JPH0144527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷房機能及び冷蔵庫機能を併有する
車両用冷凍サイクル装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の冷凍サイクル装置としては、例
えば特開昭58−11370号公報に記載があるように、
冷房用冷凍サイクルの受液器出口側から冷蔵用冷
媒回路（冷蔵用減圧装置及び冷蔵用蒸発器を含
む）を分岐して、冷房用蒸発器と冷蔵用蒸発器に
交互に冷媒を流すことにより、冷蔵用蒸発器にお
いて製氷可能な−21℃程度の蒸発温度を得るよう
にしている。また、この従来装置では、夏季等に
は冷房運転と冷蔵運転とを併用することができ、
春秋期のごとく、冷房装置を作動させる必要が少
ない中間シーズンには、冷蔵庫の機能のみ発揮さ
せるようにしていた。

しかしながら、この従来装置のものにおいて
は、冷房運転と冷蔵運転とが全く別の電気制御回
路にて制御されるようになつており、そのため、
回路全体が複雑となるという問題があつた。しか
も、冷房運転時のみにおいても、圧縮機の駆動を
断続させるため、自動車走行用エンジンからの駆
動力を圧縮機へ伝達するマグネツトクラツチの断
続を行い、この断続のためには専用のリレーを必
要としていた。同様に、冷蔵単独運転において
も、圧縮機の運転の断続を行う必要があるため、
冷蔵運転制御電気回路においても、マグネツトク
ラツチを断続させるリレーを必要としていた。

ここで、圧縮機断続は、大きな電流の切換を必
要とするため、電磁クラツチ制御用のリレーとし
ては、必然的に大型のものを採用せざるを得ず、
このリレーは実際の車両組付においては、制御回
路とは別に配置せざるを得ず、そのため、設置場
所を多くとり、さらに配線等が煩雑になるという
問題があつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、
特開昭58−11370号公報に記載のように、冷房単
独運転、冷蔵単独運転及び冷房冷蔵同時運転がで
きるようにした、車両用冷凍サイクル装置におい
て、電磁クラツチを介して圧縮機の作動を制御す
るリレーを、冷房運転、冷蔵運転で共用できるよ
うにすることを目的とする。

〔発明が解決するための手段〕

本発明は、上記目的を解決するため、電磁クラ
ツチの断続切換を行うリレーを単一のリレーで構
成するようにする。すなわち、冷房運転時におい
て、冷房用蒸発器に関連する温度を検出する温度
センサからの出力に応じて、電磁クラツチを断続
繰り返し、冷房用蒸発器のフロスト防止等を図る
リレーを用いる。このリレーは、冷房運転を円滑
に行うための圧縮機制御として、車両用冷凍サイ
クル装置の構成上不可欠なものである。そして、
本発明では、このリレーを用いて冷蔵単独運転の
圧縮機の断続を行うようにする。具体的には、冷
蔵単独運転時に、冷蔵用の第１の制御手段からの
信号に基づき、圧縮機の運転を断続制御する第２
の制御手段を設け、この第２の制御手段は、上述
の単一のリレーを制御することにより、圧縮機の
運転制御が行えるようにする。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明の冷凍サイクル装置で
は、冷房用蒸発器のフロスト防止等の目的によ
り、車両用冷凍サイクル装置に必然的に要求され
ていた電磁クラツチ制御用リレーを巧みに利用し
て、この単一のリレーを用いて冷蔵単独運転にお
いても圧縮機の断続駆動を行うようにしたため、
制御用の回路構成を簡潔なものとすることができ
る。それに伴い、リレー設置用スペース等も有効
利用でき、省スペースの効果も達成できる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す一実施例に基づいて説明
する。

