバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)と、高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)と、トルク用容量制御信号(Ic_tr)とを参照し、以下の要領により、コンプレッサ容量制御信号(Ict)を比較演算する。
Then, the torque capacity control signal calculation means 71 calculates a torque capacity control signal (Ic_tr) by the following calculation expression (17) based on the above calculation result.
Ic_tr = Icff_tr + Icfb_tr arithmetic expression (17)
In the compressor capacity control signal calculating means 61, as shown in FIG. 7, the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) calculated as described above, the high pressure side refrigerant pressure capacity control signal (Ic_pd), Referring to the torque capacity control signal (Ic_tr), the compressor capacity control signal (Ict) is compared and calculated in the following manner.
Ic_te<Ic_pdで且つIc_te<Ic_trならば、Ict=Ic_teとし、
Ic_pd<Ic_teで且つIc_pd<Ic_trならば、Ict=Ic_pdとし、
Ic_tr<Ic_teで且つIc_tr<Ic_pdならば、Ict=Ic_trとして、これで算出されたコンプレッサ容量制御信号(Ict)をメインコントローラ31の容量制御コントローラ部31aへの出力とする。
If Ic_te <Ic_pd and Ic_te <Ic_tr, then Ict = Ic_te,
If Ic_pd <Ic_te and Ic_pd <Ic_tr, then Ict = Ic_pd,
If Ic_tr <Ic_te and Ic_tr <Ic_pd, it is assumed that Ict = Ic_tr, and the compressor capacity control signal (Ict) thus calculated is output to the
ここで、クラッチを含む場合において、上記コンプレッサ容量制御信号(Ict)を参照して、メインコントローラ31のクラッチコントローラ部31bへの出力を制御する。
次に、上記した制御演算値に基づいて行うコンプレッサの容量制御要領を図8及び図9に示すフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートにおいて、ステップS1〜ステップS13では、先の実施形態と同じ制御を行うので、その説明は省略する。
Here, when a clutch is included, the output of the
Next, the compressor capacity control procedure performed based on the control calculation value will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. In this flowchart, since the same control as that in the previous embodiment is performed in steps S1 to S13, the description thereof is omitted.
ステップS14において、コンプレッサトルク目標値(Trqt)の設定を行った後、ステップS15において、コンプレッサトルクフィードフォワード制御入力予測手段72によるコンプレッサトルクフィードフォワード制御入力(Icff_tr)の算出を行い、ステップS16において、コンプレッサトルクフィードバック制御入力演算手段73によるコンプレッサトルクフィードバック制御入力(Icfb_tr)の算出を行う。 After the compressor torque target value (Trqt) is set in step S14, the compressor torque feedforward control input (Icff_tr) is calculated by the compressor torque feedforward control input predicting means 72 in step S15. In step S16, the compressor torque feedforward control input (Icff_tr) is calculated. The compressor torque feedback control input calculation means 73 calculates a compressor torque feedback control input (Icfb_tr).
そして、ステップS17において、コンプレッサトルクを制御するための容量制御信号(Ic_tr)の算出をコンプレッサトルク用容量制御信号演算手段71において行う。
上記したステップを実行した後、ステップS11において、容量制御信号判定手段によりエバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)と、高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)と、コンプレッサトルク用容量制御信号(Ic_tr)との比較演算を行い、Ic_te<Ic_pdで且つIc_te<Ic_trならば、ステップS12において、エバポレータ出口空気温度用容量制御信号(Ic_te)をコンプレッサ容量制御信号(Ict)と設定してメインコントローラ31へ出力する。
In step S17, the compressor torque capacity control signal calculation means 71 calculates a capacity control signal (Ic_tr) for controlling the compressor torque.
After performing the above-described steps, in step S11, the capacity control signal determination means causes the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te), the high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal (Ic_pd), and the compressor torque capacity control signal. (Ic_tr) is compared, and if Ic_te <Ic_pd and Ic_te <Ic_tr, in step S12, the evaporator outlet air temperature capacity control signal (Ic_te) is set as the compressor capacity control signal (Ict) and the main controller To 31.
