JP5699263B2 - Control valve used in vehicle air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は車両用冷暖房装置および制御弁に関し、特に車両用冷暖房装置の蒸発器の下流側に設けられるのに好適な制御弁に関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioner and control valve, and more particularly to a control valve suitable for being provided downstream of an evaporator of a vehicle air conditioner.

近年、内燃機関を搭載した車両においてはエンジンの燃焼効率が向上したこともあり、熱源として利用してきた冷却水が暖房に必要な温度にまで上昇し難くなっている。一方、内燃機関と電動機を併用したハイブリッド車両においては内燃機関の稼働率が低いため、そのような冷却水の利用がさらに難しい。電気自動車に至っては内燃機関による熱源そのものがない。このため、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いたサイクル運転を行い、車室内を除湿暖房可能なヒートポンプ式の車両用冷暖房装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, in vehicles equipped with an internal combustion engine, the combustion efficiency of the engine has improved, and it has become difficult for the cooling water used as a heat source to rise to the temperature required for heating. On the other hand, in a hybrid vehicle using both an internal combustion engine and an electric motor, the utilization rate of the internal combustion engine is low, so that it is more difficult to use such cooling water. There is no heat source by an internal combustion engine in an electric vehicle. For this reason, a heat pump type vehicle air conditioner that performs cycle operation using a refrigerant not only for cooling but also for heating to dehumidify and heat the vehicle interior has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このような車両用冷暖房装置は、圧縮機、室外熱交換器、蒸発器、室内熱交換器等を含む冷凍サイクルを有し、暖房運転時と冷房運転時とで室外熱交換器の機能が切り替えられる。暖房運転時においては室外熱交換器が蒸発器として機能する。その際、冷凍サイクルを冷媒が循環する過程で室内熱交換器が放熱し、その熱により車室内の空気が加熱される。一方、冷房運転時においては室外熱交換器が凝縮器として機能する。その際、室外熱交換器にて凝縮された冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内の空気が冷却される。その際、除湿も行われる。   Such a vehicle air conditioner has a refrigeration cycle including a compressor, an outdoor heat exchanger, an evaporator, an indoor heat exchanger, etc., and the function of the outdoor heat exchanger is switched between heating operation and cooling operation. It is done. During the heating operation, the outdoor heat exchanger functions as an evaporator. At that time, the indoor heat exchanger dissipates heat while the refrigerant circulates through the refrigeration cycle, and the air in the passenger compartment is heated by the heat. On the other hand, the outdoor heat exchanger functions as a condenser during the cooling operation. At that time, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger evaporates in the evaporator, and the air in the passenger compartment is cooled by the latent heat of evaporation. At that time, dehumidification is also performed.

特開平9−240266号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-240266

ところで、このように冷凍サイクルの運転状態によって複数の蒸発器が機能する場合、一方の蒸発器による熱吸収と他方の蒸発器による除湿とを適正に行うことで、その除湿性能を確保する必要がある。この点につき、一方の蒸発器の蒸発圧力を他方の蒸発器の蒸発圧力よりも高くすることで、その蒸発圧力の差圧により各蒸発器における冷媒の蒸発量の比率を調整することが考えられるが、安定した制御状態を保つためには、その蒸発圧力の差圧を安定に維持する必要がある。   By the way, when a plurality of evaporators function depending on the operation state of the refrigeration cycle, it is necessary to ensure the dehumidifying performance by appropriately performing heat absorption by one evaporator and dehumidification by the other evaporator. is there. With regard to this point, it is conceivable to adjust the ratio of the evaporation amount of the refrigerant in each evaporator by making the evaporation pressure of one evaporator higher than the evaporation pressure of the other evaporator, by the differential pressure of the evaporation pressure. However, in order to maintain a stable control state, it is necessary to stably maintain the differential pressure of the evaporation pressure.

本発明の目的は、複数の蒸発器が機能する運転状態を有する車両用冷暖房装置において、その除湿性能を安定に確保することにある。   The objective of this invention is ensuring the dehumidification performance stably in the vehicle air conditioner which has the driving | running state in which several evaporators function.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用冷暖房装置は、第1の蒸発器および第2の蒸発器を含む冷媒循環通路を備え、第1の蒸発器の下流側に設けられた制御弁の上流側圧力と下流側圧力との差圧を調整することにより、第1の蒸発器の蒸発圧力を第2の蒸発器の蒸発圧力よりも高くする運転状態を実行可能な車両用冷暖房装置であって、制御弁として、その上流側圧力と下流側圧力との差圧により開弁方向の力が作用する弁体と、通電により前記弁体に閉弁方向の力を作用させる駆動部とを有する電気駆動弁が設けられる。   In order to solve the above problems, a vehicle air conditioning apparatus according to an aspect of the present invention includes a refrigerant circulation passage including a first evaporator and a second evaporator, and is provided on the downstream side of the first evaporator. By adjusting the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the control valve, the vehicle can execute an operation state in which the evaporation pressure of the first evaporator is made higher than the evaporation pressure of the second evaporator. A heating / cooling device, as a control valve, a valve body in which a force in the valve opening direction acts due to a differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure, and a drive that applies a force in the valve closing direction to the valve body by energization An electrically driven valve having a portion is provided.

この態様によると、第1の蒸発器の下流側に設けられた制御弁へ通電することにより、その上流側圧力と下流側圧力との差圧を調整することができ、それにより第1の蒸発器の蒸発圧力と第2の蒸発器の蒸発圧力との差圧を調整することができる。その結果、その制御弁への通電により各蒸発器における冷媒の蒸発量の比率を調整でき、車両用冷暖房装置における除湿性能を良好に保つことができる。また、制御弁への通電をオフにするとたとえその前後差圧が小さくても速やかに全開状態となるため、制御弁における圧力損失を抑制することができ、安定した冷媒循環を維持することができる。   According to this aspect, by energizing the control valve provided on the downstream side of the first evaporator, the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure can be adjusted, thereby the first evaporation. The differential pressure between the evaporation pressure of the evaporator and the evaporation pressure of the second evaporator can be adjusted. As a result, the ratio of the evaporation amount of the refrigerant in each evaporator can be adjusted by energizing the control valve, and the dehumidifying performance in the vehicle air conditioner can be kept good. Further, when the power supply to the control valve is turned off, even if the differential pressure before and after the pressure is small, the valve is quickly fully opened, so that pressure loss in the control valve can be suppressed and stable refrigerant circulation can be maintained. .

本発明の別の態様は、制御弁である。この制御弁は、第1の蒸発器および第2の蒸発器を含む車両用冷暖房装置における第1の蒸発器の下流側に設けられ、その上流側圧力と下流側圧力との差圧を調整することにより、第1の蒸発器の蒸発圧力を第2の蒸発器の蒸発圧力よりも高くする制御弁であって、上流側圧力と下流側圧力との差圧により開弁方向の力が作用する弁体と、通電により前記弁体に閉弁方向の力を作用させる駆動部と、を備える。   Another aspect of the present invention is a control valve. The control valve is provided on the downstream side of the first evaporator in the vehicle air conditioner including the first evaporator and the second evaporator, and adjusts the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure. This is a control valve that makes the evaporation pressure of the first evaporator higher than the evaporation pressure of the second evaporator, and a force in the valve opening direction acts due to the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure. A valve body, and a drive unit that applies a force in the valve closing direction to the valve body when energized.

