JPH0358925B2 - - Google Patents

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JPH0358925B2
JPH0358925B2 JP56055265A JP5526581A JPH0358925B2 JP H0358925 B2 JPH0358925 B2 JP H0358925B2 JP 56055265 A JP56055265 A JP 56055265A JP 5526581 A JP5526581 A JP 5526581A JP H0358925 B2 JPH0358925 B2 JP H0358925B2
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Japan
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compressor
evaporator
temperature
capacity
variable
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JP56055265A
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Yasuyuki Nishi
Masao Sakurai
Masashi Takagi
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用空調装置に用いられる自動車
用冷凍サイクル制御装置に関する。特に本発明の
冷凍サイクル制御装置は、吐出容量を可変できる
圧縮機を用いる空調装置に用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automotive refrigeration cycle control device used in an automotive air conditioner. In particular, the refrigeration cycle control device of the present invention is used in an air conditioner that uses a compressor whose discharge capacity can be varied.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の自動車用空調装置は第1図に示すごとく
圧縮機1、凝縮器2、レシーバ3、膨張弁4、蒸
発器5からなる上記圧縮式冷凍サイクルを有して
おり、各機器が冷媒配管にて順次接続される。圧
縮機1は電磁クラツチ7を介して自動車走行用エ
ンジン(図示せず)により駆動されるので、走行
状態に応じエンジンの回転数が増加するにともな
い、圧縮機の回転数も増加するものとなる。そし
て、圧縮機の吐出量はその回転数の変更に伴い増
減することとなる。従つて、圧縮機回転数が増加
減するのに伴つて冷房能力が変化した結果、冷房
能力が過剰となる事態も生じる。
As shown in Figure 1, a conventional automobile air conditioner has a compression type refrigeration cycle consisting of a compressor 1, a condenser 2, a receiver 3, an expansion valve 4, and an evaporator 5, and each device is connected to a refrigerant pipe. connected sequentially. Since the compressor 1 is driven by an automobile engine (not shown) via an electromagnetic clutch 7, as the engine speed increases depending on the driving condition, the compressor speed also increases. . Then, the discharge amount of the compressor increases or decreases as the rotation speed changes. Therefore, as a result of the cooling capacity changing as the compressor rotational speed increases or decreases, a situation may arise in which the cooling capacity becomes excessive.

また、外気温の低下や吸入空気の内外気切換え
等により冷房負荷が減少した場合も、結果として
冷房能力が過剰となり、蒸発器5のフイン温度、
すなわち冷媒の蒸発温度が0゜以下に低下すること
がある。この場合、フインに霜が付着したり、氷
結したりすることとなり、送風機8によつて送風
される風量が減少し、結果として冷房機能が損な
われてしまうことになる。
Additionally, when the cooling load decreases due to a drop in outside temperature or switching between inside and outside intake air, the cooling capacity becomes excessive as a result, and the fin temperature of the evaporator 5 increases.
In other words, the evaporation temperature of the refrigerant may drop below 0°. In this case, frost will adhere to the fins or they will freeze, reducing the amount of air blown by the blower 8, and as a result, the cooling function will be impaired.

そのため、この着霜現象を防止しり、車室内の
温度制御を目的として、蒸発器5の直後の空気温
度をサーミスタ等の温度検地器6にて検知し、第
2図に示す制御回路9にてリレー10の接点10
aを開閉することにより、電磁クラツチ7を断続
制御していた。すなわち、電磁クラツチ7の制御
にともない、圧縮機1の稼働時間を調整すること
によつて、冷媒の蒸発温度を制御し、併せて蒸発
器直後の空気温度を制御するようにしていた。
Therefore, in order to prevent this frosting phenomenon and to control the temperature inside the vehicle, the air temperature immediately after the evaporator 5 is detected by a temperature detector 6 such as a thermistor, and the control circuit 9 shown in FIG. Contact 10 of relay 10
By opening and closing a, the electromagnetic clutch 7 was controlled intermittently. That is, by controlling the electromagnetic clutch 7 and adjusting the operating time of the compressor 1, the evaporation temperature of the refrigerant is controlled, and at the same time, the temperature of the air immediately after the evaporator is controlled.