このとき、ステップS11において、Ic_te>Ic_pd及び/又は Ic_tr<Ic_teならば、ステップS18に進み、このステップS18において、Ic_pd<Ic_teで且つIc_pd<Ic_trならば、ステップS13において、高圧側冷媒圧力用容量制御信号(Ic_pd)をコンプレッサ容量制御信号(Ict)と設定してメインコントローラ31へ出力する。
そして、ステップS18において、Ic_tr<Ic_pdならば、ステップS19において、コンプレッサトルク用容量制御信号(Ic_ tr )をコンプレッサ容量制御信号(Ict)と設定してメインコントローラ31へ出力する。
At this time, if Ic_te> Ic_pd and / or Ic_tr <Ic_te in step S11, the process proceeds to step S18. If Ic_pd <Ic_te and Ic_pd <Ic_tr in step S18, the high-pressure side refrigerant pressure capacity is determined in step S13. The control signal (Ic_pd) is set as the compressor capacity control signal (Ict) and output to the
If Ic_tr <Ic_pd at step S18, the compressor torque capacity control signal (Ic_tr) is set as the compressor capacity control signal (Ict) and output to the
上記したように、この実施形態に係る車両用空調装置では、エバポレータ出口空気温度,高圧側冷媒圧力及びコンプレッサトルクのそれぞれ目標値に応じて、各々の容量制御信号を演算し、そして、出力して、可変容量式圧縮機4の容量を制御するようにしているので、エバポレータ出口空気温度,高圧側冷媒圧力及びコンプレッサトルクをそれぞれの目的に応じて、的確に制御することができ、すなわち、エバポレータ出口空気温度の安定性を確保することができると共に、高圧側冷媒圧力を適切に制御して高圧側冷媒圧力の上昇を抑制することができ、加えて、コンプレッサトルクをも適切に制御し得ることとなり、その結果、快適性の向上及びサイクル保護の両立を実現し得ることとなる。
As described above, in the vehicle air conditioner according to this embodiment, each capacity control signal is calculated and output according to the target values of the evaporator outlet air temperature, the high-pressure side refrigerant pressure, and the compressor torque. Since the capacity of the
上記した実施形態では、車両用空調装置の蒸気圧縮式冷凍回路における冷媒として二酸化炭素を用いた場合を示しているが、冷媒としてフロン系のものを採用してもよい。
また、上記した実施形態では、蒸気圧縮式冷凍回路が、クラッチ制御により容量可変とした可変容量式圧縮機4を装備している場合を示しているが、クラッチレスのものを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the case where carbon dioxide is used as the refrigerant in the vapor compression refrigeration circuit of the vehicle air conditioner is shown, but a fluorocarbon refrigerant may be adopted.
In the above-described embodiment, the vapor compression refrigeration circuit is provided with the
4 可変容量式圧縮機
5 高圧側冷媒圧力検知手段
6 放熱器
9 膨張機構
10 エバポレータ(蒸発器)
12 エバポレータ出口空気温度センサ(蒸発器温度検知手段)
41 エバポレータ出口空気温度用容量制御信号演算手段(蒸発器温度用容量制御信号演算手段)
42 エバポレータ温度目標応答算出手段(蒸発器温度目標応答算出手段)
43 エバポレータ出口空気温度フィードバック制御入力演算手段(蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段)
44 エバポレータ出口空気温度フィードフォワード制御入力予測手段(蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段)
51 高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段
52 高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段
53 高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段
61 コンプレッサ容量制御信号演算手段
71 トルク用容量制御信号演算手段
72 コンプレッサトルクフィードフォワード制御入力予測手段
73 コンプレッサトルクフィードバック制御入力演算手段
4
12 Evaporator outlet air temperature sensor (evaporator temperature detection means)
41 Evaporator outlet air temperature capacity control signal calculation means (evaporator temperature capacity control signal calculation means)
42 Evaporator temperature target response calculation means (evaporator temperature target response calculation means)
43 Evaporator outlet air temperature feedback control input calculation means (evaporator temperature feedback control input calculation means)
44 Evaporator outlet air temperature feedforward control input prediction means (evaporator temperature feedforward control input prediction means)
51 High-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculation means 52 High-pressure side refrigerant pressure feedforward control input prediction means 53 High-pressure side refrigerant pressure feedback control input calculation means 61 Compressor capacity control signal calculation means 71 Torque capacity control signal calculation means 72 Compressor torque Feedforward control input prediction means 73 Compressor torque feedback control input calculation means
Claims (10)
この蒸気圧縮式冷凍サイクルにおける前記外部可変容量圧縮機の容量制御信号を演算する容量制御信号演算手段を備え、
この容量制御信号演算手段により演算された前記外部可変容量圧縮機の容量制御信号により該外部可変容量圧縮機を制御して、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御する車両用空調装置において、
前記容量制御信号演算手段を複数設け、
これらの容量制御信号演算手段により演算された複数の容量制御信号の中で、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御して、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとしたことを特徴とする車両用空調装置。 An external variable capacity compressor that operates to pump the refrigerant at an arbitrarily variable capacity according to an external control signal, a radiator that cools the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the external variable capacity compressor, and vaporization of the refrigerant A vapor compression refrigeration cycle equipped with an evaporator for cooling the air blown into the passenger compartment using heat;
Capacity control signal calculation means for calculating a capacity control signal of the external variable capacity compressor in this vapor compression refrigeration cycle,
In the vehicle air conditioner that controls the external variable capacity compressor by the capacity control signal of the external variable capacity compressor calculated by the capacity control signal calculation means to control the vapor compression refrigeration cycle,
A plurality of the capacity control signal calculation means are provided,
Among the plurality of capacity control signals calculated by these capacity control signal calculation means, the external variable capacity compressor is controlled by a capacity control signal that minimizes the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor, A vehicle air conditioner that controls the vapor compression refrigeration cycle.