この態様の制御弁を車両用冷暖房装置に適用すれば、その制御弁へ通電することにより、その上流側圧力と下流側圧力との差圧を調整することができ、それにより第1の蒸発器の蒸発圧力と第2の蒸発器の蒸発圧力との差圧を調整することができる。その結果、その制御弁への通電により各蒸発器における冷媒の蒸発量の比率を調整でき、車両用冷暖房装置における除湿性能を良好に保つことができる。また、制御弁への通電をオフにするとたとえその前後差圧が小さくても速やかに全開状態となるため、制御弁における圧力損失を抑制することができ、安定した冷媒循環を維持することができる。   If the control valve of this aspect is applied to a vehicle air conditioner, the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure can be adjusted by energizing the control valve, whereby the first evaporator The differential pressure between the evaporation pressure of the second evaporator and the evaporation pressure of the second evaporator can be adjusted. As a result, the ratio of the evaporation amount of the refrigerant in each evaporator can be adjusted by energizing the control valve, and the dehumidifying performance in the vehicle air conditioner can be kept good. Further, when the power supply to the control valve is turned off, even if the differential pressure before and after the pressure is small, the valve is quickly fully opened, so that pressure loss in the control valve can be suppressed and stable refrigerant circulation can be maintained. .

本発明によれば、複数の蒸発器が機能する運転状態を有する車両用冷暖房装置において、その除湿性能を安定に確保することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the vehicle air conditioning apparatus which has the driving | running state in which a some evaporator functions, the dehumidification performance can be ensured stably.

第1実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成および動作を表す図である。It is a figure showing the schematic structure and operation | movement of the vehicle air conditioner which concern on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 1st Embodiment. 第2実施形態に係る制御弁の具体的構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure of the control valve which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 4th Embodiment. 第4実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。It is sectional drawing showing the specific structure and operation | movement of a control valve concerning 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る車両用冷暖房装置の概略構成および動作を表す図である。同図下段にシステム構成が示され、同図上段には冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図が示されている。本実施形態は、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車の冷暖房装置として具体化したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration and an operation of the vehicle air conditioning apparatus according to the first embodiment. The lower part of the figure shows the system configuration, and the upper part of the figure shows a Mollier diagram for explaining the operation of the refrigeration cycle. In the present embodiment, the vehicle air conditioning apparatus of the present invention is embodied as an electric vehicle air conditioning apparatus.

車両用冷暖房装置1は、圧縮機2、室内凝縮器3、室外熱交換器5、蒸発器7およびアキュムレータ8を配管にて接続した冷凍サイクル(冷媒循環回路)を備える。車両用冷暖房装置1は、冷媒としての代替フロン(HFO−1234yf)が冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する過程で、その冷媒の熱を利用して車室内の空調を行うヒートポンプ式の冷暖房装置として構成されている。   The vehicle air conditioner 1 includes a refrigeration cycle (refrigerant circulation circuit) in which a compressor 2, an indoor condenser 3, an outdoor heat exchanger 5, an evaporator 7, and an accumulator 8 are connected by piping. The vehicle air conditioner 1 is a heat pump type air conditioner that performs air conditioning in the vehicle interior using the heat of the refrigerant in a process in which alternative chlorofluorocarbon (HFO-1234yf) as a refrigerant circulates while changing its state in the refrigeration cycle. It is configured as.

車両用冷暖房装置1は、また、冷房運転時と暖房運転時とで複数の冷媒循環通路を切り替えるように運転される。そして、この冷凍サイクルは、室内凝縮器3と室外熱交換器5とが凝縮器として並列に動作可能に構成され、また、蒸発器7と室外熱交換器5とが蒸発器として並列に動作可能に構成されている。   The vehicle air conditioner 1 is also operated so as to switch a plurality of refrigerant circulation passages between the cooling operation and the heating operation. The refrigeration cycle is configured such that the indoor condenser 3 and the outdoor heat exchanger 5 can operate in parallel as a condenser, and the evaporator 7 and the outdoor heat exchanger 5 can operate in parallel as an evaporator. It is configured.

具体的には、圧縮機2の吐出室につながる通路が分岐し、その一方である第1通路21が室内凝縮器3の入口につながり、他方である第2通路22が室外熱交換器5の一方の出入口につながっている。室内凝縮器3の出口につながる第3通路23は、その下流側で分岐し、その一方である第1分岐通路26が第4通路24を介して蒸発器7につながり、他方である第2分岐通路27が第5通路25を介して室外熱交換器5の他方の出入口につながっている。   Specifically, a passage leading to the discharge chamber of the compressor 2 is branched, one of the first passages 21 is connected to the inlet of the indoor condenser 3, and the other second passage 22 is connected to the outdoor heat exchanger 5. Connected to one doorway. The third passage 23 connected to the outlet of the indoor condenser 3 branches on the downstream side thereof, and the first branch passage 26 on one side thereof is connected to the evaporator 7 via the fourth passage 24 and the second branch on the other side. The passage 27 is connected to the other entrance / exit of the outdoor heat exchanger 5 through the fifth passage 25.

第4通路24と第5通路25とは、接続通路28により接続されている。また、第2通路22の中間部においてバイパス通路29が分岐し、アキュムレータ8ひいては圧縮機2につながっている。さらに、蒸発器7の出口につながる戻り通路30が、バイパス通路29と第2制御弁32(後述する)の下流側にて接続され、アキュムレータ8ひいては圧縮機2につながっている。   The fourth passage 24 and the fifth passage 25 are connected by a connection passage 28. In addition, a bypass passage 29 is branched at an intermediate portion of the second passage 22 and is connected to the accumulator 8 and the compressor 2. Further, a return passage 30 connected to the outlet of the evaporator 7 is connected to the bypass passage 29 on the downstream side of the second control valve 32 (described later), and is connected to the accumulator 8 and the compressor 2.

圧縮機2は、ハウジング内にモータと圧縮機構を収容する電動圧縮機として構成され、図示しないバッテリからの供給電流により駆動され、モータの回転数に応じて冷媒の吐出容量が変化する。   The compressor 2 is configured as an electric compressor that houses a motor and a compression mechanism in a housing, is driven by a supply current from a battery (not shown), and the discharge capacity of the refrigerant changes according to the rotational speed of the motor.

室内凝縮器3は、車室内に設けられ、室外熱交換器5とは別に冷媒を放熱させる補助凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機2から吐出された高温・高圧の冷媒が室内凝縮器3を通過する際に放熱する。車室内に導入された空気は、室内凝縮器3を通過する過程で温められる。   The indoor condenser 3 is provided in the vehicle interior and functions as an auxiliary condenser that dissipates the refrigerant separately from the outdoor heat exchanger 5. That is, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 dissipates heat when passing through the indoor condenser 3. The air introduced into the passenger compartment is warmed in the process of passing through the indoor condenser 3.

室外熱交換器5は、車室外に配置され、冷房運転時に内部を通過する冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には内部を通過する冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する。室外熱交換器5が室内蒸発器として機能する際には、膨張装置(後述する第2比例弁42)の通過により低温・低圧となった冷媒が、室外熱交換器5を通過する際に蒸発する。   The outdoor heat exchanger 5 is disposed outside the passenger compartment and functions as an outdoor condenser that radiates the refrigerant that passes through the interior during the cooling operation, and functions as an outdoor evaporator that evaporates the refrigerant that passes through the interior during the heating operation. When the outdoor heat exchanger 5 functions as an indoor evaporator, the refrigerant that has become low temperature and low pressure due to the passage through the expansion device (second proportional valve 42 described later) evaporates when passing through the outdoor heat exchanger 5. To do.