しかしながら、このような構成では冷房負荷が
低下したり、圧縮機の回転数が増加したりする
と、上述の如く圧縮機能力過剰の状態となり、冷
房サイクルの能力が冷房負荷を上回つてしまうこ
とになる。そのため、第3図に示すように蒸発器
5直後の空気温度Tが低下し、C点で設定温度
T0以下となる。しかしながら、温度感知器6は
その熱容量のため制御回路9を作動させるまで
に、第3図のIに示す時間的な遅れをもつてお
り、C点から制御回路9が働くa点までの間、す
なわち前記Iの時間、空気温度Tはさらに減少
し、設定温度T0よりもかなり低くなる。そして
a点で制御回路9が働きクラツチ7が切れると、
圧縮機は停止し膨張弁7が閉じ蒸発器5への液冷
媒の供給が止まる。すると、蒸発器5内圧力PL
が上昇し、冷媒の過熱域が増加するため、蒸発器
の有効熱面積を減少する。その結果、蒸発器5直
後の空気温度Tが急上昇することになり、d点で
前提温度T0以上になる。しかし上記と同様の理
由により温度感知器の時間遅れの時間閉じるた
め、制御回路が作動するb点まで空気温度Tは上
昇し続ける。d点で制御回路9が作動し、クラツ
チ7が再び接続され、圧縮機1が動き始め、以後
上記動作を繰り返すことになる。
However, with this configuration, if the cooling load decreases or the compressor rotation speed increases, the compression function will become overpowered as described above, and the cooling cycle capacity will exceed the cooling load. Become. Therefore, as shown in Figure 3, the air temperature T immediately after the evaporator 5 decreases, and the set temperature at point C decreases.
T becomes less than 0 . However, due to its heat capacity, the temperature sensor 6 has a time delay as shown in I in FIG. 3 before the control circuit 9 is activated. That is, during the time I, the air temperature T further decreases and becomes considerably lower than the set temperature T 0 . Then, when the control circuit 9 operates and the clutch 7 is disengaged at point a,
The compressor is stopped, the expansion valve 7 is closed, and the supply of liquid refrigerant to the evaporator 5 is stopped. Then, the pressure inside the evaporator 5 P L
increases, and the superheat area of the refrigerant increases, which reduces the effective heat area of the evaporator. As a result, the air temperature T immediately after the evaporator 5 rises rapidly, and becomes equal to or higher than the predetermined temperature T 0 at point d. However, for the same reason as above, the temperature sensor is closed for the time delay, so the air temperature T continues to rise until point b, at which the control circuit operates. At point d, the control circuit 9 is activated, the clutch 7 is reconnected, the compressor 1 begins to operate, and the above operation is repeated thereafter.

ところでこのような動作を繰り返すため次のよ
うな問題点が生ずる。
However, since such operations are repeated, the following problems arise.

(1) 圧縮機稼働時、圧縮機1は冷房能力に比べ能
力過剰となつているが、圧縮機停止時には蒸発
器5での液冷媒不足による過熱域増加のための
冷房能力低下があり、全体として無駄な労力を
消費していることになる。
(1) When the compressor is in operation, the compressor 1 has excess capacity compared to the cooling capacity, but when the compressor is stopped, the cooling capacity decreases due to an increase in the superheat region due to a lack of liquid refrigerant in the evaporator 5, and the overall cooling capacity decreases. This results in wasted effort.

(2) 圧縮機1の断続運転により蒸発器吐出空気温
度が著しく変動し、冷房感が悪化する。
(2) Due to the intermittent operation of the compressor 1, the temperature of the evaporator discharge air fluctuates significantly, which worsens the feeling of cooling.