前記容量制御信号演算手段における演算の制御入力として、少なくとも前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力を含んでいる請求項1に記載の車両用空調装置。 Comprising a high-pressure side refrigerant pressure detecting means for detecting a refrigerant pressure on the high-pressure side of the vapor compression refrigeration cycle,
2. The vehicle air conditioner according to claim 1 , wherein at least a high-pressure side refrigerant pressure detected by the high-pressure side refrigerant pressure detection unit is included as a calculation control input in the capacity control signal calculation unit.
前記容量制御信号演算手段における演算の制御入力として、少なくとも前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力及び前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器の出口空気温度を含んでいる請求項2に記載の車両用空調装置。 Evaporator temperature detection means for detecting the outlet air temperature of the evaporator of the vapor compression refrigeration cycle or the temperature of the evaporator,
The calculation control input in the capacity control signal calculation means includes at least the high pressure side refrigerant pressure detected by the high pressure side refrigerant pressure detection means and the outlet air temperature of the evaporator detected by the evaporator temperature detection means. The vehicle air conditioner according to claim 2 .
前記蒸発器の温度を目標温度に制御するのに必要となる容量制御信号を演算する蒸発器温度用容量制御信号演算手段と、
前記蒸気圧縮式冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力の目標値を設定する高圧側冷媒圧力目標値設定手段と、
前記高圧側冷媒圧力を目標値に制御するのに必要となる容量制御信号を演算する高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段を備え、
前記蒸発器温度用容量制御信号演算手段において、前記蒸発器目標温度設定手段により設定される蒸発器の目標温度と、前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器の出口空気温度とを参照して、前記蒸発器の温度制御用容量制御信号が演算されると共に、
前記高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段において、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定される冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力目標値と、前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力とを参照して、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号が演算され、
前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした請求項3に記載の車両用空調装置。 An evaporator target temperature setting means for setting a target temperature of the evaporator of the vapor compression refrigeration cycle;
An evaporator temperature capacity control signal calculating means for calculating a capacity control signal required to control the temperature of the evaporator to a target temperature;
High pressure side refrigerant pressure target value setting means for setting a target value of the high pressure side refrigerant pressure of the vapor compression refrigeration cycle;
A high-pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculating means for calculating a capacity control signal required to control the high-pressure side refrigerant pressure to a target value;
In the evaporator temperature capacity control signal calculation means, refer to the evaporator target temperature set by the evaporator target temperature setting means and the outlet air temperature of the evaporator detected by the evaporator temperature detection means. A capacity control signal for temperature control of the evaporator is calculated,
In the high pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculation means, the high pressure side refrigerant pressure target value of the refrigeration cycle set by the high pressure side refrigerant pressure target value setting means and the high pressure side detected by the high pressure side refrigerant pressure detection means With reference to the refrigerant pressure, a capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure is calculated,
The capacity control signal for controlling the temperature of the evaporator and the capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure are compared, and the external capacity control signal that minimizes the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor The vehicle air conditioner according to claim 3 , wherein a variable capacity compressor is controlled to control the vapor compression refrigeration cycle.