蒸発器7は、車室内に配置され、内部を通過する冷媒を蒸発させる室内蒸発器として機能する。すなわち、膨張装置(後述する第1比例弁41)の通過により低温・低圧となった冷媒は、蒸発器7を通過する際に蒸発する。車室内に導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却され、除湿される。このとき冷却・除湿された空気は、室内凝縮器3の通過過程で加熱される。   The evaporator 7 is arrange | positioned in a vehicle interior, and functions as an indoor evaporator which evaporates the refrigerant | coolant which passes the inside. That is, the refrigerant that has become low temperature and low pressure by passing through the expansion device (first proportional valve 41 described later) evaporates when passing through the evaporator 7. The air introduced into the passenger compartment is cooled and dehumidified by the latent heat of vaporization. At this time, the cooled and dehumidified air is heated while passing through the indoor condenser 3.

アキュムレータ8は、蒸発器から送出された冷媒を気液分離して溜めておく装置であり、液相部と気相部とを有する。このため、仮に蒸発器7から想定以上の液冷媒が導出されたとしても、その液冷媒を液相部に溜めおくことができ、気相部の冷媒を圧縮機2に導出することができる。   The accumulator 8 is a device that separates and stores the refrigerant sent from the evaporator, and has a liquid phase part and a gas phase part. For this reason, even if liquid refrigerant more than expected is derived from the evaporator 7, the liquid refrigerant can be stored in the liquid phase part, and the refrigerant in the gas phase part can be derived to the compressor 2.

室内凝縮器3と室外熱交換器5との間には、第1制御弁31および第2制御弁32が設けられている。第1制御弁31は、第2通路22を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、供給電流の有無によって弁部を開閉することにより第2通路22の開度を調整する。本実施形態では、第1制御弁31として、通電有無によって開閉する開閉弁(オン/オフ弁)が用いられる。一方、第2制御弁32は、バイパス通路29を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、電流供給によって弁部の開度を調整することによりバイパス通路29の開度を調整する。なお、本実施形態では、第2制御弁32として通電有無によって開閉する開閉弁(オン/オフ弁)が用いられ、その開弁頻度により一定時間あたりの開弁時間を調整することにより開度を調整する。変形例においては、弁部の開口面積そのものを調整可能な比例弁や差圧弁として構成してもよい。   A first control valve 31 and a second control valve 32 are provided between the indoor condenser 3 and the outdoor heat exchanger 5. The first control valve 31 includes a valve portion that opens and closes the second passage 22 and a solenoid that drives the valve portion, and adjusts the opening degree of the second passage 22 by opening and closing the valve portion according to the presence or absence of supply current. . In the present embodiment, as the first control valve 31, an on-off valve (on / off valve) that opens and closes depending on whether or not energization is used. On the other hand, the second control valve 32 includes a valve portion that opens and closes the bypass passage 29 and a solenoid that drives the valve portion, and adjusts the opening degree of the bypass passage 29 by adjusting the opening degree of the valve portion by supplying current. To do. In the present embodiment, an open / close valve (on / off valve) that opens and closes depending on whether or not energized is used as the second control valve 32, and the opening degree is adjusted by adjusting the valve opening time per fixed time according to the valve opening frequency. adjust. In a modification, you may comprise as a proportional valve or differential pressure valve which can adjust the opening area itself of a valve part.

室内凝縮器3の出口と蒸発器7の入口との間には第1比例弁41が設けられ、室内凝縮器3の出口と室外熱交換器5の出入口との間には第2比例弁42が設けられている。第1比例弁41は、第1分岐通路26を開閉する弁部と、その弁部を駆動するアクチュエータを備える。第2比例弁42は、第2分岐通路27を開閉する第1弁と、接続通路28を開閉する第2弁と、これら第1弁および第2弁を駆動する共通のアクチュエータを備える。   A first proportional valve 41 is provided between the outlet of the indoor condenser 3 and the inlet of the evaporator 7, and a second proportional valve 42 is provided between the outlet of the indoor condenser 3 and the inlet / outlet of the outdoor heat exchanger 5. Is provided. The first proportional valve 41 includes a valve portion that opens and closes the first branch passage 26 and an actuator that drives the valve portion. The second proportional valve 42 includes a first valve that opens and closes the second branch passage 27, a second valve that opens and closes the connection passage 28, and a common actuator that drives the first valve and the second valve.

さらに、蒸発器7の出口とアキュムレータ8の入口との間には、第3制御弁33が設けられている。第3制御弁33は、戻り通路30を開閉する弁部と、その弁部を駆動するソレノイドを備え、電流供給によって弁部の開度を調整することにより戻り通路30の開度を調整する。なお、本実施形態では、第3制御弁33として通電有無によって開閉する開閉弁(オン/オフ弁)が用いられ、その開弁頻度により一定時間あたりの開弁時間を調整することにより開度を調整する。変形例においては、弁部の開口面積そのものを調整可能な比例弁や差圧弁として構成してもよい。   Further, a third control valve 33 is provided between the outlet of the evaporator 7 and the inlet of the accumulator 8. The third control valve 33 includes a valve portion that opens and closes the return passage 30 and a solenoid that drives the valve portion, and adjusts the opening degree of the return passage 30 by adjusting the opening degree of the valve portion by supplying current. In the present embodiment, an on-off valve (on / off valve) that opens and closes depending on whether or not energized is used as the third control valve 33, and the opening degree is adjusted by adjusting the valve opening time per fixed time according to the valve opening frequency. adjust. In a modification, you may comprise as a proportional valve or differential pressure valve which can adjust the opening area itself of a valve part.

以上のように構成された車両用冷暖房装置1は、図示しない制御部により制御される。制御部は、車両の乗員によりセットされた室温を実現するために各アクチュエータの制御量を演算し、各アクチュエータの駆動回路に制御信号を出力する。制御部は、車室内外の温度、蒸発器7の吹き出し空気温度等、各種センサにて検出された所定の外部情報に基づいて各制御弁の制御量(弁開度や開閉状態)を決定し、その制御量が実現されるようソレノイドに電流を供給する。制御部は、第2制御弁32および第3制御弁33への電流供給に際してそのオン・オフのデューティ比を設定し、そのデューティ比にそって各制御弁への通電を制御する。なお、変形例においては各制御弁のアクチュエータとしてステッピングモータ等の電動機を設けてもよく、その場合には、制御部は、各制御弁の制御量が実現されるようステッピングモータに制御パルス信号を出力する。   The vehicle air conditioning apparatus 1 configured as described above is controlled by a control unit (not shown). The control unit calculates the control amount of each actuator to realize the room temperature set by the vehicle occupant, and outputs a control signal to the drive circuit of each actuator. The control unit determines the control amount (valve opening degree and opening / closing state) of each control valve based on predetermined external information detected by various sensors such as the temperature inside and outside the vehicle interior and the temperature of air blown from the evaporator 7. Then, a current is supplied to the solenoid so that the control amount is realized. The control unit sets an ON / OFF duty ratio when supplying current to the second control valve 32 and the third control valve 33, and controls energization to each control valve according to the duty ratio. In the modification, an electric motor such as a stepping motor may be provided as an actuator for each control valve. In this case, the control unit sends a control pulse signal to the stepping motor so that the control amount of each control valve is realized. Output.