(3) クラツチ7が断続する時、クラツチまたは摩
擦面に働くトルクの変動が大きく、クラツチの
耐久性を劣化することになる。
(3) When the clutch 7 is disengaged, the torque acting on the clutch or friction surface fluctuates greatly, which deteriorates the durability of the clutch.

(4) クラツチ7が接続する時、自動車走行用エン
ジンに比較的大きなトルクが加わるため、乗員
にシヨツクを与え走行フイーリングを悪化させ
る。
(4) When the clutch 7 is engaged, a relatively large torque is applied to the engine for driving the vehicle, giving a shock to the occupants and deteriorating the driving feeling.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は、上記点に鑑み、圧縮機として吐出容
量を変化させる容量可変部材を内蔵する可変容量
型のものを用い、この容量可変部材を制御する制
御信号を出力し、圧縮機の能力自身を制御するこ
とにより、圧縮機の消費動力を著しく低減できる
と共に、蒸発器本体の氷結等による冷房能力の低
下を防止できるようにすることを目的とする。し
かも本発明は圧縮機の断続使用による空気温度の
変動をなくして冷房感を向上させ、更にクラツチ
等の耐久性をも向上させることができるようにす
ることを目的とする。
In view of the above points, the present invention uses a variable capacity type compressor that incorporates a variable capacity member that changes the discharge capacity, outputs a control signal to control the variable capacity member, and adjusts the capacity of the compressor itself. The purpose of this control is to significantly reduce the power consumption of the compressor and to prevent a decrease in cooling capacity due to freezing of the evaporator body, etc. Moreover, it is an object of the present invention to eliminate fluctuations in air temperature due to intermittent use of the compressor, thereby improving the feeling of cooling, and further improving the durability of the clutch and the like.

特に、本発明は蒸発器の入口側空気温度が高い
時には蒸発器直後の空気温度が低下するように圧
縮機の容量制御を補正して、蒸発器が氷結しない
領域で高冷房能力を発揮させるようにすることを
目的とする。
In particular, the present invention corrects the capacity control of the compressor so that when the air temperature on the inlet side of the evaporator is high, the air temperature immediately after the evaporator decreases, so that the evaporator exhibits high cooling capacity in a region where it does not freeze. The purpose is to

併せて、本発明は実際の圧縮機の容量もフイー
ドバツクし、この圧縮機の容量変化に基づいても
蒸発器の表面温度を可変とすべく補正を行い、そ
れによつても蒸発器が氷結しない領域で高冷房能
力が発揮できるようにすることを目的とする。
In addition, the present invention feeds back the actual capacity of the compressor and makes corrections to make the surface temperature of the evaporator variable based on changes in the capacity of the compressor. The purpose is to enable high cooling capacity to be demonstrated.

〔構成〕〔composition〕

上記目的を達成するため、本発明では蒸発器の
直後の空気温度または蒸発器表面温度を検知する
第1の検知手段と、蒸発器の入口側空気温度を感
知する第2の温度感知手段と、圧縮機の容量可変
部材の動作位置を検出する位置検出手段との信号
に基づいて、制御手段が圧縮機の可変容量部材を
制御する駆動信号を駆動装置に出力するように構
成する。特に、制御手段は第1の温度感知手段に
て感知された第1の検出温度信号、第2の温度感
知手段にて感知された第2の検出温度信号および
位置検出手段にて検出された動作位置信号とを相
互に関連付けて制御するようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention includes a first sensing means for sensing the air temperature immediately after the evaporator or the evaporator surface temperature, a second temperature sensing means for sensing the air temperature on the inlet side of the evaporator, The control means is configured to output a drive signal for controlling the variable capacity member of the compressor to the drive device based on a signal from the position detection means for detecting the operating position of the variable capacity member of the compressor. In particular, the control means controls the first temperature signal sensed by the first temperature sensing means, the second sensed temperature signal sensed by the second temperature sensing means, and the operation detected by the position sensing means. The control is performed by correlating the position signals with each other.

