JP2568192B2 - External controller for variable capacity compressor - Google Patents

External controller for variable capacity compressor

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JP2568192B2
JP2568192B2 JP6759487A JP6759487A JP2568192B2 JP 2568192 B2 JP2568192 B2 JP 2568192B2 JP 6759487 A JP6759487 A JP 6759487A JP 6759487 A JP6759487 A JP 6759487A JP 2568192 B2 JP2568192 B2 JP 2568192B2
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3205Control means therefor
    • B60H1/3208Vehicle drive related control of the compressor drive means, e.g. for fuel saving purposes

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両に装備される空調装置において、その
内部容量可変型と呼ばれる可変容量コンプレッサを外部
から制御する制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for externally controlling a variable displacement compressor called an internal displacement variable type in an air conditioner installed in a vehicle.

(従来の技術) 従来より、この種の自動車用空調装置として、車載エ
ンジンに電磁クラッチ機構を介して駆動連結されたコン
プレッサ(圧縮機)と、該コンプレッサから吐出された
ガス冷媒を空気との熱交換により冷却して液状態に凝縮
するコンデンサ(凝縮器)と、このコンデンサを通過し
た液冷媒を気化させてその気化熱により車室内を冷却す
るエバポレータ(蒸発器)とを備えてなり、エバポレー
タでの冷媒の蒸発温度が所定温度以下に低下すると、そ
のことをフロストスイッチにより検出して、電磁クラッ
チ機構のOFF作動によりコンプレッサの駆動を停止させ
るようにしたものが一般によく知られ、広く実車に装備
されている。
(Prior Art) Conventionally, as an air conditioner for an automobile of this type, a compressor (compressor) drivingly connected to an in-vehicle engine through an electromagnetic clutch mechanism, and a gas refrigerant discharged from the compressor are used as heat from air. It is equipped with a condenser (condenser) that cools and condenses into a liquid state by replacement, and an evaporator (evaporator) that vaporizes the liquid refrigerant that has passed through this condenser and cools the passenger compartment by the heat of vaporization. It is generally well known that the frost switch detects that the evaporation temperature of the refrigerant falls below a predetermined temperature and stops the operation of the compressor by turning off the electromagnetic clutch mechanism. Has been done.

すなわち、エンジン回転数が上昇すると、該エンジン
によって駆動されるコンプレッサからの冷媒吐出量が増
加して冷媒回路を多量の冷媒が循環するため、コンプレ
ッサの能力が増大するのに対し、車室に対する熱負荷は
ほぼ一定であるので、能力が余剰となり、この余剰部分
をなくすために、コンプレッサの駆動を停止させるよう
になされている。
That is, when the engine speed increases, the amount of refrigerant discharged from the compressor driven by the engine increases, and a large amount of refrigerant circulates in the refrigerant circuit. Since the load is substantially constant, the capacity becomes surplus, and the drive of the compressor is stopped to eliminate this surplus portion.

しかし、その場合、エンジンのコンプレッサ駆動のた
めの駆動力を低減してEER(エネルギー消費効率)を向
上させるという観点から、コンプレッサの運転を一旦停
止してその後に再起動するよりは、その間、コンプレッ
サの容量を定常時よりも低下させて継続して運転するほ
うが好ましい。例えば、コンプレッサ、コンデンサ及び
エバポレータのうち、成績係数に対するこれら各機器の
依存度をみると、コンプレッサの容量が小さいほど、コ
ンプレッサ自体の仕事能力が低くなるが、相対的にコン
デンサ及びエバポレータの寄与率が大になり、全体の成
績係数が増大する。つまり、コンプレッサの仕事能力は
下がっているのに、全体のエンタルピーは同等になるの
で、EERが増大することになる。
However, in that case, in order to reduce the driving force for driving the compressor of the engine and improve the EER (energy consumption efficiency), rather than stopping the operation of the compressor once and then restarting it, in the meantime, It is preferable to continue the operation by reducing the capacity of the above compared to the steady state. For example, among the compressors, condensers, and evaporators, looking at the dependence of these devices on the coefficient of performance, the smaller the capacity of the compressor, the lower the work capacity of the compressor itself, but the contribution rate of the condenser and evaporator is relatively large. It becomes large and the overall coefficient of performance increases. In other words, while the work capacity of the compressor is decreasing, the overall enthalpy is the same, so the EER increases.

このため、斯かる要求を満たすコンプレッサとして、
従来、特開昭60−261721号公報に開示されるように、内
部容量可変型コンプレッサが提案されている。これは、
コンプレッサの能力が過剰になったときに、コンプレッ
サ本体に吸入された冷媒の一部を圧縮行程の途中からバ
イパスさせて吸入側に戻すことにより、コンプレッサの
能力を車室内の熱負荷に対応した能力に自動的に制御す
るようにしたものである。
Therefore, as a compressor that meets such requirements,
Hitherto, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-261721, a compressor with a variable internal capacity has been proposed. this is,
When the compressor capacity becomes excessive, a part of the refrigerant sucked into the compressor body is bypassed from the middle of the compression stroke and returned to the suction side, so that the capacity of the compressor can handle the heat load in the vehicle compartment Is controlled automatically.

(発明が解決しようとする課題) ところが、反面、この提案の内部容量可変型コンプレ
ッサを使用する場合、コンプレッサの能力が車室内の熱
負荷に対応した能力に自動的に制御されるため、以下に
示すような問題が生じる。
(Problems to be solved by the invention) However, on the other hand, when using the proposed variable internal capacity compressor, the capacity of the compressor is automatically controlled to the capacity corresponding to the heat load in the vehicle interior. The following problems arise.

すなわち、例えば車両がいわゆる信号待ち等で短時間
の間、エンジンをアイドリング状態にして走行を停止し
ているとき、その時点での車室内の熱負荷が大きいと、
コンプレッサは自動的にその容量が大に制御され、該コ
ンプレッサの駆動のために費やされるエンジン出力の割
合が増大し、その結果、エンジンの負荷が増大してその
アイドリング振動が大きくなるという問題がある。
That is, for example, when the vehicle is in the idling state for a short time such as waiting for a signal and the traveling is stopped, if the heat load in the passenger compartment at that time is large,
The compressor has a problem that its capacity is automatically controlled to a large extent, the proportion of the engine output consumed for driving the compressor increases, and as a result, the engine load increases and its idling vibration increases. .