次に、本実施形態の冷凍サイクルの主要動作について説明する。図1には、車両用冷暖房装置の特定暖房運転時の状態が例示されている。ここでいう「特定暖房運転」は、暖房運転において特に除湿の機能を高めた運転状態である。同図上段のモリエル線図は、その横軸がエンタルピーを表し、縦軸が各種圧力を表している。図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、符号a〜hはモリエル線図のそれと対応している。また、図中の「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。   Next, main operations of the refrigeration cycle of the present embodiment will be described. FIG. 1 illustrates a state of the vehicle air conditioning apparatus during specific heating operation. The “specific heating operation” here is an operation state in which the function of dehumidification is particularly enhanced in the heating operation. In the Mollier diagram in the upper part of the figure, the horizontal axis represents enthalpy and the vertical axis represents various pressures. Thick lines and arrows in the figure indicate the flow of the refrigerant, and symbols a to h correspond to those in the Mollier diagram. Further, “x” in the figure indicates that the flow of the refrigerant is blocked.

図示のように、特定暖房運転時においては、第1制御弁31が閉弁され、第2制御弁32および第3制御弁33が開弁される。一方、第1比例弁41が開弁される。また、第2比例弁42の第1弁が開弁され、第2弁が閉弁される。このとき、室外熱交換器5は室外蒸発器として機能する。すなわち、圧縮機2から吐出された冷媒は、一方で室内凝縮器3、第1比例弁41、蒸発器7、第3制御弁33、アキュムレータ8を経由するように冷媒循環通路を循環して圧縮機2に戻り、他方で室内凝縮器3、第2比例弁42の第1弁、室外熱交換器5、第2制御弁32、アキュムレータ8を経由するように冷媒循環通路を循環して圧縮機2に戻る。   As illustrated, during the specific heating operation, the first control valve 31 is closed, and the second control valve 32 and the third control valve 33 are opened. On the other hand, the first proportional valve 41 is opened. Further, the first valve of the second proportional valve 42 is opened, and the second valve is closed. At this time, the outdoor heat exchanger 5 functions as an outdoor evaporator. That is, the refrigerant discharged from the compressor 2 is compressed by circulating through the refrigerant circulation passage so as to pass through the indoor condenser 3, the first proportional valve 41, the evaporator 7, the third control valve 33, and the accumulator 8. Returning to the machine 2, on the other hand, the compressor is circulated through the refrigerant circulation passage so as to pass through the indoor condenser 3, the first valve of the second proportional valve 42, the outdoor heat exchanger 5, the second control valve 32, and the accumulator 8. Return to 2.

すなわち、圧縮機2から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、室内凝縮器3を経て凝縮される(b点→c点)。そして、第1比例弁41にて断熱膨張された冷温・低圧の気液二相冷媒となり(c点→f点)、蒸発器7にて蒸発する(f点→g点)。一方、第2比例弁42の第1弁にて断熱膨張された冷温・低圧の気液二相冷媒は、室外熱交換器5にて蒸発する(d点→e点)。このとき、室外熱交換器5および蒸発器7の両蒸発器にて蒸発される比率が、第1比例弁41と第2比例弁42の第1弁の各開度の設定により制御される。それにより、蒸発器7での蒸発量を確保でき、除湿機能を確保することができる。また、潤滑オイルを蒸発器7に滞留させることなく圧縮機2へ戻すことができる。   That is, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 is condensed through the indoor condenser 3 (b point → c point). And it becomes a cold / low pressure gas-liquid two-phase refrigerant adiabatically expanded by the first proportional valve 41 (point c → point f), and evaporates in the evaporator 7 (point f → point g). On the other hand, the cold / low pressure gas-liquid two-phase refrigerant adiabatically expanded by the first valve of the second proportional valve 42 evaporates in the outdoor heat exchanger 5 (d point → e point). At this time, the ratio of evaporation in both the outdoor heat exchanger 5 and the evaporator 7 is controlled by setting the respective opening degrees of the first proportional valve 41 and the second proportional valve 42. Thereby, the evaporation amount in the evaporator 7 can be secured, and the dehumidifying function can be secured. Further, the lubricating oil can be returned to the compressor 2 without being retained in the evaporator 7.

このとき、制御部は、室外熱交換器5による熱吸収と蒸発器7による除湿とを適正に行うべく、室外熱交換器5における冷媒の蒸発量と蒸発器7における冷媒の蒸発量との比率を適正に調整する。そのために、例えば第3制御弁33を全開状態とし、室外熱交換器5の蒸発圧力Poと蒸発器7の蒸発圧力Peとの差圧ΔP=Po−Peが適正となるよう第2制御弁32を開閉制御する。このとき、蒸発圧力Peは、圧縮機2の吸入圧力Psに実質的に等しくなる。   At this time, the control unit ratio of the refrigerant evaporation amount in the outdoor heat exchanger 5 and the refrigerant evaporation amount in the evaporator 7 in order to appropriately perform heat absorption by the outdoor heat exchanger 5 and dehumidification by the evaporator 7. Adjust appropriately. For this purpose, for example, the third control valve 33 is fully opened, and the second control valve 32 is set so that the differential pressure ΔP = Po−Pe between the evaporation pressure Po of the outdoor heat exchanger 5 and the evaporation pressure Pe of the evaporator 7 becomes appropriate. Open / close control. At this time, the evaporation pressure Pe is substantially equal to the suction pressure Ps of the compressor 2.

すなわち、差圧ΔPが大きくなると、室外熱交換器5における蒸発量が相対的に小さくなる(蒸発器7における蒸発量が相対的に大きくなる)。逆に、差圧ΔPが小さくなると、室外熱交換器5における蒸発量が相対的に大きくなる(蒸発器7における蒸発量が相対的に小さくなる)。制御部は、その差圧ΔPが適正となるように制御することで、特定暖房運転時における除湿機能を確保する。なお、本実施形態では、室外熱交換器5の蒸発圧力Poを室外熱交換器5の入口側の温度Toを検出することで特定する。また、蒸発器7の出口の圧力Peを蒸発器7の入口側の温度Teを検出することで特定する。   That is, when the differential pressure ΔP increases, the evaporation amount in the outdoor heat exchanger 5 becomes relatively small (the evaporation amount in the evaporator 7 becomes relatively large). On the contrary, when the differential pressure ΔP decreases, the evaporation amount in the outdoor heat exchanger 5 becomes relatively large (the evaporation amount in the evaporator 7 becomes relatively small). The control unit ensures the dehumidifying function during the specific heating operation by controlling the differential pressure ΔP to be appropriate. In the present embodiment, the evaporation pressure Po of the outdoor heat exchanger 5 is specified by detecting the temperature To on the inlet side of the outdoor heat exchanger 5. Further, the pressure Pe at the outlet of the evaporator 7 is specified by detecting the temperature Te on the inlet side of the evaporator 7.

なお、運転状態によっては室外熱交換器5の蒸発圧力Poよりも蒸発器7の蒸発圧力Peを高く設定する場合もある。その場合には、第2制御弁32を全開状態とし、蒸発器7の蒸発圧力Peと室外熱交換器5の蒸発圧力Poとの差圧ΔP=Pe−Poが適正となるよう第3制御弁33を開閉制御する。このとき、蒸発圧力Poは、圧縮機2の吸入圧力Psに実質的に等しくなる。   Depending on the operating state, the evaporation pressure Pe of the evaporator 7 may be set higher than the evaporation pressure Po of the outdoor heat exchanger 5. In that case, the second control valve 32 is fully opened, and the third control valve is set so that the differential pressure ΔP = Pe−Po between the evaporation pressure Pe of the evaporator 7 and the evaporation pressure Po of the outdoor heat exchanger 5 becomes appropriate. 33 is controlled to open and close. At this time, the evaporation pressure Po is substantially equal to the suction pressure Ps of the compressor 2.