すなわち、制御手段は第1の検出温度信号と、
第2の検出温度信号と動作位置信号とを入力する
と共に、これらの信号を合成し、この合成値に基
づき蒸発器の氷結防止用に設定した制御信号を定
めるようにする。
That is, the control means receives the first detected temperature signal;
The second detected temperature signal and the operating position signal are input, these signals are combined, and a control signal set for preventing freezing of the evaporator is determined based on this combined value.

〔作用〕[Effect]

上記構成を採用したことにより、本願発明で
は、蒸発器の吸入側の温度と出口側の温度とを相
互に関係付けて蒸発器氷結防止用の温度設定を極
めて良好なものに保持することができる。上述の
如く蒸発器直後の空気温度が同一であつても、蒸
発器の入口側空気温度が高いとその入口側空気温
度が低い場合に比べて平均的にみて蒸発器の表面
温度が高くなるので、本願発明では、この特性を
巧みに利用することができる。
By adopting the above configuration, the present invention can maintain an extremely good temperature setting for preventing freezing of the evaporator by correlating the temperature on the suction side and the temperature on the outlet side of the evaporator. . As mentioned above, even if the air temperature immediately after the evaporator is the same, if the air temperature on the inlet side of the evaporator is high, the surface temperature of the evaporator will be higher on average than when the air temperature on the inlet side is low. In the present invention, this characteristic can be skillfully utilized.

すなわち、蒸発器入口側空気温度が高く平均的
にみて蒸発器の表面温度が高くなつている時に
は、蒸発器直後の空気温度が多少低くなつても蒸
発器が氷結しにくいことになる。本願発明は、こ
の点に鑑みて蒸発器の入口側空気温度が高い時に
は、蒸発器直後の空気温度が低下するように圧縮
機の容量を制御して、蒸発器が氷結しない領域で
高冷媒能力を発揮できるようにする。
That is, when the air temperature on the evaporator inlet side is high and the surface temperature of the evaporator is high on average, the evaporator is less likely to freeze even if the air temperature immediately after the evaporator becomes somewhat low. In view of this, the present invention controls the capacity of the compressor so that when the air temperature on the inlet side of the evaporator is high, the air temperature immediately after the evaporator is lowered, and the refrigerant capacity is high in a region where the evaporator does not freeze. To be able to demonstrate.

さらに本願発明では、蒸発器の出口側温度およ
び入口側温度に基づき圧縮機の容量を可変した際
であつても、この圧縮機の容量可変信号も合成し
た値で蒸発器の氷結防止用の設定値を制御するた
め、圧縮機の容量可変部材のハンチングを未然に
防ぐことができる。また同時に蒸発器温度制御の
オーバーシユート、アンダーシユートも小さくす
ることができる。
Furthermore, in the present invention, even when the capacity of the compressor is varied based on the outlet side temperature and inlet side temperature of the evaporator, the setting for preventing icing of the evaporator is performed using the combined value of the variable capacity signal of the compressor. Since the value is controlled, hunting of the variable capacity member of the compressor can be prevented. At the same time, overshoot and undershoot in evaporator temperature control can also be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明す
る。
The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.

本発明装置における冷凍サイクルは第1図と同
じでよいので、詳細説明は省略する。第4図は本
発明装置の制御システムの全体を概略的に示すも
ので、11は自動車用空調装置の樹脂製通風ケー
シングで、その内部には冷凍サイクルの一部を構
成する蒸発器5やモータ駆動の送風機8が設けら
れている。通風ケーシング11の一端側は図示し
ない内外気切替箱を介して内気吸入口および外気
吸入口に連通し、他端側は図示しないヒータユニ
ツトを介して車室内への吹出口(冷房用上方吹出
口、暖房用下方吹出口等)に連通している。前記
蒸発気5の出口側冷媒回路には圧縮機12が接続
されており、この圧縮機12は電磁クラツチ13
を介して自動車エンジンにより駆動される。更
に、この圧縮機12は後記するように吐出容量を
可変する容量可変部材を内蔵する可変容量型とし
て構成してある。
Since the refrigeration cycle in the apparatus of the present invention may be the same as that shown in FIG. 1, detailed explanation will be omitted. FIG. 4 schematically shows the entire control system of the device of the present invention. Reference numeral 11 is a resin ventilation casing of an automobile air conditioner. A driving blower 8 is provided. One end of the ventilation casing 11 communicates with an inside air inlet and an outside air inlet through an outside/outside air switching box (not shown), and the other end communicates with an air outlet (an upper cooling air outlet) into the vehicle interior through a heater unit (not shown). , lower air outlet for heating, etc.). A compressor 12 is connected to the refrigerant circuit on the outlet side of the evaporated air 5, and this compressor 12 is connected to an electromagnetic clutch 13.
It is driven by an automobile engine via. Further, the compressor 12 is configured as a variable capacity type having a built-in capacity variable member for varying the discharge capacity, as will be described later.