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的
は、上記の如く内容容量可変型のコンプレッサにおける
本来の自動的な内部容量制御に加え、その容量を外部か
ら該外部の条件に応じて適正に制御するようにすること
により、内部容量可変型コンプレッサの特性を活かしつ
つ、車両の短時間の走行停止時におけるコンプレッサ駆
動のためのエンジンの負荷を可及的に軽減し、よって停
車時のエンジンのアイドリング振動を低減しようとする
ことにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is, in addition to the original automatic internal capacity control in the variable content capacity type compressor as described above, the capacity to be adjusted from the outside depending on the external conditions. By properly controlling the internal capacity, the load on the engine for driving the compressor when the vehicle is stopped for a short time is reduced as much as possible while taking advantage of the characteristics of the variable internal capacity compressor. This is to reduce the idling vibration of the engine.

(課題を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明の解決手段は、車
両の短時間の停車時と見做されるときには、空調装置用
コンプレッサの内部容量制御を一時的に禁止して、その
容量を最小容量に固定保持するようにしたものである。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, the solution means of the present invention temporarily controls the internal capacity of an air conditioner compressor when it is considered that the vehicle is stopped for a short time. This is prohibited and the capacity is fixedly held at the minimum capacity.

具体的には、本発明の構成は、第1図に示すように、
冷媒を吸入する吸入ポート21と、該吸入ポート21から吸
入されて圧縮行程を経た冷媒を吐出させる吐出ポート22
と、冷媒の吸入圧力に応じて冷媒の吐出量を可変制御す
る可変容量機構50とを有し、車両に搭載されたエンジン
12により駆動される空調装置用の可変容量コンプレッサ
2を外部から制御する外部制御装置を前提とする。
Specifically, the configuration of the present invention is as shown in FIG.
A suction port 21 for sucking the refrigerant, and a discharge port 22 for discharging the refrigerant that has been sucked from the suction port 21 and passed through the compression stroke
And a variable capacity mechanism 50 that variably controls the discharge amount of the refrigerant according to the suction pressure of the refrigerant, the engine mounted on the vehicle.
It is premised on an external control device for externally controlling the variable capacity compressor 2 for an air conditioner driven by 12.

そして、上記コンプレッサ2に対して、その冷媒の吐
出量を最小に保持する容量設定機構52を設ける。
The compressor 2 is provided with a capacity setting mechanism 52 for keeping the discharge amount of the refrigerant to a minimum.

また、車両が短時間だけ走行停止していると見做し得
る状態、つまりエンジン12のスロットル開度及び車速が
それぞれ所定値以下でありかつトランスミッションが前
進段位置となる状態にあることを検知する停車検出手段
107を設けるとともに、この停車検出手段107の出力を受
け、停車検出手段107により上記車両の短時間の走行停
止と見做し得る状態が検出されたとき、上記コンプレッ
サ2の容量設定機構52を作動させる制御手段108を設け
る。
Further, it is detected that the vehicle can be considered to have stopped traveling for a short time, that is, the throttle opening of the engine 12 and the vehicle speed are below a predetermined value and the transmission is in the forward gear position. Vehicle stop detection means
In addition to providing 107, when the output of the vehicle stop detection means 107 is detected and the vehicle stop detection means 107 detects a state in which the vehicle can be considered to stop traveling for a short time, the capacity setting mechanism 52 of the compressor 2 is operated. A control means 108 is provided for controlling.

(作用) この構成により、本発明では、車両の走行中は制御手
段108が作動せず、コンプレッサ2の内部容量制御が行
われる。一方、車両が短時間だけ走行停止していると見
做し得る状態、つまりエンジン12のスロットル開度及び
車速がそれぞれ所定値以下でかつトランスミッションが
前進段位置となる状態が停車検出手段107により検出さ
れると、その車両は信号待ち等によりその車載エンジン
12をアイドリング状態にして短時間の間、一時的に停車
したと見做され、その停車検出手段107の出力を受けた
制御手段108により、コンプレッサ2の内部容量制御が
禁止されて、容量設定機構52の作動によりその容量が強
制的に最小容量に固定保持される。このコンプレッサ2
の最小容量の固定保持により、該コンプレッサ2の駆動
のために要するエンジン12の負荷が極めて小さくなり、
このコンプレッサ2に対する負荷の軽減によってエンジ
ン12のアイドリング振動を有効に低減することができる
こととなる。
(Operation) With this configuration, in the present invention, the control means 108 does not operate while the vehicle is traveling, and the internal capacity control of the compressor 2 is performed. On the other hand, a state in which it can be considered that the vehicle has stopped traveling for a short time, that is, a state in which the throttle opening and the vehicle speed of the engine 12 are each less than or equal to a predetermined value and the transmission is in the forward gear position is detected by the vehicle stop detection means 107. Then, the vehicle waits for a signal, etc.
It is considered that the vehicle is temporarily stopped for a short time with 12 being in an idling state, and the control means 108 receiving the output of the vehicle stop detection means 107 prohibits the internal capacity control of the compressor 2 and the capacity setting mechanism. The actuation of 52 forces its capacity to be held fixed at the minimum capacity. This compressor 2
Since the minimum capacity of the engine is fixedly held, the load of the engine 12 required to drive the compressor 2 becomes extremely small,
By reducing the load on the compressor 2, the idling vibration of the engine 12 can be effectively reduced.

(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基づいて
説明する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings starting from FIG.