第１図は本発明をワゴン車用ツインクーラと組
合せて実施した場合の冷凍サイクルを示してお
り、１は冷媒の圧縮・吐出を行う圧縮機で、図示
しない車両走行用エンジンの駆動力を電磁クラツ
チ１１を介して受けて作動するようになつてい
る。２はこの圧縮機１より吐出された高温高圧の
ガス冷媒を冷却して凝縮する凝縮器、３は凝縮器
２で凝縮した冷媒を受けて液冷媒のみ導出する受
液器である。Ａは車室内前部のインパネ下部に設
置されるフロント側冷房ユニツトであり、４は液
冷媒を低温低圧の霧状に減圧膨張させる冷房用減
圧装置、５は冷房用蒸発器である。減圧装置４は
冷房用蒸発器５の出口側に配設された感温筒４ａ
からの信号圧力（蒸発器出口の冷媒温度に応じた
圧力）に応じて絞り量を可変とする温度作動式膨
張弁よりなり、冷房用蒸発器５出口での冷媒過熱
度が一定となるように冷媒流量を制御する。フロ
ント側冷房ユニツトＡは車室内もしくは車室外の
空気を送風機６で吸入し、その吸入空気を蒸発器
５で冷却した後、図示しないヒータユニツトを経
由して車室内前面の中央及び左右に設けた上方吹
出口（図示せず）より前席の乗員顔部に向けて吹
出すようになつている。７は電磁弁で、上記減圧
装置４、蒸発器５を有する冷房用冷媒回路８の冷
媒の流れを制御する。９は冷房用蒸発器５を通過
した冷風の温度を感知するサーミスタからなる温
度センサである。Ｂは車室内の助手席後方の床下
等に設置され、車室内後席の乗員を冷房するリヤ
側冷房ユニツトであり、フロント側と同様の機器
４０，４０ａ，５０，６０，７０，８０，９０を
有している。フロント側とリヤ側の冷房用冷媒回
路８と８０は互いに並列に接続されている。

１００は両温度センサ９，９０の検出信号が入
力される冷房用制御装置で、フロント側の冷風温
度が設定温度以下に低下すると温度センサ９から
の信号を受けて電磁弁７への通電を遮断して、電
磁弁７を開弁し、またリヤ側の冷風温度が設定温
度以下に低下すると、温度センサ９０からの信号
を受けて電磁弁７０への通電を遮断して電磁弁７
０を開弁するように構成されている。つまり、制
御装置１００は２つの冷房用冷媒回路８，８０へ
の冷媒の流れを独立に制御して、蒸発器５，５０
への霜付きを防止する。更に、制御装置１００は
２つの電磁弁７，７０への通電を同時に遮断した
ときにはリレー１１８を開状態に駆動して電磁ク
ラツチ１１への通電を遮断し、圧縮機１を停止す
るように構成されている。なお、１４は自動車エ
ンジンのイグニツシヨンスイツチ、１５は車載の
電源バツテリである。１６は上記２つの冷房用冷
媒回路８，８０と並列に設けられた冷蔵用冷媒回
路であり、この回路１６の途中には、冷媒の流れ
る方向に順次、冷蔵用減圧装置をなす定圧膨張弁
１７、冷蔵用蒸発器１８、逆止弁１９が接続され
ている。

定圧膨張弁１７は低圧側の圧力が設定値以下と
なると開き、かつ低圧側を一定圧力に制御しうる
タイプの膨張弁であり、本実施例では冷媒として
Ｒ−12が用いられ、定圧膨張弁１７の設定開弁圧
力は0.5Kg／cm²Ｇ（蒸発温度−21℃）に選定されて
いる。

上記の冷蔵庫用の蒸発器１８は、冷蔵用蒸発器
部１８ａと冷蔵用蒸発器部１８ｂとに区分されて
おり、前者１８ａは冷凍室２０内に設置され、後
者１８ｂは冷蔵室２１内に設置されている。この
冷蔵室２１内には、送風機２２、サーミスタから
なる温度センサ２３が設置されている。この温度
センサ２３は冷蔵室２１内で送風空気流が直接当
たらないような位置に設けられ、冷蔵室２１内の
温度を検出する。Ｃは冷凍冷蔵庫の全体を示して
おり、この冷凍冷蔵庫Ｃの具体的構造は、前述し
た特開昭58−11370号公報記載のものと同様であ
る。