14は蒸発器5直後の空気温度を感知するため
のサーミスタからなる温度感知器で、蒸発器5の
熱交換フインと接するようにして蒸発器5に保持
されている。23は蒸発器5の入口側空気温度を
感知するためのサーミスタからなる温度感知器
で、蒸発器5へ向かう空気流れの途中に配設され
ている。24は前記圧縮機12に内蔵される容量
可変部材の位置を検出する位置検出装置で、容量
可変部材の動きに連動するポテンシヨメータより
なる。25は圧縮機12を駆動する自動車エンジ
ンの回転数を検出する回転検出器で、その入力端
子25aにはエンジン回転数に対応した周波数の
パルス信号例えば点火コイル一次側回路のパルス
信号が印加されるようになつている。
A temperature sensor 14 is a thermistor for sensing the air temperature immediately after the evaporator 5, and is held in the evaporator 5 so as to be in contact with the heat exchange fins of the evaporator 5. A temperature sensor 23 is a thermistor for sensing the air temperature on the inlet side of the evaporator 5, and is disposed in the middle of the air flow toward the evaporator 5. Reference numeral 24 denotes a position detection device for detecting the position of the variable capacity member built into the compressor 12, and is composed of a potentiometer that is linked to the movement of the variable capacity member. A rotation detector 25 detects the rotation speed of the automobile engine that drives the compressor 12, and a pulse signal of a frequency corresponding to the engine rotation speed, for example, a pulse signal of the ignition coil primary circuit, is applied to its input terminal 25a. It's becoming like that.

15は蒸発器直後の空気温度の制御値を決める
設定抵抗である。又、16は制御手段で、上記各
素子14,15,23,24,25の信号が入力
されるようになつている。すなわち、上記素子1
4,23,24を直接接続し、この直列回路と設
定抵抗15との接続点Aに回転検出器25の出力
を加え、この接続点Aの電位が制御手段16の電
気回路に入力されるようになつている。
15 is a setting resistor that determines the control value of the air temperature immediately after the evaporator. Further, 16 is a control means to which signals of the respective elements 14, 15, 23, 24, and 25 are inputted. That is, the above element 1
4, 23, and 24 are directly connected, and the output of the rotation detector 25 is added to the connection point A between this series circuit and the setting resistor 15, so that the potential at this connection point A is input to the electric circuit of the control means 16. It's getting old.

17は前記圧縮機12内の容量可変部材を駆動
するためのサーボモータで、制御回路16の出力
によつて制御される。18はサーボモータ15の
駆動トルクを圧縮機12の容量可変部材に伝える
ためのウオームギヤである。19は圧縮機12の
運転を断続するためのリレー接点で、電磁クラツ
チ13の通電を断続するものである。20は制御
回路で、エンジン回転数、外気温等を感知し、こ
れらの低下によつてリレー接点19を開にするも
のである。21は空調装置の作動スイツチ、22
は車載の電源バツテリである。
Reference numeral 17 denotes a servo motor for driving the variable capacity member within the compressor 12, which is controlled by the output of the control circuit 16. 18 is a worm gear for transmitting the driving torque of the servo motor 15 to the variable capacity member of the compressor 12. Reference numeral 19 denotes a relay contact for on/off operation of the compressor 12, which is used to turn off/on energization of the electromagnetic clutch 13. Reference numeral 20 denotes a control circuit that senses the engine speed, outside temperature, etc., and opens the relay contact 19 when these decrease. 21 is an operation switch for the air conditioner, 22
is the in-vehicle power battery.