第2図は本発明の実施例の全体構成を示し、1は、電
子燃料噴射式エンジン12及び電子制御式トランスミッシ
ョン(図示せず)を搭載した自動車に装備された空調装
置であって、この空調装置1は、上記車載エンジン12に
電磁クラッチ機構13及び伝動ベルト14を介して駆動連結
されたコンプレッサ2(圧縮機)と、車体のエンジンル
ーム前端部に配置され、走行風等との熱交換によりガス
冷媒を冷却して液冷媒に凝縮するコンデンサ3(凝縮
器)と、液冷媒を蓄えるレシーバタンク4(受液器)
と、液冷媒をその気化に適した圧力に減圧して膨張させ
る開度調整可能なエキスパンションバルブ5(膨張弁)
と、車室内に配置され、液冷媒を気化させてその気化熱
により車室内の空気を冷却するエバポレータ6(蒸発
器)とを備えてなり、これらの機器2〜6を冷媒配管7
によって接続することにより冷媒回路8が構成されてい
る。尚、9は上記エバポレータ6からコンプレッサ2に
戻る冷媒配管7に付設された感温筒で、この感温筒9は
伝熱管10を介して上記エキスパンションバルブ5に接続
されており、エバポレータ6で気化したガス冷媒の温度
が一定になるようにエキスパンションバルブ5の開度が
自動調整される。また、11はエバポレータ6に付設され
たファンである。
FIG. 2 shows the overall configuration of an embodiment of the present invention, and 1 is an air conditioner installed in a vehicle equipped with an electronic fuel injection engine 12 and an electronically controlled transmission (not shown). The device 1 is disposed at the front end of the engine room of the vehicle body and the compressor 2 (compressor) drivingly connected to the vehicle-mounted engine 12 via the electromagnetic clutch mechanism 13 and the transmission belt 14, and by heat exchange with traveling wind or the like. A condenser 3 (condenser) that cools the gas refrigerant and condenses it into a liquid refrigerant, and a receiver tank 4 (liquid receiver) that stores the liquid refrigerant.
And an expansion valve 5 (expansion valve) whose opening degree is adjustable to decompress the liquid refrigerant to a pressure suitable for its vaporization and to expand it.
And an evaporator 6 (evaporator) which is arranged in the vehicle compartment and which vaporizes the liquid refrigerant and cools the air in the vehicle compartment by the heat of vaporization of the liquid refrigerant.
Refrigerant circuit 8 is configured by connecting with each other. Reference numeral 9 is a temperature-sensitive tube attached to the refrigerant pipe 7 that returns from the evaporator 6 to the compressor 2. The temperature-sensitive tube 9 is connected to the expansion valve 5 via a heat transfer tube 10 and vaporized by the evaporator 6. The opening of the expansion valve 5 is automatically adjusted so that the temperature of the gas refrigerant is constant. Reference numeral 11 denotes a fan attached to the evaporator 6.

上記コンプレッサ2はベーン式の可変容量コンプレッ
サで構成されている。この可変容量コンプレッサ2の基
本的な構造は通常のベーン式コンプレッサと同様のもの
である。すなわち、このコンプレッサ2の本体20は、第
3図に拡大詳示するように、リング状のサイドハウジン
グ23と、該サイドハウジング23の前後面に気密状に接合
され、サイドハウジング23の内部に円柱状の作動室24を
形成するフロント及びリヤハウジング25,26と、上記サ
イドハウジング23の作動室24内に作動室24の中心に対し
てオフセットして回転自在に嵌装された円柱状のロータ
27と、該ロータ27にその外周部から出没自在に支持さ
れ、端部が作動室24の内周壁に摺接して作動室24を仕切
る1対のスルーベーン28,28とを備えてなり、上記フロ
ントハウジング25には上記作動室24内に冷媒を吸入する
吸入ポート21と、該吸入ポート21に連通する吸入室29と
が形成されている。また、サイドハウジング23には圧縮
行程を経た冷媒を吐出させる吐出ポート22が、リヤハウ
ジング26には上記吐出ポート22に連通する吐出室(図示
せず)がそれぞれ形成されている。さらに、上記ロータ
27の回転軸31は上記電磁クラッチ機構13に連結されてお
り、電磁クラッチ機構13のON作動時、エンジン12の出力
によりロータ27を回転駆動し、このロータ27の回転に伴
い、サイドハウジング23内の作動室24におけるベーン2
8,28で仕切られた部分の体積を漸次減少変化させること
により、サイドハウジング23の吸入ポート21から吸入さ
れたガス冷媒を圧縮して吐出ポート22から吐出させるよ
うになされている。
The compressor 2 is a vane type variable displacement compressor. The basic structure of the variable displacement compressor 2 is similar to that of a normal vane compressor. That is, the main body 20 of the compressor 2 is joined to the ring-shaped side housing 23 and the front and rear surfaces of the side housing 23 in an airtight manner as shown in FIG. Front and rear housings 25 and 26 that form a columnar working chamber 24, and a cylindrical rotor that is rotatably fitted in the working chamber 24 of the side housing 23 so as to be offset with respect to the center of the working chamber 24.
27, and a pair of through vanes 28, 28 that are supported by the rotor 27 so as to be retractable from the outer peripheral portion of the rotor 27 and that partition the working chamber 24 by sliding contact with the inner peripheral wall of the working chamber 24. The housing 25 is formed with a suction port 21 for sucking the refrigerant into the working chamber 24, and a suction chamber 29 communicating with the suction port 21. The side housing 23 has a discharge port 22 for discharging the refrigerant that has undergone the compression stroke, and the rear housing 26 has a discharge chamber (not shown) communicating with the discharge port 22. Furthermore, the rotor
The rotating shaft 31 of 27 is connected to the electromagnetic clutch mechanism 13, and when the electromagnetic clutch mechanism 13 is turned on, the rotor 27 is rotationally driven by the output of the engine 12, and as the rotor 27 rotates, the inside of the side housing 23 is rotated. Vane 2 in working chamber 24 of
By gradually decreasing the volume of the part partitioned by 8 and 28, the gas refrigerant sucked from the suction port 21 of the side housing 23 is compressed and discharged from the discharge port 22.