２００は冷蔵庫用制御装置で、冷蔵庫スイツチ
２４の開閉信号及び温度センサ２３の検出信号に
基づいて送風機２２及び電磁クラツチ１１の作動
を制御するとともに、冷房用制御装置１００を介
して電磁弁７，７０の開閉を制御する。

第２図は上記制御装置１００，２００を含む電
気回路全体を示すもので、最初に冷房用制御装置
１００について説明する。１０１，１０２はエン
ジン回転数が設定値以上か否かを判別する第１、
第２比較器で、点火装置２５が発生するパルス信
号を直流電圧に変換する周波数−電圧変換回路１
０３から入力信号が加えられる。１０４はフロン
ト側冷房ユニツトＡの温度センサ９の検出温度が
設定値以上か否かを判別する第３比較器、１０５
はリヤ側冷房ユニツトＢの温度センサ９０の検出
温度が設定値以上か否かを判別する第４比較器、
１０６〜１１１はアンド回路、１１２はオア回
路、１１３〜１１６はトランジスタである。１１
７は自動車エンジンのアイドル回転数を上昇させ
るアイドルマツプ装置の電磁弁である。リレー１
１８は前述したごとく、電磁クラツチ１１を制御
するものである。１１９はフロント側冷房ユニツ
トＡの送風機スイツチ、１２０はリヤ側冷房ユニ
ツトＢの送風機スイツチであり、本例ではこの送
風機スイツチ１１９，１２０が冷房装置の作動停
止を行う冷房スイツチの機能を兼務している。１
２１，１２２は送風機用リレーである。

次に冷蔵庫用制御装置２００について説明する
と、２０１はタイマ回路、２０２は温度センサ２
３の検出温度が設定値以上か否かを判別する比較
器、２０３はアンド回路、２０４はトランジス
タ、２０５はリレーである。冷蔵庫スイツチ２４
は、停止位置（OFF）と、冷蔵位置転（COOL）
と、冷凍位置（ice）の３位置を選択するように
構成される。

前記タイマ回路２０１は、上記スイツチ２４を
COOLの位置に投入すると、第１の入力端子２０
１ａに“１”レベルの信号が入力されることによ
り、T₁＝10秒、T₂＝120秒のパルス信号を出力端
子２０１ｂに発生し、また上記スイツチ２４を
iceの位置に投入した時は第２の入力端子２０１
Ｃに“１”レベルの信号が入力されることによ
り、T₁＝15秒、T₂＝60秒のパルス信号を出力端
子２０１ｂに発生するようになつている。なお、
スイツチ２４がOFF位置にある時はタイマ回路
２０１の出力は常に“０”レベルとなる。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明
する。まず、夏季等において、車室内の前部、後
部を両方とも冷房する時には、冷房スイツチを兼
ねる送風機スイツチ１１９，１２０をHi〜Loの
いずれかの位置に投入する。これにより、リレー
１２１，１２２に通電され、送風機６，６０への
通電回路が閉成されるので、送風機６，６０がそ
れぞれ上記スイツチ１１９，１２０の投入位置に
応じた速度で作動する。冷房作動時には、温度セ
ンサ９，９０の検出温度が設定温度より充分高く
なつており、そのため温度センサ９，９０の抵抗
値が比較器１０４，１０５における設定値TF２，
TR２より小さくなつている。その結果、比較器
１０４，１０５の出力は“１”レベルとなり、そ
れぞれアンド回路１０９，１１０とアンド回路１
０８，１１１に加わる。一方、自動車エンジンの
回転数は通常、比較器１０２の設定値S1（例えば
650r.p.m）、S2（例えば950r.p.m）より充分高くな
つているので、比較器１０２の出力は“１”レベ
ルとなる。また、比較器１０１はエンジン回転数
が設定値R1（例えば1650r.p.m）より低い時“１”
レベルの出力を出してアイドルアツプ用電磁弁１
１７を作動させ、設定値R2（例えば1800r.p.m）
より高い時は“０”レベルの出力を出してアイド
ルアツプの作動を停止させる。