その目標応答における蒸発器温度目標応答値と前記蒸発器の出口空気温度又は蒸発器の温度との偏差を演算する蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段と、
前記蒸発温度目標応答算出手段により算出される目標応答における過渡特性を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測する蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段と、
前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知された高圧側冷媒圧力と、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定された高圧側冷媒圧力目標値とを参照して演算する高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段と、
前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定された高圧側冷媒圧力目標値を実現するのに必要なフィードフォワード制御入力を予測する高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段を備え、
前記蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段において、前記蒸発器温度目標応答算出手段により算出される蒸発器温度目標応答値と、前記蒸発器温度検知手段により検知される蒸発器出口空気温度との偏差を参照して、蒸発器温度フィードバック制御入力が演算されると共に、
前記蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段において、蒸発器温度フィードフォワード制御入力が演算され、
前記蒸発器温度用容量制御信号演算手段において、前記蒸発器温度フィードバック制御入力と、蒸発器温度フィードフォワード制御入力との和を参照して、前記蒸発器温度の容量制御信号が演算され、
一方、前記高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力演算手段において、前記高圧側冷媒圧力目標値設定手段により設定される高圧側冷媒圧力目標値と、前記高圧側冷媒圧力検知手段により検知される高圧側冷媒圧力とを参照して、高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力が演算されると共に、
前記高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力予測手段において、高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力が演算され、
前記高圧側冷媒圧力用容量制御信号演算手段において、前記高圧側冷媒圧力フィードバック制御入力と、高圧側冷媒圧力フィードフォワード制御入力との和を参照して、高圧側冷媒圧力の容量制御信号が演算され、
前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした請求項4に記載の車両用空調装置。 An evaporator temperature target response calculating means for calculating and specifying a target response in a transient state for the evaporator outlet air temperature or the evaporator temperature to reach the evaporator target temperature detected by the evaporator temperature detecting means;
An evaporator temperature feedback control input computing means for computing a deviation between the evaporator temperature target response value in the target response and the outlet air temperature of the evaporator or the temperature of the evaporator;
Evaporator temperature feedforward control input predicting means for predicting a feedforward control input necessary for realizing a transient characteristic in the target response calculated by the evaporation temperature target response calculating means;
A high-pressure side refrigerant pressure feedback control input that is calculated by referring to the high-pressure side refrigerant pressure detected by the high-pressure side refrigerant pressure detection means and the high-pressure side refrigerant pressure target value set by the high-pressure side refrigerant pressure target value setting means. Computing means;
High pressure side refrigerant pressure feedforward control input predicting means for predicting a feedforward control input necessary for realizing the high pressure side refrigerant pressure target value set by the high pressure side refrigerant pressure target value setting means,
In the evaporator temperature feedback control input calculating means, a deviation between an evaporator temperature target response value calculated by the evaporator temperature target response calculating means and an evaporator outlet air temperature detected by the evaporator temperature detecting means is calculated. Referring to the evaporator temperature feedback control input is calculated,
In the evaporator temperature feedforward control input predicting means, an evaporator temperature feedforward control input is calculated,
In the evaporator temperature capacity control signal calculation means, referring to the sum of the evaporator temperature feedback control input and the evaporator temperature feedforward control input, the evaporator temperature capacity control signal is calculated,
On the other hand, in the high pressure side refrigerant pressure feedback control input calculation means, the high pressure side refrigerant pressure target value set by the high pressure side refrigerant pressure target value setting means and the high pressure side refrigerant pressure detected by the high pressure side refrigerant pressure detection means And the high-pressure side refrigerant pressure feedback control input is calculated,
In the high pressure side refrigerant pressure feedforward control input prediction means, a high pressure side refrigerant pressure feedforward control input is calculated,
In the high pressure side refrigerant pressure capacity control signal calculating means, a high pressure side refrigerant pressure capacity control signal is calculated by referring to the sum of the high pressure side refrigerant pressure feedback control input and the high pressure side refrigerant pressure feedforward control input. ,
The capacity control signal for controlling the temperature of the evaporator and the capacity control signal for controlling the high-pressure side refrigerant pressure are compared, and the external capacity control signal that minimizes the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor The vehicle air conditioner according to claim 4 , wherein a variable capacity compressor is controlled to control the vapor compression refrigeration cycle.
前記外部可変容量圧縮機のトルクの目標値を設定するトルク目標値設定手段と、
前記外部可変容量圧縮機のトルクを目標値に制御するのに必要となる容量制御信号を演算するトルク用容量制御信号演算手段を備え、
前記トルク用容量制御信号演算手段において、前記トルク目標値設定手段により設定されるトルク目標値に基づいて、前記外部可変容量圧縮機のトルクを目標値に制御するのに必要なトルク用容量制御信号が演算され、
前記蒸発器の温度制御用容量制御信号と、前記高圧側冷媒圧力の制御用容量制御信号と、前記トルク用容量制御信号とを比較して、前記外部可変容量圧縮機からの冷媒吐出量を最小にする容量制御信号により前記外部可変容量圧縮機を制御し、前記蒸気圧縮式冷凍サイクルを制御するものとした請求項5に記載の車両用空調装置。 Torque estimation means for estimating or detecting the torque of the external variable capacity compressor;
Torque target value setting means for setting a target value of torque of the external variable capacity compressor;
A torque capacity control signal calculating means for calculating a capacity control signal required to control the torque of the external variable capacity compressor to a target value;
In the torque capacity control signal calculation means, a torque capacity control signal necessary for controlling the torque of the external variable capacity compressor to a target value based on the torque target value set by the torque target value setting means. Is calculated,
The capacity control signal for temperature control of the evaporator, the capacity control signal for control of the high-pressure side refrigerant pressure, and the capacity control signal for torque are compared, and the refrigerant discharge amount from the external variable capacity compressor is minimized. The vehicle air conditioner according to claim 5 , wherein the external variable capacity compressor is controlled by a capacity control signal to control the vapor compression refrigeration cycle.
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