本実施形態では第2制御弁32および第3制御弁33をソレノイドの非通電時に開弁状態となる常開型の電磁弁として構成している。このため、以上のような制御を実行する場合、第2制御弁32および第3制御弁33は、ソレノイドの非通電時には全開状態となって流動抵抗を生じさせない構成とするのが望ましい。本実施形態では、第2制御弁32および第3制御弁33を、そのような全開状態を確保可能な構造を有する電磁弁として構成している。   In the present embodiment, the second control valve 32 and the third control valve 33 are configured as normally open solenoid valves that are opened when the solenoid is not energized. For this reason, when the above control is executed, it is desirable that the second control valve 32 and the third control valve 33 are in a fully open state so as not to cause flow resistance when the solenoid is not energized. In this embodiment, the 2nd control valve 32 and the 3rd control valve 33 are comprised as an electromagnetic valve which has a structure which can ensure such a fully open state.

次に、本実施形態の主要部である第2制御弁32および第3制御弁33の具体的構成について説明する。図2および図3は、第1実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。なお、本実施形態では第2制御弁32と第3制御弁33とが同様の構成を有するため、これらを制御弁50として説明する。   Next, specific configurations of the second control valve 32 and the third control valve 33 which are the main parts of the present embodiment will be described. 2 and 3 are cross-sectional views showing a specific configuration and operation of the control valve according to the first embodiment. In the present embodiment, since the second control valve 32 and the third control valve 33 have the same configuration, these will be described as the control valve 50.

図2に示すように、制御弁50は、内部に弁機構を収容した弁本体102と、その弁機構を駆動するソレノイド104とを組み付けて構成される。弁本体102におけるボディ105の下端中央には上流側通路につながる導入ポート110が設けられ、側部には下流側通路につながる導出ポート112が設けられている。導入ポート110と導出ポート112とをつなぐ内部通路には、弁孔114が設けられ、その下流側開口端部に弁座116が形成されている。   As shown in FIG. 2, the control valve 50 is configured by assembling a valve main body 102 that houses a valve mechanism therein and a solenoid 104 that drives the valve mechanism. An inlet port 110 connected to the upstream passage is provided at the center of the lower end of the body 105 in the valve body 102, and a lead-out port 112 connected to the downstream passage is provided at the side. A valve hole 114 is provided in the internal passage connecting the introduction port 110 and the outlet port 112, and a valve seat 116 is formed at the downstream opening end thereof.

弁孔114の下流側の圧力室には、有底円筒状の弁体118が配設されている。弁体118の下面から下方に複数の脚部が延設されている。その脚部が弁孔114に摺動可能に内挿されることで、弁体118の軸線方向への安定した開閉動作が担保されている。弁体118とボディ105との間には、弁体118を開弁方向に付勢するスプリング120が介装されている。   A bottomed cylindrical valve body 118 is disposed in the pressure chamber downstream of the valve hole 114. A plurality of legs are extended downward from the lower surface of the valve body 118. Since the leg portion is slidably inserted into the valve hole 114, a stable opening / closing operation in the axial direction of the valve body 118 is secured. A spring 120 that biases the valve body 118 in the valve opening direction is interposed between the valve body 118 and the body 105.

一方、ソレノイド104は、ボディ105の上端開口部を封止するように取り付けられている。ソレノイド104は、ボディ105を封止するように連結されたコア130と、コア130の上半部を固定するように収容する有底円筒状のスリーブ132と、スリーブ132内でコア130に軸線方向に対向配置されたプランジャ134と、スリーブ132に外挿嵌合されたボビン136と、ボビン136に巻回された電磁コイル138と、電磁コイル138を外部から覆うようにコア130に組み付けられたケース140とを含む。   On the other hand, the solenoid 104 is attached so as to seal the upper end opening of the body 105. The solenoid 104 includes a core 130 connected so as to seal the body 105, a bottomed cylindrical sleeve 132 that is received so as to fix the upper half of the core 130, and an axial direction of the core 130 within the sleeve 132. A plunger 134 disposed opposite to the sleeve 132, a bobbin 136 fitted to the sleeve 132, an electromagnetic coil 138 wound around the bobbin 136, and a case assembled to the core 130 so as to cover the electromagnetic coil 138 from the outside. 140.

プランジャ134の下半部には、長尺円筒状の作動ロッド142の上端部が圧入されている。作動ロッド142は、プランジャ134から下方に延出してコア130を貫通し、その先端が弁体118の底部に当接している。作動ロッド142は、プランジャ134および弁体118と一体に動作する。プランジャ134は、円筒状をなし、その軸線方向に沿って連通路144が形成されている。連通路144は、スリーブ132内の底部側に形成される背圧室146と連通する。   An upper end portion of a long cylindrical actuating rod 142 is press-fitted into the lower half portion of the plunger 134. The operating rod 142 extends downward from the plunger 134 and penetrates the core 130, and its tip abuts against the bottom of the valve body 118. The operation rod 142 operates integrally with the plunger 134 and the valve body 118. The plunger 134 has a cylindrical shape, and a communication path 144 is formed along the axial direction thereof. The communication path 144 communicates with a back pressure chamber 146 formed on the bottom side in the sleeve 132.

また、コア130の下面中央には、円ボス状のガイド部148が下方に延設されており、弁体118がガイド部148に摺動可能に外挿されている。すなわち、弁体118は、その上半部がガイド部148にガイドされ、下半部が弁孔114にガイドされつつ安定に支持されている。このような構成により、弁体118とコア130との間に背圧室150が区画形成される。弁体118の底部には、背圧室150と上流側の圧力室とを連通させる連通孔119が形成されている。このため、図3に示すような制御弁50の制御時には背圧室150に上流側圧力Pinが満たされるようになる。   A circular boss-shaped guide portion 148 extends downward from the center of the lower surface of the core 130, and the valve body 118 is slidably fitted on the guide portion 148. That is, the valve body 118 is stably supported while its upper half is guided by the guide part 148 and its lower half is guided by the valve hole 114. With such a configuration, the back pressure chamber 150 is defined between the valve body 118 and the core 130. A communication hole 119 for communicating the back pressure chamber 150 and the upstream pressure chamber is formed at the bottom of the valve body 118. Therefore, when the control valve 50 as shown in FIG. 3 is controlled, the back pressure chamber 150 is filled with the upstream pressure Pin.

以上のように構成された制御弁50は、図2に示すようにソレノイド104がオフにされた状態(非通電状態)では、コア130とプランジャ134との間に吸引力が作用しないため、スプリング120によって開弁方向に付勢されて全開状態となる。一方、図3に示すようにソレノイド104がオンにされた状態(通電状態)では、コア130とプランジャ134との間に吸引力が作用するため、そのソレノイド力が作動ロッド142を介して弁体118に伝達される。その結果、弁体118が閉弁方向に動作する。   As shown in FIG. 2, the control valve 50 configured as described above has no spring force between the core 130 and the plunger 134 when the solenoid 104 is turned off (non-energized state). The valve 120 is urged in the valve opening direction to be fully opened. On the other hand, when the solenoid 104 is turned on (energized state) as shown in FIG. 3, a suction force acts between the core 130 and the plunger 134. 118. As a result, the valve body 118 operates in the valve closing direction.