前記した送風機スイツチ１１９，１２０の投入
による“０”レベルの信号がインバータにより反
転されて、“１”レベルの信号としてアンド回路
１０８，１０９に加わるので、このアンド回路１
０８，１０９の出力が“１”レベルとなり、オア
回路１１２の出力が“１”レベルとなり、アンド
回路１０７の出力も“１”となり、トランジスタ
１１４がオンし、リレー１１８に通電し、その可
動接点１１８ａを固定接点１１８ｂに閉成する。
これにより、電磁クラツチ１１に通電され、圧縮
機１が作動する。

また、このときは冷蔵庫スイツチ２４がオフ状
態にあるので、タイマ回路２０１の出力が“０”
レベルであり、そのためアンド回路１１０，１１
１の出力がいずれも“１”となり、トランジスタ
１１５，１１６がオンするので、電磁弁７，７０
に通電され、この電磁弁７，７０が開くので、蒸
発器５，５０に冷媒が流通可能となる。

よつて、圧縮機１より吐出された冷媒が配管中
を循環し、冷媒が冷房用蒸発器５，５０で蒸発す
る際に送風空気より気化熱を奪い、気化熱を奪わ
れて冷却された空気が送風機６，６０によつて車
室内に吹き出される。この際、蒸発器５，５０内
の蒸発圧力は通常２〜３Kg／cm²であり、従つて冷
蔵用冷媒回路１６の圧縮機吸入側端部に作用する
圧力も同程度であるので、定圧膨張弁１７は閉じ
たままであり、冷蔵用冷媒回路１６内に冷媒は流
れない。

そして、冷房作用が進行して、温度センサ９ま
たは９０の検出温度が設定温度より低下すれば、
比較器１０４または１０５の出力が“０”とな
り、電磁弁７または７０が閉じ、蒸発器５または
５０のフロストを防止する。

温度センサ９，９０の検出温度がいずれも設定
温度より低下した時は、両電磁弁７，７０が閉じ
ると同時に、電磁クラツチ１１への通電が遮断さ
れ、圧縮機１が停止する。

次に、上記冷房運転と同時に、冷蔵庫Ｃを作動
させる時には、劣蔵庫スイツチ２４を冷蔵
（COOL）または冷凍（ice）の位置に投入するの
であるが、この両位置のいずれの場合も、タイマ
回路２０１はT₁とT₂で示すパルス信号を冷房用
制御装置１００のアンド回路１１０，１１１とオ
ア回路１１２に加える。その結果、アンド回路１
１０，１１１では、タイマ回路２０１の出力信号
のうちT₁の間だけ出力が“０”となり、電磁弁
７，７０を閉じ、逆にT₂の間はアンド回路１１
０，１１１の出力が“１”となり、電磁弁７，７
０を開く。以後、電磁弁７，７０は前記T₁時間
閉じ、T₂時間開くという動作を繰返す。そして、
電磁弁７，７０が閉じると、冷房用蒸発器５，５
０への冷媒の流れが止まるため圧縮機１の吸入圧
力が急激に低下して、短時間例えば３〜４秒で
0.5Kg／cm²Ｇに達する。このため、冷蔵用冷媒回
路１６のの定圧膨張弁１７が開き、冷蔵用冷媒回
路１６を冷媒が流れるようになる。この時、定圧
膨張弁１７は低圧側圧力を設定圧力（0.5Kg／cm²
Ｇ）に制御するため、冷蔵用蒸発器１８内は蒸発
圧力0.5Kg／cm²Ｇ、蒸発温度−21℃の状態となり、
冷蔵用蒸発器部１８ａでは、製氷も可能となる。
そして、前記T₁時間が過ぎると、電磁弁７，７
０に通電されるため、電磁弁７，７０が開弁状態
に戻る。そして、電磁弁７，７０が開くと、冷媒
が再び冷房用蒸発器５，５０に供給され、蒸発器
５，５０内圧力及び圧縮機吸入側圧力が２〜３
Kg／cm²Ｇに戻る。この圧力は冷蔵用蒸発器１８内
の圧力（0.5Kg／cm²Ｇ）よりもはるかに高いが、
冷蔵用蒸発器１８の下流に逆止弁１９が配設され
ているので、冷房用蒸発器５，５０を通つた冷媒
ガスが冷蔵庫用蒸発器１８内に逆流して、この蒸
発器１８内の圧力を急激に上昇させるということ
はない。一方、定圧膨張弁１７は低圧側圧力が設
定圧力0.5Kg／cm²Ｇより高くなると自動的に閉じ
るので冷媒の供給を止める。従つて、蒸発器１８
は内部の液冷媒が徐々に蒸発しながら製氷を続け
る。この状態はT₂時間の間継続する。以後、上
記設定時間T₁、T₂に従つて電磁弁７，７０の開
閉が繰り返されることにより、車室の冷房作用と
冷蔵庫Ｃにおける冷却作用を同時に得ることがで
きる。冷蔵用送風機２２の作動は温度センサ２３
の検出信号に応じて自動的に断続される。