第5図は制御手段16の具体的一例を示すもの
で、設定抵抗15と前記直列回路との接続点Aの
電位を入力とする2つの比較器161,162を
有しており、第1の比較器161の基準電位V1
の方が第2の比較器162の基準電位V2より高
くしてある。この基準電位V1とV2の差は可変抵
抗163により自由に調整できる。第1の比較器
161の出力161aによつてトランジスタ16
4a,164bがオンオフされ、第2の比較器1
62の出力162aによつてトランジスタ165
がオンオフされる。166〜171はサーボモー
タ17駆動用のトランジスタである。
FIG. 5 shows a specific example of the control means 16, which has two comparators 161 and 162 that receive the potential at the connection point A between the setting resistor 15 and the series circuit, and a first Reference potential V 1 of comparator 161
is set higher than the reference potential V 2 of the second comparator 162. The difference between the reference potentials V 1 and V 2 can be freely adjusted using the variable resistor 163. The output 161a of the first comparator 161 causes the transistor 16
4a and 164b are turned on and off, and the second comparator 1
Transistor 165 by output 162a of 62
is turned on and off. 166 to 171 are transistors for driving the servo motor 17.

回転検出器25には周波数−電圧(F−V)変
換回路25bが備えられており、その出力電圧は
第6a図に示すようにエンジン回転数の上昇に伴
つて低下するように構成されている。この周波数
−電圧変換回路25bの出力電圧は演算増幅器2
5cとトランジスタ25bと抵抗25eとダイオ
ード25fとからなる電圧−電流変換回路によつ
てトランジスタ25dのコレクタ電流の大きさに
変換される。すなわち、演算増幅器25cは前記
回路25bの出力電圧とトランジスタ25dのエ
ミツタ電位とが等しくなるように作用するので、
トランジスタ25dのコレクタ電流はエンジン回
転数が低い程大きく、エンジン回転数の上昇に伴
つて減少するようになつている。
The rotation detector 25 is equipped with a frequency-voltage (F-V) conversion circuit 25b, and its output voltage is configured to decrease as the engine speed increases, as shown in FIG. 6a. . The output voltage of this frequency-voltage conversion circuit 25b is
5c, a transistor 25b, a resistor 25e, and a diode 25f. That is, since the operational amplifier 25c acts so that the output voltage of the circuit 25b and the emitter potential of the transistor 25d become equal,
The collector current of the transistor 25d increases as the engine speed decreases, and decreases as the engine speed increases.

第6図bは制御手段16の作動特性を示すもの
で、制御手段16は、温度感知器14のサーミス
タ抵抗値R14と温度感知器23のサーミスタ抵抗
値R22と位置検出装置24のポテンシヨメータ抵
抗値R24の直列総抵抗Rs設定抵抗15の抵抗値
R15とバランスするようにサーボモータ17の回
転を制御するものであり、回転検出器25の出力
はエンジン回転数の変動による圧縮機容量の変化
を補正するものである。
FIG. 6b shows the operating characteristics of the control means 16, which controls the thermistor resistance value R14 of the temperature sensor 14, the thermistor resistance value R22 of the temperature sensor 23, and the potentiometer of the position detection device 24. Meter resistance value R Total series resistance of 24 Rs Resistance value of setting resistor 15
The rotation of the servo motor 17 is controlled to be balanced with R15 , and the output of the rotation detector 25 is used to correct changes in compressor capacity due to fluctuations in engine speed.