本実施形態では、背圧室150に上流側圧力Pinを導入することにより、弁体118において上流側圧力Pinと下流側圧力Poutとの差圧(Pin−Pout)が開弁方向に作用する面積(A−B)を、弁孔114の断面積Aよりも小さくしている。それにより、比較的小さなソレノイド力で弁体118を閉弁方向に駆動することが可能となっている。一方、その差圧(Pin−Pout)が開弁方向に作用するため、ソレノイド104がオンの状態からオフにされると、弁体118が速やかに開弁方向に動作するようになる。なお、変形例においては、ガイド部148および連通孔119をなくすことにより、背圧室150が形成されない構成としてもよい。
本実施形態においては、制御弁50のソレノイド104の通電状態(オン)と非通電状態(オフ)との時間の比率、つまりオン・オフのデューティ比を調整することにより、その前後差圧の平均値である平均差圧を適切な値に制御することができる。
In the present embodiment, by introducing the upstream pressure Pin into the back pressure chamber 150, an area where the differential pressure (Pin−Pout) between the upstream pressure Pin and the downstream pressure Pout acts in the valve opening direction in the valve body 118. (AB) is made smaller than the cross-sectional area A of the valve hole 114. As a result, the valve body 118 can be driven in the valve closing direction with a relatively small solenoid force. On the other hand, since the differential pressure (Pin−Pout) acts in the valve opening direction, when the solenoid 104 is turned off from the on state, the valve body 118 quickly operates in the valve opening direction. In the modification, the back pressure chamber 150 may not be formed by eliminating the guide portion 148 and the communication hole 119.
In the present embodiment, by adjusting the ratio of time between the energized state (ON) and the non-energized state (OFF) of the solenoid 104 of the control valve 50, that is, the ON / OFF duty ratio, The average differential pressure as a value can be controlled to an appropriate value.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第2制御弁32および第3制御弁33の構成が第1実施形態と異なるが、その他の部分については共通する。このため、第1実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図4は、第2実施形態に係る制御弁の具体的構成を表す断面図である。なお、本実施形態においても第2制御弁32と第3制御弁33とが同様の構成を有するため、これらを制御弁250として説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The vehicle air-conditioning apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the second control valve 32 and the third control valve 33, but is common in other parts. For this reason, about the component similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected etc., and the description is abbreviate | omitted suitably. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a specific configuration of the control valve according to the second embodiment. In the present embodiment as well, the second control valve 32 and the third control valve 33 have the same configuration, and therefore these will be described as the control valve 250.

制御弁250においては、ボディ105の側部に上流側通路につながる導入ポート110が設けられ、下端中央に下流側通路につながる導出ポート112が設けられている。そして、弁体218が弁孔114の上流側の圧力室に配設されている。弁体218は、その内径Bが弁孔114の内径Aよりも大きくなるよう、第1実施形態の弁体118よりも大きく構成されている。それに伴い、コア130から下方に延出するガイド部148の外径も大きく形成されている。弁体218の底部には、背圧室150と下流側の圧力室とを連通させる連通孔220が形成されている。このため、制御弁250の制御時には背圧室150に下流側圧力Poutが満たされるようになる。   In the control valve 250, the introduction port 110 connected to the upstream passage is provided at the side of the body 105, and the outlet port 112 connected to the downstream passage is provided at the center of the lower end. A valve body 218 is disposed in the pressure chamber on the upstream side of the valve hole 114. The valve body 218 is configured to be larger than the valve body 118 of the first embodiment so that its inner diameter B is larger than the inner diameter A of the valve hole 114. Accordingly, the outer diameter of the guide portion 148 extending downward from the core 130 is also increased. A communication hole 220 for communicating the back pressure chamber 150 and the downstream pressure chamber is formed at the bottom of the valve body 218. For this reason, when the control valve 250 is controlled, the back pressure chamber 150 is filled with the downstream pressure Pout.

以上のように構成された制御弁250は、ソレノイド104がオフにされた状態(非通電状態)では、スプリング120によって開弁方向に付勢されて全開状態となる。一方、ソレノイド104がオンにされた状態(通電状態)では、ソレノイド力が作動ロッド142を介して弁体218に伝達され、弁体218が閉弁方向に動作する。   When the solenoid 104 is turned off (non-energized state), the control valve 250 configured as described above is urged in the valve opening direction by the spring 120 and is fully opened. On the other hand, when the solenoid 104 is turned on (energized state), the solenoid force is transmitted to the valve body 218 via the operating rod 142, and the valve body 218 operates in the valve closing direction.

本実施形態では上述のように、背圧室150に下流側圧力Poutを導入することにより、弁体218において上流側圧力Pinと下流側圧力Poutとの差圧(Pin−Pout)が開弁方向に作用する面積(B−A)を、弁孔114の断面積Aよりも小さくしている。それにより、比較的小さなソレノイド力で弁体218を閉弁方向に駆動することが可能となっている。一方、その差圧(Pin−Pout)が開弁方向に作用するため、ソレノイド104がオンの状態からオフにされると、弁体218が速やかに開弁方向に動作するようになる。 本実施形態においても、制御弁250のソレノイド104のオン・オフのデューティ比を調整することにより、その前後差圧の平均値である平均差圧を適切な値に制御することができる。   In the present embodiment, as described above, by introducing the downstream pressure Pout into the back pressure chamber 150, the differential pressure (Pin−Pout) between the upstream pressure Pin and the downstream pressure Pout in the valve body 218 is the valve opening direction. The area (BA) acting on the valve hole 114 is smaller than the cross-sectional area A of the valve hole 114. Thereby, the valve body 218 can be driven in the valve closing direction with a relatively small solenoid force. On the other hand, since the differential pressure (Pin-Pout) acts in the valve opening direction, when the solenoid 104 is turned off from the on state, the valve body 218 quickly operates in the valve opening direction. Also in the present embodiment, by adjusting the ON / OFF duty ratio of the solenoid 104 of the control valve 250, the average differential pressure, which is the average value of the differential pressure before and after, can be controlled to an appropriate value.

[第3実施形態]
本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第2制御弁32および第3制御弁33の構成が第1実施形態と異なるが、その他の部分については共通する。このため、第1実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図5および図6は、第3実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。なお、本実施形態においても第2制御弁32と第3制御弁33とが同様の構成を有するため、これらを制御弁350として説明する。
[Third Embodiment]
The vehicle air-conditioning apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the second control valve 32 and the third control valve 33, but is common in other parts. For this reason, about the component similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected etc., and the description is abbreviate | omitted suitably. 5 and 6 are cross-sectional views showing a specific configuration and operation of the control valve according to the third embodiment. In the present embodiment as well, the second control valve 32 and the third control valve 33 have the same configuration, and therefore these will be described as the control valve 350.

制御弁350においては、弁体118の内方に段付円柱状の伝達ロッド340(「伝達部材」に該当する)が設けられている。伝達ロッド340は、その下端部が弁体118の中央を貫通し、弁体118に対して軸線方向に相対変位可能となっている。一方、伝達ロッド340の下端部には係止リング342が嵌着されており、伝達ロッド340の軸線方向の相対変位が規制されている。伝達ロッド340の上端部中央には凹部が形成され、作動ロッド142の下端部が挿通されるようにして連結されている。   In the control valve 350, a stepped columnar transmission rod 340 (corresponding to a “transmission member”) is provided inside the valve body 118. The transmission rod 340 has a lower end penetrating the center of the valve body 118 and can be displaced relative to the valve body 118 in the axial direction. On the other hand, a locking ring 342 is fitted to the lower end portion of the transmission rod 340, and the relative displacement in the axial direction of the transmission rod 340 is restricted. A concave portion is formed at the center of the upper end portion of the transmission rod 340, and the lower end portion of the operating rod 142 is inserted and connected.