そして、この基本的な構成において、上記コンプレッ
サ本体20のフロントハウジング25内にはスプール弁32が
設けられている。また、サイドハウジング23及びリヤハ
ウジング26の双方に亘る下部にはニードル弁からなるプ
レッシャレギュレータ40が取り付けられている。
In this basic configuration, a spool valve 32 is provided in the front housing 25 of the compressor body 20. A pressure regulator 40, which is a needle valve, is attached to the lower portion of both the side housing 23 and the rear housing 26.

上記スプール弁32は、第4図にも示すように、円柱状
のバルブハウジング33と、該バルブハウジング33内に摺
動自在に嵌装され、ハウジング33内をスプリング室35及
び加圧室36に仕切る円柱状の弁体34とを備え、上記加圧
室36は、バルブハウジング33のポート33a及び該ポート3
3aに接続される連通路37を介してコンプレッサ本体20に
おけるフロントハウジング25とサイドハウジング23との
間の所定の間隙部に連通されており、その内部の圧力は
ガス冷媒の吸入圧力と吐出圧力との略中間の圧力に設定
されている。また、スプリング室35には弁体34を加圧室
36側に付勢するスプリング38が縮装されているととも
に、スプリング室35はポート33bを介して上記フロント
ハウジング25内の吸入室29に連通されている。さらに、
バルブハウジング33にはその内部の弁体34の摺動範囲の
中間部に4つのバイパス孔39a〜39bが、そのうちのバイ
パス孔39a,39b同士をハウジング33の直径方向に対向さ
せかつバイパス孔39a,39a同士(39b,39b)をハウジング
33の中心線方向に直列に配置せしめて開口されている。
ハウジング33の一側(第3図で右側)に位置するバイパ
ス孔39a,39aは上記作動室24において冷媒の圧縮行程の
途中に対応する部分に、他側(同左側)のバイパス孔39
b,39bは上記吸入室29にそれぞれ連通されており、この
ハウジング33の直径方向に対向するバイパス孔39a,39b
と該両バイパス孔39a,39b間に位置するスプリング室35
の一部とにより、作動室24内において圧縮される冷媒の
圧縮行程の途中で冷媒を吸入室29(吸入側)へバイパス
させるバイパス通路39,39が構成されている。そして、
弁体34に対する加圧室36内の中間圧力による付勢力がス
プリング室35内の冷媒吸入圧力にその内部のスプリング
38のばね力を加えた付勢力よりも大きいときには、弁体
34を第4図で下方に移動させることにより、バイパス孔
39a〜39bを閉鎖してバイパス通路39,39を閉じる一方、
逆に小さいときには、弁体34を同図で上方に移動させる
ことにより、バイパス孔39a〜39bを開放してバイパス通
路39,39を開くようになされている。
As shown in FIG. 4, the spool valve 32 is a cylindrical valve housing 33, and is slidably fitted in the valve housing 33 so that the housing 33 has a spring chamber 35 and a pressurizing chamber 36. The pressurizing chamber 36 includes a port 33a of the valve housing 33 and the port 3a.
It is communicated with a predetermined gap portion between the front housing 25 and the side housing 23 in the compressor body 20 through a communication passage 37 connected to 3a, and the pressure inside thereof is the suction pressure and the discharge pressure of the gas refrigerant. The pressure is set to approximately the middle of. Further, the valve element 34 is placed in the spring chamber 35 as a pressurizing chamber.
A spring 38 for urging toward the 36 side is compressed, and the spring chamber 35 is communicated with the suction chamber 29 in the front housing 25 through the port 33b. further,
In the valve housing 33, four bypass holes 39a to 39b are provided in the middle of the sliding range of the valve body 34 inside, and the bypass holes 39a and 39b among them are opposed to each other in the diametrical direction of the housing 33 and the bypass holes 39a, 39b. Housing 39a to each other (39b, 39b)
The openings are arranged in series in the direction of the center line of 33.
The bypass holes 39a, 39a located on one side (right side in FIG. 3) of the housing 33 are provided on the other side (on the left side) of the working chamber 24 at a portion corresponding to the middle of the compression stroke of the refrigerant.
b and 39b are respectively communicated with the suction chamber 29, and bypass holes 39a and 39b facing each other in the diametrical direction of the housing 33 are provided.
And the spring chamber 35 located between the bypass holes 39a and 39b.
The bypass passages 39, 39 for bypassing the refrigerant to the suction chamber 29 (suction side) in the middle of the compression process of the refrigerant compressed in the working chamber 24 are formed by a part of the refrigerant. And
The urging force of the intermediate pressure in the pressurizing chamber 36 against the valve body 34 is applied to the refrigerant suction pressure in the spring chamber 35 by the spring inside the spring.
When it is larger than the biasing force obtained by adding the spring force of 38,
By moving 34 downward in FIG.
39a to 39b are closed to close the bypass passages 39 and 39,
Conversely, when it is small, the valve body 34 is moved upward in the figure to open the bypass holes 39a-39b and open the bypass passages 39,39.