ここで、説明の便宜上、回転検出器25の出力
による補正量が一定と仮定して説明すると、第1
の比較器161は電位VAが基準電位V1を越える
と、その出力161aが“Lo”レベルより“Hi”
レベルとなり、逆に電位VAが基準電位V1より一
定値VCだけ小さくなると、その出力161aが
“Hi”レベルより“Lo”レベルに復帰する。ここ
で、上記一定値VCで示されるヒステリシス特性
は、第1の比較器161に接続された帰還抵抗の
抵抗値で設定される。
Here, for convenience of explanation, the explanation will be made assuming that the amount of correction by the output of the rotation detector 25 is constant.
When the potential V A exceeds the reference potential V 1 , the output 161a of the comparator 161 changes from the "Lo" level to the "Hi" level.
conversely, when the potential V A becomes smaller than the reference potential V 1 by a constant value V C , the output 161a returns from the "Hi" level to the "Lo" level. Here, the hysteresis characteristic indicated by the constant value V C is set by the resistance value of the feedback resistor connected to the first comparator 161.

第2の比較器162は電位VAが基準電位V2
越えると、その出力162aが“Lo”レベルよ
り“Hi”レベルとなり、逆に電位VAが基準電位
V2より一定値VCだけ小さくなると、その出力a
が“Hi”レベルより“Lo”レベルに復帰する。
ここで、上記一定値VCで示されるヒステリシス
特性は、第2の比較器162に接続された帰還抵
抗の抵抗値で設定される。また、基準電位V2
RSとR15が所定の抵抗値において等しくなつたと
き(RS=R15=所定の抵抗値)の電位VAと等しく
設定されている。
When the potential V A of the second comparator 162 exceeds the reference potential V 2 , its output 162a changes from the "Lo" level to the "Hi" level, and conversely, the potential V A becomes the reference potential V2.
When the output a becomes smaller than V 2 by a certain value V C
returns to the “Lo” level from the “Hi” level.
Here, the hysteresis characteristic indicated by the constant value V C is set by the resistance value of the feedback resistor connected to the second comparator 162. Also, the reference potential V 2 is
It is set equal to the potential V A when R S and R 15 become equal at a predetermined resistance value (R S =R 15 =predetermined resistance value).

次に、本発明における可変容量型圧縮機12の
構成、作動について詳述する。
Next, the configuration and operation of the variable displacement compressor 12 according to the present invention will be described in detail.

第7図ないし第9図において、101はシヤフ
トであり、その左端側は第4図図示の電磁クラツ
チ13および図示しないVベルトを介して駆動源
をなす自動車用エンジンに連結し、エンジンの駆
動力により回転するものである。102はシヤフ
ト101にキー止めにより固定され、シヤフト1
01と一体に回転する斜板であり、この斜板10
2の回転はシユー103を介してピストン104
を往復運動させる。105,106はハウジング
で、前記ピストン104の往復運動を支持するシ
リンダ部107を有しており、前後に2分割され
てアルミニウム等でダイカスト成形されている。
In FIGS. 7 to 9, 101 is a shaft, the left end of which is connected to an automobile engine serving as a drive source via an electromagnetic clutch 13 shown in FIG. It is rotated by 102 is fixed to the shaft 101 with a key, and the shaft 1
This is a swash plate that rotates together with the swash plate 10.
The rotation of No. 2 is caused by the piston 104 via the shoe 103.
make a reciprocating motion. Housings 105 and 106 have a cylinder portion 107 that supports the reciprocating motion of the piston 104, and are divided into two parts, front and rear, and die-cast from aluminum or the like.