伝達ロッド340の上端部には、半径方向外向きに延出するフランジ部が設けられ、そのフランジ部と弁体118の底部との間に弁体118を閉弁方向に付勢するスプリング344が介装されている。ソレノイド104がオンにされることで伝達ロッド340が下死点に変位することでスプリング344による設定荷重が負荷される。そして、スプリング344とスプリング120の荷重のバランスにより差圧弁としての設定差圧が決まる。すなわち、制御弁350は、上流側圧力Pinと下流側圧力Poutとの差圧(Pin−Pout)がスプリング344とスプリング120とにより設定された設定差圧となるよう弁体118が動作する差圧弁として機能する。   A flange portion extending outward in the radial direction is provided at the upper end portion of the transmission rod 340, and a spring 344 that urges the valve body 118 in the valve closing direction is provided between the flange portion and the bottom portion of the valve body 118. It is intervened. When the solenoid 104 is turned on, the transmission rod 340 is displaced to the bottom dead center, so that a set load by the spring 344 is applied. The set differential pressure as the differential pressure valve is determined by the balance between the loads of the spring 344 and the spring 120. That is, in the control valve 350, the differential pressure valve in which the valve body 118 operates so that the differential pressure (Pin−Pout) between the upstream pressure Pin and the downstream pressure Pout becomes a set differential pressure set by the spring 344 and the spring 120. Function as.

すなわち、制御弁350は、図5に示すようにソレノイド104がオフにされた状態(非通電状態)では、スプリング120によって開弁方向に付勢されて全開状態となる。一方、図6に示すようにソレノイド104がオンにされた状態(通電状態)では、ソレノイド力が作動ロッド142を介して伝達ロッド340に伝達され、伝達ロッド340が下死点に変位する。それにより、上流側圧力Pinと下流側圧力Poutとの差圧(Pin−Pout)が設定差圧となるよう弁体118が動作するようになる。すなわち、伝達ロッド340と弁体118とが相対変位可能な構成であることから、弁体118は、スプリング120による開弁方向の力、スプリング344による閉弁方向の力、および差圧(Pin−Pout)による開弁方向の力がバランスする位置に保持される。一方、ソレノイド104がオンの状態からオフにされると、ソレノイド104による閉弁方向の力が作用しなくなるため、スプリング120の付勢力により弁体118が速やかに開弁方向に動作する。
なお、本実施形態においては、制御弁350のソレノイド104の通電状態(オン)と非通電状態(オフ)との時間の比率、つまりオン・オフのデューティ比を調整することにより、設定差圧を変化させることができる。
That is, as shown in FIG. 5, the control valve 350 is urged in the valve opening direction by the spring 120 and is fully opened when the solenoid 104 is turned off (non-energized state). On the other hand, as shown in FIG. 6, when the solenoid 104 is turned on (energized state), the solenoid force is transmitted to the transmission rod 340 via the operating rod 142, and the transmission rod 340 is displaced to the bottom dead center. Accordingly, the valve body 118 is operated so that the differential pressure (Pin−Pout) between the upstream pressure Pin and the downstream pressure Pout becomes the set differential pressure. That is, since the transmission rod 340 and the valve body 118 are relatively displaceable, the valve body 118 has a force in the valve opening direction by the spring 120, a force in the valve closing direction by the spring 344, and a differential pressure (Pin−). The force in the valve opening direction due to Pout) is held at a balanced position. On the other hand, when the solenoid 104 is turned off from the on state, the force in the valve closing direction by the solenoid 104 does not act, so that the valve body 118 quickly moves in the valve opening direction by the biasing force of the spring 120.
In the present embodiment, the set differential pressure is adjusted by adjusting the time ratio between the energized state (ON) and the non-energized state (OFF) of the solenoid 104 of the control valve 350, that is, the ON / OFF duty ratio. Can be changed.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第2制御弁32および第3制御弁33の構成が第1実施形態と異なるが、その他の部分については共通する。このため、第1実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図7および図8は、第4実施形態に係る制御弁の具体的構成および動作を表す断面図である。なお、本実施形態においても第2制御弁32と第3制御弁33とが同様の構成を有するため、これらを制御弁450として説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Although the configurations of the second control valve 32 and the third control valve 33 are different from those of the first embodiment, the other portions are common. For this reason, about the component similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected etc., and the description is abbreviate | omitted suitably. 7 and 8 are cross-sectional views showing the specific configuration and operation of the control valve according to the fourth embodiment. In the present embodiment as well, the second control valve 32 and the third control valve 33 have the same configuration, and therefore these will be described as the control valve 450.

制御弁450は、アクチュエータとしてのモータユニット420により駆動される。ボディ105の上端開口部はモータユニット420のボディ430により封止されている。モータユニット420は、ロータ432とステータ434とを含むステッピングモータとして構成されている。ロータ432の下端部には弁作動体436が嵌合している。弁作動体436の外周面には雄ねじ部が形成され、ボディ430の下端部内面に形成された雌ねじ部と螺合する。このような構成により、弁作動体436は、モータユニット420の回転駆動力を受けて回転し、その回転力を並進力に変換する。   The control valve 450 is driven by a motor unit 420 as an actuator. The upper end opening of the body 105 is sealed by the body 430 of the motor unit 420. The motor unit 420 is configured as a stepping motor including a rotor 432 and a stator 434. A valve operating body 436 is fitted to the lower end of the rotor 432. A male thread portion is formed on the outer peripheral surface of the valve operating body 436 and is screwed with a female thread portion formed on the inner surface of the lower end portion of the body 430. With such a configuration, the valve operating body 436 rotates in response to the rotational driving force of the motor unit 420, and converts the rotational force into a translational force.

ボディ430の下端面からはガイド部148が下方に延設されている。弁体418は、その上半部がガイド部148に内挿されるようにして摺動可能に支持されている。弁体418とボディ430との間には背圧室150が形成されている。背圧室150には、弁作動体436の下端面に当接するようにばね受け440が配設されている。ばね受け440と弁体418との間には、弁体418を閉弁方向に付勢するスプリング442が介装されている。弁体418の底部中央には、背圧室150と上流側の圧力室とを連通させる連通孔446が設けられている。   A guide portion 148 extends downward from the lower end surface of the body 430. The valve body 418 is slidably supported so that its upper half is inserted into the guide portion 148. A back pressure chamber 150 is formed between the valve body 418 and the body 430. A spring receiver 440 is disposed in the back pressure chamber 150 so as to contact the lower end surface of the valve operating body 436. A spring 442 that biases the valve body 418 in the valve closing direction is interposed between the spring receiver 440 and the valve body 418. A communication hole 446 for communicating the back pressure chamber 150 with the upstream pressure chamber is provided in the center of the bottom of the valve body 418.

このような構成により、弁作動体436は回転により軸線方向に変位し、ばね受け440およびスプリング442を介して弁体418を開閉方向に駆動する。制御部は、設定開度に応じた駆動ステップ数を演算し、ステータ434の励磁コイルに駆動電流(駆動パルス)を供給する。それによりロータ432が回転し、図8に示すように弁作動体436が回転駆動されて制御弁450の開度が設定開度に調整される。図7に示すように弁作動体436を上死点に変位させることで、弁体118を確実に全開状態とすることができる。   With such a configuration, the valve operating body 436 is displaced in the axial direction by rotation, and drives the valve body 418 in the opening / closing direction via the spring receiver 440 and the spring 442. The control unit calculates the number of drive steps according to the set opening, and supplies a drive current (drive pulse) to the excitation coil of the stator 434. As a result, the rotor 432 rotates, and the valve operating body 436 is rotationally driven as shown in FIG. 8 to adjust the opening of the control valve 450 to the set opening. As shown in FIG. 7, the valve body 118 can be surely fully opened by displacing the valve operating body 436 to the top dead center.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Nor.