一方、上記プレッシャレギュレータ40は、弁口41を介
して連通する第1及び第2の2つの圧力室42,43が内部
に形成されたバルブハウジング44と、該バルブハウジン
グ44内に上記弁口41を開閉可能に嵌装された弁体45と、
バルブハウジング44の第2圧力室43内に嵌装され、該第
2圧力室43を吸入圧室43aと大気圧室43bとに区画形成す
るダイアフラム46とを備えてなり、上記ダイアフラム46
はロッド47を介して上記弁体45に移動一体に連結されて
おり、上記大気圧室43b内にはダイアフラム46を弁体45
の開弁方向(弁体45が第1及び第2の両圧力室42,43を
連通する方向)に付勢するスプリング48が縮装されてい
る。そして、上記第1圧力室42は上記連通路37(コンプ
レッサ本体20におけるフロントハウジング25とサイドハ
ウジング23との間の所定の間隙部)に連通路49を介し
て、また第2圧力室43における吸入圧室43aは上記吸入
室29にそれぞれ連通され、第2圧力室43の大気圧室43b
は大気に開放されており、ダイアフラム46に対する吸入
圧室43a内の冷媒吸入圧力による付勢力が大気圧室43b内
の大気圧にその内部のスプリング48のばね力を加えた付
勢力よりも大きいときには、ダイアフラム46を第4図で
下方に移動させて該ダイアフラム46と一体の弁体45によ
り弁口41を閉鎖し、第1圧力室42と吸入室29との間の連
通を遮断する一方、逆に小さいときには、ダイアフラム
46を同図で上方に移動させて弁口41を開き、第1圧力室
42と吸入室29とを連通させるようになされている。よっ
て、上記スプール弁32及びプレッシャレギュレータ40に
より、上記バイパス通路39,39をコンプレッサ本体20の
冷媒吸入圧力が略一定に保たれるようにその吸入圧力に
応じて自動的に開閉制御し、コンプレッサ2の回転数
(エンジン回転数)が低くてその能力が低いときには、
プレッシャレギュレータ40を閉弁させ、かつスプール弁
32の加圧室36内圧力の増大によってそのバイパス通路3
9,39を閉じることにより、コンプレッサ2の容量を最大
容量に保つ一方、コンプレッサ2の回転数の上昇により
その能力が上昇すると、それに伴う吸入室29内の圧力低
下によってプレッシャレギュレータ40を開弁させるとと
もに、その開弁動作に伴いスプール弁32における加圧室
36内の圧力を低下させてその弁体34を図で上方に移動さ
せ、バイパス通路39,39を開いてガス冷媒を吸入側にバ
イパスさせることにより、コンプレッサ2の容量をその
回転数の上昇に応じて低下させるように、つまり車室内
の熱負荷よりもコンプレッサ2の能力が増大したとき
に、その余剰能力をなくすようにした可変容量機構50が
構成されている。
On the other hand, the pressure regulator 40 includes a valve housing 44 in which first and second two pressure chambers 42, 43 communicating with each other via a valve opening 41 are formed, and the valve opening 41 in the valve housing 44. And a valve body 45 that is fitted so that it can be opened and closed,
The diaphragm 46 is fitted in the second pressure chamber 43 of the valve housing 44 and divides the second pressure chamber 43 into a suction pressure chamber 43a and an atmospheric pressure chamber 43b.
Is connected to the valve body 45 via a rod 47 so as to move integrally therewith, and a diaphragm 46 is installed in the atmospheric pressure chamber 43b.
A spring 48 for urging the valve in the valve opening direction (the direction in which the valve body 45 connects the first and second pressure chambers 42, 43) is contracted. The first pressure chamber 42 is sucked into the communication passage 37 (a predetermined gap between the front housing 25 and the side housing 23 in the compressor body 20) via the communication passage 49 and in the second pressure chamber 43. The pressure chambers 43a are respectively communicated with the suction chambers 29, and the atmospheric pressure chambers 43b of the second pressure chambers 43b.
Is open to the atmosphere, and when the biasing force of the refrigerant suction pressure in the suction pressure chamber 43a against the diaphragm 46 is larger than the biasing force of the atmospheric pressure in the atmospheric pressure chamber 43b plus the spring force of the spring 48 therein. , The diaphragm 46 is moved downward in FIG. 4, and the valve body 45 integrated with the diaphragm 46 closes the valve opening 41, thereby blocking the communication between the first pressure chamber 42 and the suction chamber 29, while Diaphragm when small
46 is moved upward in the figure to open the valve port 41, and the first pressure chamber
42 and the suction chamber 29 are made to communicate with each other. Therefore, the spool valve 32 and the pressure regulator 40 automatically control the opening / closing of the bypass passages 39, 39 in accordance with the suction pressure of the compressor body 20 so that the refrigerant suction pressure of the compressor body 20 is kept substantially constant. When the engine speed is low and its ability is low,
Close the pressure regulator 40 and spool valve
By increasing the pressure in the pressurizing chamber 36 of 32, the bypass passage 3
By closing 9,39, the capacity of the compressor 2 is kept at the maximum capacity, while when the capacity of the compressor 2 increases due to an increase in the rotation speed of the compressor 2, the pressure regulator 40 opens due to the pressure drop in the suction chamber 29 accompanying it. Along with the valve opening operation, the pressurizing chamber in the spool valve 32
The capacity of the compressor 2 is increased by lowering the pressure in the valve 36 and moving the valve element 34 upward in the figure, and opening the bypass passages 39, 39 to bypass the gas refrigerant to the suction side. The variable capacity mechanism 50 is configured so as to reduce the excess capacity when the capacity of the compressor 2 is increased more than the heat load in the vehicle compartment.

さらに、上記プレッシャレギュレータ40の第1圧力室
42を連通路37に連通させる連通路49と、上記フロントハ
ウジング25内の吸入室29とは連通路51によって連通さ
れ、この連通路51には該連通路51を開閉する常時閉の電
磁弁SVが配設されており、この電磁弁SVの閉状態では、
上記可変容量機構50を作動させてコンプレッサ2を内部
容量制御状態とする一方、電磁弁SVを開いたときには、
可変容量機構50を作動停止させ、吸入室29内の圧力を中
間圧力として、スプリング38のばね力によってスプール
弁32の弁体34を図で上昇端位置に位置付け、バイパス通
路39,39を全開状態に保って冷媒のバイパス量を最大に
保持することにより、コンプレッサ2の容量を最小容量
に固定するようにした容量設定機構52が構成されてい
る。
Further, the first pressure chamber of the pressure regulator 40
A communication passage 49 for communicating 42 with the communication passage 37 and a suction chamber 29 in the front housing 25 are communicated with each other by a communication passage 51. The communication passage 51 has a normally closed solenoid valve SV for opening and closing the communication passage 51. Is provided, and in the closed state of this solenoid valve SV,
While the variable capacity mechanism 50 is operated to bring the compressor 2 into the internal capacity control state, when the solenoid valve SV is opened,
The variable displacement mechanism 50 is deactivated, the pressure in the suction chamber 29 is set to an intermediate pressure, and the valve element 34 of the spool valve 32 is positioned at the rising end position in the figure by the spring force of the spring 38, and the bypass passages 39, 39 are fully opened. The capacity setting mechanism 52 is configured to fix the capacity of the compressor 2 to the minimum capacity by maintaining the bypass amount of the refrigerant at the maximum by maintaining the capacity.