冷蔵庫スイツチ２４を冷蔵（COOL）の位置に
投入した時は、タイマ回路２０１のパルス出力が
前述したごとくT₁＝10秒、T₂＝120秒となり、一
方冷凍（ice）の位置に投入した時はタイマ回路
２０１のパルス出力がT₁＝15秒、T₂＝60秒とな
る。従つて、前者の場合より後者の方が冷蔵用蒸
発器１８に冷媒が流れる時間（換言すれば電磁弁
７，７０の閉弁時間）が長くなり、冷蔵庫Ｃの冷
却能力が向上するので、製氷時間が短くなる。

次に、春秋季のごとく中間シーズンにおいて、
冷蔵庫Ｃのみを作動させ、冷房運転をしない時
は、冷蔵庫スイツチ２４を冷蔵（COOL）または
冷凍（ice）の位置に投入するが、冷房用の送風
機スイツチ１１９，１２０はオフ状態のままとす
る。

ここで、送風機スイツチ１１９，１２０がオフ
であつても、イグニツシヨンスイツチ１４が投入
されておれば、冷房用制御装置１００にも電源が
常に供給されている。前記送風機スイツチ１１
９，１２０がオフ状態にあるため、アンド回路１
１０，１１１の出力が常に“０”となり、電磁弁
７，７０は常に閉じたままとなる。

一方、アンド回路１０８，１０９の出力も常に
“０”となるので、オア回路１１２の出力はタイ
マ回路２０１のパルス出力によつてT₁時間だけ
“１”となり、このT₁時間だけ電磁クラツチ１１
が通電され、圧縮機１が作動する。

すなわち、冷蔵庫単独運転時には、タイマ回路
２０１のパルス出力に従つて圧縮機１がT₁時間
作動、T₂時間停止という断続作動を繰返す。こ
れによつて、冷蔵用蒸発器１８に断続的に冷媒を
供給し、冷蔵庫Ｃの冷却を行う。圧縮機１は車室
内の冷房能力を確保できるだけの大きな能力（容
量）を持つように予め設計されているので、冷蔵
庫単独運転時に圧縮機１を連続運転すると、圧縮
機能力が過大となるので、好ましくない。これに
反し、本例では圧縮機１を上述のごとく断続運転
することによつて、冷蔵庫冷却能力に対応した圧
縮機能力を設定でき、圧縮機稼動率を低減できる
ので、自動車エンジンの省動力という観点から有
益である。