上記実施形態では、図1の下段に示したように、蒸発器7の下流側と、室外熱交換器5(室外蒸発器として作用するとき)の下流側との双方に制御弁50(第2制御弁32,第3制御弁33)を設ける例を示したが、いずれかの蒸発器の下流側にのみ設けるようにしてもよい。例えば、蒸発器7の下流側に制御弁50を設け、室外熱交換器5(室外蒸発器として作用するとき)の下流側には制御弁50を設けない構成としてもよい。   In the above embodiment, as shown in the lower part of FIG. 1, the control valve 50 (the second valve) is provided both on the downstream side of the evaporator 7 and on the downstream side of the outdoor heat exchanger 5 (when acting as an outdoor evaporator). Although the example which provides the control valve 32 and the 3rd control valve 33) was shown, you may make it provide only in the downstream of either evaporator. For example, the control valve 50 may be provided on the downstream side of the evaporator 7 and the control valve 50 may not be provided on the downstream side of the outdoor heat exchanger 5 (when acting as an outdoor evaporator).

上記実施形態では、本発明の車両用冷暖房装置を電気自動車に適用した例を示したが、内燃機関を搭載した自動車や、内燃機関と電動機を同載したハイブリッド式の自動車に提供することが可能であることは言うまでもない。上記実施形態では、圧縮機2として電動圧縮機を採用した例を示したが、エンジンの回転を利用して容量可変を行う可変容量圧縮機を採用することもできる。   In the above-described embodiment, an example in which the vehicle air conditioning apparatus according to the present invention is applied to an electric vehicle has been described. However, the present invention can be provided to an automobile equipped with an internal combustion engine or a hybrid automobile equipped with an internal combustion engine and an electric motor. Needless to say. In the above-described embodiment, an example in which an electric compressor is employed as the compressor 2 has been described. However, a variable capacity compressor that performs variable capacity using the rotation of the engine may be employed.

1 車両用冷暖房装置、 2 圧縮機、 3 室内凝縮器、 5 室外熱交換器、 7 蒸発器、 8 アキュムレータ、 31 第1制御弁、 32 第2制御弁、 33 第3制御弁、 41 第1比例弁、 42 第2比例弁、 50 制御弁、 102 弁本体、 104 ソレノイド、 105 ボディ、 110 導入ポート、 112 導出ポート、 114 弁孔、 116 弁座、 118,218 弁体、 250 制御弁、 340 伝達ロッド、 350 制御弁、 418 弁体、 420 モータユニット、 430 ボディ、 432 ロータ、 434 ステータ、 436 弁作動体、 450 制御弁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle air conditioner, 2 Compressor, 3 Indoor condenser, 5 Outdoor heat exchanger, 7 Evaporator, 8 Accumulator, 31 1st control valve, 32 2nd control valve, 33 3rd control valve, 41 1st proportionality Valve, 42 second proportional valve, 50 control valve, 102 valve body, 104 solenoid, 105 body, 110 introduction port, 112 lead-out port, 114 valve hole, 116 valve seat, 118, 218 valve body, 250 control valve, 340 transmission Rod, 350 control valve, 418 valve body, 420 motor unit, 430 body, 432 rotor, 434 stator, 436 valve operating body, 450 control valve.

Claims (2)

第1の蒸発器および第2の蒸発器を含む車両用冷暖房装置における前記第1の蒸発器の下流側に設けられ、その上流側圧力と下流側圧力との差圧を調整することにより、前記第1の蒸発器の蒸発圧力を前記第2の蒸発器の蒸発圧力よりも高くする制御弁であって、
上流側から冷媒を導入するための導入ポートと、下流側へ冷媒を導出するための導出ポートと、前記導入ポートと前記導出ポートとをつなぐ通路に設けられた弁孔とを有するボディと、
前記ボディ内に設けられ、前記弁孔と同軸状に延出する筒状のガイド部と、
前記ガイド部に摺動可能に挿通され、軸線方向に変位することにより底部が前記弁孔に接離して弁部を開閉可能な有底筒状をなし、上流側圧力と下流側圧力との差圧により開弁方向の力が作用する弁体と、
前記ボディに取り付けられ、通電により前記弁体に閉弁方向の力を作用させるアクチュエータと、
を備え、
前記ガイド部が前記アクチュエータと前記ボディとに囲まれる空間に延出し、
前記弁体と前記ガイド部とに囲まれる背圧室が形成され、
前記弁体の底部に前記弁孔と前記背圧室とを連通させる連通路が形成され、前記連通路を介した前記背圧室への上流側圧力の導入により、前記弁体に作用する冷媒の圧力の一部が相殺されるように構成され、それにより、前記弁体において上流側圧力と下流側圧力との差圧が開弁方向に作用する面積が、弁孔の断面積よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする制御弁。
By providing a differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure provided on the downstream side of the first evaporator in the vehicle air conditioning system including the first evaporator and the second evaporator, A control valve for making the evaporation pressure of the first evaporator higher than the evaporation pressure of the second evaporator,
A body having an introduction port for introducing the refrigerant from the upstream side, a derivation port for deriving the refrigerant to the downstream side, and a valve hole provided in a passage connecting the introduction port and the derivation port;
A cylindrical guide provided in the body and extending coaxially with the valve hole;
It is slidably inserted into the guide part and has a bottomed cylindrical shape that can be opened and closed by moving in the axial direction so that the bottom part comes into contact with and separates from the valve hole, and the difference between the upstream pressure and the downstream pressure. A valve body in which a force in the valve opening direction acts by pressure,
Attached to said body, an actuator for applying a closing force to the valve body by energization,
Bei to give a,
The guide portion extends into a space surrounded by the actuator and the body;
A back pressure chamber surrounded by the valve body and the guide portion is formed,
A communication passage that communicates the valve hole and the back pressure chamber is formed at the bottom of the valve body, and refrigerant acting on the valve body by introducing upstream pressure to the back pressure chamber through the communication passage. Therefore, an area where the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure acts in the valve opening direction in the valve body is smaller than the cross-sectional area of the valve hole. It is comprised so that it may become . The control valve characterized by the above-mentioned.
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、A compressor that compresses and discharges the refrigerant;
車室外に配置され、冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、  An outdoor heat exchanger that is arranged outside the passenger compartment and functions as an outdoor condenser that dissipates the refrigerant during cooling operation, while functioning as an outdoor evaporator that evaporates the refrigerant during heating operation;
車室内に配置されて冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、  An indoor evaporator disposed in the passenger compartment to evaporate the refrigerant;
を備え、前記第1の蒸発器および前記第2の蒸発器の一方が前記室外蒸発器として機能し、前記第1の蒸発器および前記第2の蒸発器の他方が前記室内蒸発器として機能する車両用冷暖房装置に適用されることを特徴とする請求項1に記載の制御弁。  One of the first evaporator and the second evaporator functions as the outdoor evaporator, and the other of the first evaporator and the second evaporator functions as the indoor evaporator. 2. The control valve according to claim 1, which is applied to a vehicle air conditioner.
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