そして、第2図に示すように、上記電磁弁SVはコント
ロールユニット100によって作動制御される。このコン
トロールユニット100には、上記エンジン12のスロット
ル開度を検出するスロットルセンサ101の出力信号と、
自動車の走行速度が略零近傍の所定速度(例えば5Km/
h)以下のときにON作動する車速検出スイッチSW1のON・
OFF信号と、上記トランスミッションの変速レンジをD
レンジ(通常の走行レンジ)に切り換えるためのDレン
ジスイッチSW2のON・OFF信号とが入力されている。
Then, as shown in FIG. 2, the operation of the solenoid valve SV is controlled by the control unit 100. The control unit 100, the output signal of the throttle sensor 101 for detecting the throttle opening of the engine 12,
The running speed of a car is a predetermined speed near zero (for example, 5 km /
h) ON of the vehicle speed detection switch SW 1 that turns ON when:
OFF signal and transmission range of the above transmission is D
The ON / OFF signal of the D range switch SW 2 for switching to the range (normal driving range) is input.

上記コントロールユニット100の詳細な構成について
第5図により説明する。上記スロットルセンサ101はポ
テンショメータで構成され、本来はエンジン12に対する
燃料噴射量の制御及び上記トランスミッションの作動制
御のために設けられているものであり、その出力信号
は、燃料噴射制御用のEGIコントロールユニット102と、
上記トランスミッション制御用のEATコントロールユニ
ット103とに入力されている。
The detailed configuration of the control unit 100 will be described with reference to FIG. The throttle sensor 101 is composed of a potentiometer, and is originally provided for controlling the fuel injection amount with respect to the engine 12 and controlling the operation of the transmission, and its output signal is an EGI control unit for fuel injection control. 102,
It is input to the EAT control unit 103 for transmission control.

そして、上記スロットルセンサ101の出力信号は比較
器104にも入力されており、この比較器104において、ス
ロットルセンサ101により検出されたスロットル開度と
その設定基準値とを比較し、スロットル開度が基準開度
以下の略全閉状態と判定されると、比較器104からHiレ
ベル信号を出力させるようにしている。この比較器104
の出力はトランジスタTrに接続され、該トランジスタTr
のコレクタには上記DレンジスイッチSW2が接続され、
該DレンジスイッチSW2には上記車速検出スイッチSW1
接続されている。尚、上記DレンジスイッチSW2は、上
記トランスミッション制御用のコントロールユニット10
3と、トランスミッションをDレンジに切り換えたこと
を点灯表示するDレンジインジケータ105とに接続され
ている。一方、トランジスタTrのエミッタはリレー106
のソレノイド106aに接続され、該リレー106の常時OFFの
リレースイッチ106bは上記電磁弁SVに接続されている。
The output signal of the throttle sensor 101 is also input to the comparator 104.In this comparator 104, the throttle opening detected by the throttle sensor 101 and its set reference value are compared, and the throttle opening is When it is determined that the state is substantially fully closed below the reference opening, the comparator 104 outputs the Hi level signal. This comparator 104
The output of is connected to the transistor Tr
The above D range switch SW 2 is connected to the collector of
The vehicle speed detection switch SW 1 is connected to the D range switch SW 2 . The D range switch SW 2 is a control unit 10 for controlling the transmission.
3 and a D range indicator 105 that lights up to indicate that the transmission has been switched to the D range. On the other hand, the emitter of the transistor Tr is the relay 106.
Is connected to the solenoid 106a, and the relay switch 106b of the relay 106, which is always off, is connected to the solenoid valve SV.

よって、本実施例では、上記スロットルセンサ101、
車速検出スイッチSW1及びDレンジスイッチSW2の各作動
状態に基づいて自動車が短時間の走行停止状態にあると
見做される状態を判定し、スロットルセンサ101により
検出されたスロットル開度が比較器104での比較により
略全閉状態と判定されて、該比較器104からのHiレベル
信号によりトランジスタTrがON作動しており、かつ車速
検出スイッチSW1のON作動により車速が略零であると判
定され、さらにDレンジスイッチSW2のON作動によりト
ランスミッションの変速レンジがDレンジであると判定
されたときに、その状態を自動車が例えば信号待ち等に
より短時間だけ走行停止した状態にあると見做して、そ
の自動車の短時間だけ走行停止していると見做し得る状
態にあることを検出するようにした停車検出手段107が
構成される。
Therefore, in the present embodiment, the throttle sensor 101,
Based on the respective operating states of the vehicle speed detection switch SW 1 and the D range switch SW 2, a state in which the vehicle is considered to be in a stopped state for a short time is determined, and the throttle opening detected by the throttle sensor 101 is compared. It is determined by the comparison at the device 104 that the transistor Tr is in a substantially fully closed state, the transistor Tr is turned on by the Hi level signal from the comparator 104, and the vehicle speed is substantially zero because the vehicle speed detection switch SW 1 is turned on. When it is determined that the transmission is in the D range due to the ON operation of the D range switch SW 2 , it is determined that the vehicle is in a stopped state for a short time due to, for example, waiting for a signal. The vehicle stop detection means 107 is configured to detect that the vehicle is in a state in which it can be considered that the vehicle has stopped traveling for a short time.

また、上記比較器104、トランジスタTr及びリレー106
により、上記停車検出手段107の出力に基づき、停車検
出手段107により上記自動車の短時間の走行停止と見做
し得る状態が検出されたときには、上記電磁弁SVに作動
信号を出力して、コンプレッサ2を最小容量運転状態に
保持するように制御する制御手段108が構成される。
In addition, the comparator 104, the transistor Tr and the relay 106.
Thus, based on the output of the vehicle stop detection means 107, when the vehicle stop detection means 107 detects a state that can be regarded as a short stop of the traveling of the vehicle, outputs an operation signal to the solenoid valve SV, the compressor The control means 108 is configured to control so that the No. 2 is kept in the minimum capacity operating state.