本発明は上述した図示実施例に限定されるもの
ではなく、種々変形可能である。以下その変形例
について列記する。

(1) 上述の実施例では、イグニツシヨンスイツチ
１４が投入されると、冷房用制御装置１００に
常に電源が供給されるよう構成したが、冷房用
制御装置１００にイグニツシヨンスイツチ１４
と、独立に設けた手動操作の冷房スイツチを介
して電源を供給するとともに、冷蔵用制御装置
２００が起動した時には、この起動と連動し
て、前記冷房スイツチとは無関係に冷房用制御
装置１００に電源を供給するよう構成してもよ
い。

(2) 前述の実施例では、冷蔵庫Ｃ内の温度センサ
２３の検出温度が設定温度以下になつたとき、
送風機２２の作動を停止しているが、タイマ回
路２０１の出力を“０”のままとして、圧縮機
１の作動を停止するようにしてもよい。この場
合、送風機２２は作動させたままとしてもよ
く、また送風機２２と圧縮機１を同時に停止し
てもよい。

(3) 冷房用制御装置１００と冷蔵用制御装置２０
０はマイクロコンピユータを用いた制御装置に
よつて一体化することもできる。

(4) 電磁弁７，７０の開閉制御はタイマ回路２０
１を用いる他に、冷蔵用蒸発器１８の冷却度合
を検出して制御してもよい。

(5) ２つの冷房ユニツトＡ，Ｂを設けずに、冷房
ユニツトを１つのみ設けるものに対しても本発
明は同様に適用できることはもちろんである。
この場合には、冷房単独運転時に温度センサ
９，９０の信号で、電磁弁７，７０を開閉する
必要はなく、圧縮機１の作動を断続するだけで
よい。

(6) 電磁弁７，７０に限らず、電気的に制御でき
る弁であれば、どのような弁（例えばモータ制
御弁等）でも使用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は冷凍サイクルと電気回路を含む全体構成図、第
２図は電気回路部の具体的結線図である。 １……圧縮機、４，４０……冷房用減圧装置、
５，５０……冷房用蒸発器、７，７０……電気制
御弁をなす電磁弁、８，８０……冷房用冷媒回
路、９，９０……温度センサ、１６……冷房用冷
媒回路、１７……冷蔵用減圧装置をなす定圧膨張
弁、１８……冷蔵用蒸発器、２４……冷蔵庫用ス
イツチ、１００……冷房用制御装置、１１８……
リレー、１１９，１２０……冷房スイツチを兼ね
る送風機スイツチ、２００……冷蔵庫用制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 車両エンジンの駆動力を電磁クラツチを
   介して受けて作動する圧縮機と、 (b) 前記圧縮機の冷媒吸入側に設けられ、冷房用
   減圧装置および冷房用蒸発器を有する冷房用冷
   媒回路と、 (c) 前記冷房用蒸発器に関連する温度を検出する
   温度センサと、 (d) 前記圧縮機の冷媒吸入側に、前記冷房用冷媒
   回路と並列に設けられ、冷蔵用減圧装置および
   冷蔵用蒸発器を有する冷蔵用冷媒回路と、 (e) 少なくとも前記冷房スイツチが投入された冷
   房運転時に前記温度センサからの出力に応じた
   制御信号に基づいて、前記電磁クラツチを断続
   切換するリレーと、 (f) 前記冷房用冷媒回路への冷媒流れを制御する
   電気制御弁と、 (g) 冷房スイツチおよび冷蔵庫スイツチがともに
   投入される冷房冷蔵同時運転時に前記電気制御
   弁を断続的に開閉制御する第１の制御手段と、 (h) 冷蔵庫スイツチのみが投入される冷蔵単独運
   転時に、前記第１の制御手段からの信号に基づ
   いて前記リレーに制御信号を出力して前記圧縮
   機の運転を断続制御する第２の制御手段と、 (i) 冷房スイツチのみが投入される冷房単独運転
   時に、前記電気制御弁を開いて前記冷房用蒸発
   器に冷媒を流通可能とし、一方、冷蔵庫スイツ
   チのみが投入される冷蔵単独運転時には、前記
   電気制御弁を閉じて前記冷房用蒸発器への冷媒
   流れを遮断する第３の制御手段とを備える車両
   用冷凍サイクル装置。