次に、上記実施例の作動について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

基本的には、空調装置1の作動スイッチのON操作に伴
い、コンプレッサ2が作動し、該コンプレッサ2から吐
出されたガス冷媒がコンデンサ3により凝縮されて液冷
媒になり、この液冷媒はエキスパンションバルブ5で膨
張した後、エバポレータ6において気化し、次いでコン
プレッサ2に吸入され、上記エバポレータ6での冷媒の
気化熱により車室内が冷却される。
Basically, when the operation switch of the air conditioner 1 is turned on, the compressor 2 is operated, the gas refrigerant discharged from the compressor 2 is condensed by the condenser 3 to become a liquid refrigerant, and this liquid refrigerant is an expansion valve. After being expanded by 5, vaporized in the evaporator 6, then taken into the compressor 2, and the interior of the vehicle is cooled by the heat of vaporization of the refrigerant in the evaporator 6.

このような空調装置1の作動中、スロットルセンサ10
1によりスロットル開度が検出される。また車速検出ス
イッチSW1により車速が所定値以下かどうかが、さらに
DレンジスイッチSW2によりトランスミッションの変速
レンジがDレンジかどうかがそれぞれ検出される。そし
て、停車検出手段107において、上記検出されたスロッ
トル開度が略全閉状態でないこと、車速が所定値よりも
高くて車速検出スイッチSW1がOFF状態にあること、トラ
ンスミッションのDレンジ以外への切換保持によりDレ
ンジスイッチSW2がOFF状態にあることの3つの条件のう
ちいずれか1つの条件でも満たされると、その状態は自
動車の走行状態であると見做される。このときには、コ
ンプレッサ2における電磁弁SVは閉弁状態に保たれ、可
変容量機構50の作動によりコンプレッサ2は容量制御状
態で運転される。すなわち、コンプレッサ2の回転数が
低くてその能力が低いときには、プレッシャレギュレー
タ40が閉じられ、かつスプール弁32の加圧室36内圧力の
増大によってそのバイパス通路39,39が閉じられること
により、コンプレッサ2の容量が最大容量に保たれる一
方、コンプレッサ2の回転数の上昇によりその能力が上
昇すると、それに伴う吸入室29内の圧力低下によって上
記プレッシャレギュレータ40が開弁するとともに、その
開弁動作に伴いスプール弁32における加圧室36内の圧力
が低下して、その弁体34がバイパス通路39,39を開くよ
うに移動し、ガス冷媒がコンプレッサ2内部で吸入側へ
バイパスされることにより、コンプレッサ2の容量がそ
の回転数の上昇に応じて低下させるように制御される。
During operation of such an air conditioner 1, the throttle sensor 10
The throttle opening is detected by 1. Further, the vehicle speed detection switch SW 1 detects whether the vehicle speed is below a predetermined value, and the D range switch SW 2 detects whether the transmission shift range is the D range. Then, in the vehicle stop detection means 107, the detected throttle opening is not in a substantially fully closed state, the vehicle speed is higher than a predetermined value, and the vehicle speed detection switch SW 1 is in an OFF state, and the transmission is operated in a range other than the D range. If any one of the three conditions that the D range switch SW 2 is in the OFF state is satisfied by the switching holding, that state is regarded as the running state of the automobile. At this time, the solenoid valve SV of the compressor 2 is kept closed, and the compressor 2 is operated in the displacement control state by the operation of the variable displacement mechanism 50. That is, when the rotational speed of the compressor 2 is low and its capacity is low, the pressure regulator 40 is closed, and the bypass passages 39, 39 are closed by the increase in the pressure in the pressurizing chamber 36 of the spool valve 32, so that the compressor is closed. When the capacity of No. 2 is maintained at the maximum capacity while its capacity is increased due to the increase in the rotation speed of the compressor 2, the pressure regulator 40 is opened due to the pressure decrease in the suction chamber 29, and the valve opening operation is performed. Accordingly, the pressure in the pressurizing chamber 36 of the spool valve 32 decreases, the valve body 34 moves to open the bypass passages 39, 39, and the gas refrigerant is bypassed to the suction side inside the compressor 2. , The capacity of the compressor 2 is controlled so as to decrease in accordance with the increase in the rotation speed.

これに対し、スロットルセンサ101により検出された
スロットル開度が略全閉状態であり、かつ車速の所定値
以下への低下により車速検出スイッチSW1がON作動して
いて、トランスミッションのDレンジへの保持によりD
レンジスイッチSW2がON作動しているときには、その状
態は自動車が信号待ち等により短時間の間、走行停止し
た状態であると見做される。そして、そのときには、上
記停車検出手段107の出力を受けた制御手段108により、
上記電磁弁SVが開かれて上記可変容量機構50の作動が停
止され、上記吸入室29内の圧力が中間圧力となってスプ
ール弁32の弁体34が第4図で上昇端位置に位置付けら
れ、バイパス通路39,39の全開状態への保持によって冷
媒の吸入室29側へバイパス量が最大になり、このことに
よりコンプレッサ2の容量が最小容量に固定される。こ
のコンプレッサ2の最小容量への固定保持により、エン
ジン12のコンプレッサ2駆動のために費やされる出力が
軽減され、エンジン12の負荷が小さくて済み、よって短
時間停車時におけるエンジン12のアイドリング振動を有
効に低減することができる。尚、この停車時に、コンプ
レッサ2が最小容量状態に保持されると、空調装置1の
能力が低下するが、停車が短時間であるので、さほど車
室内の運転者に悪影響を及ぼすことはない。
On the other hand, the throttle opening detected by the throttle sensor 101 is in a substantially fully closed state, and the vehicle speed detection switch SW 1 is in the ON operation due to the decrease of the vehicle speed to a predetermined value or less, so that the transmission is moved to the D range. D by holding
When the range switch SW 2 is ON, that state is considered to be a state in which the vehicle has stopped traveling for a short time due to waiting for a signal or the like. Then, at that time, by the control means 108 receiving the output of the vehicle stop detection means 107,
The solenoid valve SV is opened, the operation of the variable capacity mechanism 50 is stopped, the pressure in the suction chamber 29 becomes an intermediate pressure, and the valve element 34 of the spool valve 32 is positioned at the rising end position in FIG. By holding the bypass passages 39, 39 in the fully opened state, the bypass amount of the refrigerant to the suction chamber 29 side is maximized, whereby the capacity of the compressor 2 is fixed to the minimum capacity. This fixed holding of the compressor 2 to a minimum capacity reduces the output of the engine 12 that is consumed for driving the compressor 2, and the load on the engine 12 can be small. Therefore, the idling vibration of the engine 12 when the vehicle is stopped for a short time is effective. Can be reduced to When the compressor 2 is kept in the minimum capacity state when the vehicle is stopped, the capacity of the air conditioner 1 is reduced, but since the vehicle is stopped for a short time, it does not adversely affect the driver inside the vehicle.

尚、上記実施例では、可変容量コンプレッサ2とし
て、スルーベーン式のものを採用したが、斜板式のもの
等、他のタイプの可変容量コンプレッサを採用してもよ
いのは勿論である。
In the above-described embodiment, a through-vane compressor is used as the variable displacement compressor 2. However, other types of variable displacement compressors, such as a swash plate compressor, may be used.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によると、車両用空調装
置において、車載エンジンにより駆動されるコンプレッ
サを冷媒の吸入圧力に応じた可変容量運転状態と最小容
量運転状態とに選択可能な可変容量コンプレッサとし、
車両が短時間だけ走行停止していると見做し得る、エン
ジンのスロットル開度及び車速がそれぞれ所定値以下で
かつ車載トランスミッションが前進段位置となる状態に
あることが検出されたときには、車両が信号待ち等で短
時間の間、停車したと見做して、上記コンプレッサの内
部容量制御を禁止して、その容量を最小容量状態に固定
保持するようにしたことにより、内部容量可変型コンプ
レッサによる容量の自動制御を活かしつつ、アイドリン
グ状態にあるエンジンの負荷を軽減でき、よって車両の
短時間停車時におけるエンジンのアイドリング振動を有
効に低減することができるものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in the vehicle air conditioner, the compressor driven by the vehicle-mounted engine can be selected between the variable capacity operating state and the minimum capacity operating state according to the suction pressure of the refrigerant. Variable capacity compressor,
If it is detected that the vehicle is stopped for a short period of time, the throttle opening of the engine and the vehicle speed are both below a predetermined value and the on-vehicle transmission is in the forward gear position, Since it was considered that the vehicle stopped for a short time due to signal waiting, the internal capacity control of the compressor was prohibited, and the capacity was fixed and maintained at the minimum capacity state. The load of the engine in the idling state can be reduced while making use of the automatic control of the capacity, so that the idling vibration of the engine when the vehicle is stopped for a short time can be effectively reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の構成を示すブロック図である。第2図
以下の図面は本発明の実施例を示し、第2図は全体構成
図、第3図はコンプレッサの可変容量機構を示す展開断
面図、第4図はその模式断面図、第5図はコントロール
ユニットの構成を示す電気回路図である。 1……空調装置、2……コンプレッサ、12……エンジ
ン、21……吸入ポート、22……吐出ポート、32……スプ
ール弁、40……プレッシャレギュレータ、50……可変容
量機構、SV……電磁弁、52……容量設定機構、100……
コントロールユニット、101……スロットルセンサ、107
……停車検出手段、108……制御手段、SW1……車速検出
スイッチ、SW2……Dレンジスイッチ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 and subsequent drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram, FIG. 3 is a developed sectional view showing a variable displacement mechanism of a compressor, FIG. 4 is its schematic sectional view, and FIG. FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the configuration of a control unit. 1 ... Air conditioner, 2 ... Compressor, 12 ... Engine, 21 ... Suction port, 22 ... Discharge port, 32 ... Spool valve, 40 ... Pressure regulator, 50 ... Variable capacity mechanism, SV ... Solenoid valve, 52 …… Volume setting mechanism, 100 ……
Control unit, 101 ... Throttle sensor, 107
…… Vehicle stop detection means, 108 …… Control means, SW 1 …… Vehicle speed detection switch, SW 2 …… D range switch.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】冷媒を吸入する吸入ポートと、 該吸入ポートから吸入されて圧縮行程を経た冷媒を吐出
させる吐出ポートと、 冷媒の吸入圧力に応じて冷媒の吐出量を制御する可変容
量機構とを有し、 車両に搭載されたエンジンにより駆動される空調装置用
の可変容量コンプレッサを外部から制御する外部制御装
置であって、 上記コンプレッサには、上記冷媒の吐出量を最小に保持
する容量設定機構が設けられており、 車両が短時間だけ走行停止していると見做し得る、エン
ジンのスロットル開度及び車速がそれぞれ所定値以下で
かつ車載トランスミッションが前進段位置となる状態に
あることを検出する停車検出手段と、 該停車検出手段の出力を受け、停車検出手段により上記
車両の短時間の走行停止と見做し得る状態が検出された
とき、上記コンプレッサの容量設定機構を作動させる制
御手段とを備えてなることを特徴とする可変容量コンプ
レッサの外部制御装置。
1. A suction port for sucking a refrigerant, a discharge port for discharging a refrigerant that has been sucked from the suction port and passed through a compression stroke, and a variable capacity mechanism for controlling the discharge amount of the refrigerant according to the suction pressure of the refrigerant. An external control device for externally controlling a variable capacity compressor for an air conditioner driven by an engine mounted on a vehicle, wherein the compressor has a capacity setting for keeping the discharge amount of the refrigerant to a minimum. A mechanism is provided, and it can be considered that the vehicle is stopped for a short time.The throttle opening of the engine and the vehicle speed are both below a predetermined value and the in-vehicle transmission is in the forward gear position. When the vehicle stop detection means for detecting and the output of the vehicle stop detection means detect a state that can be regarded as a short stop of traveling of the vehicle by the vehicle stop detection means, External control device for a variable displacement compressor characterized by comprising a control means for actuating the volume setting mechanism of the serial compressors.
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