108はこのハウジング105,106内に形
成された吸入通路室である。そして、第8図から
第9図に示すようにシリンダ部107は5ケ所1
07a,107b,107c,107d,107
e形成されており、最下方のシリンダ部107c
と107d間のみ88゜の角度で間隔が設けてあり、
他のシリンダ部間の間隔はいずれも68゜となるよ
うになつている。また、吸入通路室108は第9
図に示すように各シリンダ部107間に形成され
ており、この吸入通路室108はすべて図示しな
い1つの冷媒導入口に接続され、この導入口を経
てエバポレータ5の出口側冷媒回路に連通してい
る。
108 is a suction passage chamber formed within the housings 105 and 106. As shown in FIGS. 8 to 9, the cylinder portion 107 is located at five locations 1
07a, 107b, 107c, 107d, 107
e is formed, and the lowermost cylinder portion 107c
There is a gap of 88° only between and 107d,
The spacing between the other cylinder parts is 68°. Further, the suction passage chamber 108 is located in the ninth
As shown in the figure, it is formed between each cylinder part 107, and all of these suction passage chambers 108 are connected to one refrigerant inlet (not shown), and communicate with the refrigerant circuit on the outlet side of the evaporator 5 through this inlet. There is.

109,110はサイドハウジングで、前記ハ
ウジング105,106の外側にバルブプレート
111,113を挟んで配設されており、このサ
イドハウジング109,110のうち、前記吸入
通路室108にバルブプレート111,112の
吸入側連通穴(図示せず)を介して直接連通する
部分には吸入室113が形成されており、さらに
このサイドハウジング109,110のうち、吸
入室113の内周で前記ピストン104と対向す
る位置には吐出室114が形成されている。この
吐出室114はバルブプレート111,112の
図示しない吐出側連通穴を経てハウジング10
5,106の吐出通路室114a(第9図)に通
じている。
Reference numerals 109 and 110 denote side housings, which are disposed outside the housings 105 and 106 with valve plates 111 and 113 in between. A suction chamber 113 is formed in a portion of the side housings 109 and 110 that directly communicate with each other through a suction side communication hole (not shown), and a portion of the side housings 109 and 110 that faces the piston 104 on the inner periphery of the suction chamber 113 is formed. A discharge chamber 114 is formed at the position. This discharge chamber 114 is connected to the housing 10 through the discharge side communication holes (not shown) of the valve plates 111 and 112.
It communicates with the discharge passage chamber 114a (FIG. 9) of No. 5,106.

115,116はバルブプレート111,11
2とハウジング105,106との間に介在する
弾性金属例えばばね鋼製の円板状弾性金属板で、
この弾性金属板115,116のピストン104
と対向する位置には図示しないU字形の切欠きを
設けて吸入弁が形成してある。なお、ハウジング
105,106、サイドハウジング109,11
0及びバルブプレート111,112は通しボル
ト117によつて一体に連結されており、通しボ
ルト117は組付けを容易とするためハウジング
105,106内では吸入通路室108内を通る
ようになつている。
115, 116 are valve plates 111, 11
2 and the housings 105, 106; a disk-shaped elastic metal plate made of an elastic metal, for example, spring steel;
Piston 104 of this elastic metal plate 115, 116
A suction valve is formed by providing a U-shaped notch (not shown) at a position facing the intake valve. In addition, housings 105, 106, side housings 109, 11
0 and the valve plates 111, 112 are integrally connected by a through bolt 117, and the through bolt 117 passes through the suction passage chamber 108 in the housings 105, 106 to facilitate assembly. .

118,119は通常のニードルベアリングを
用いたラジアルベアリングであり、ハウジング1
05,106にアウターレースを固定されてシヤ
フト101を回転自在に保持するものである。1
20,121はスライドベアリングであり、ハウ
ジング105,106の中心部と斜板102との
間に位置して、斜板102のスラスト方向(軸方
向)にかかる力つまり斜板102がピストン10
4を往復運動させるとき受ける反力を支持するも
のである。
118 and 119 are radial bearings using normal needle bearings, and housing 1
An outer race is fixed to 05 and 106 to rotatably hold the shaft 101. 1
Reference numerals 20 and 121 denote slide bearings, which are located between the center portions of the housings 105 and 106 and the swash plate 102, so that the force applied in the thrust direction (axial direction) of the swash plate 102, that is, the swash plate 102
This supports the reaction force received when reciprocating 4.

122はシヤフトシールで、サイドハンジング
109,110のうち駆動源側(換言すれば電磁
クラツチ13側)に位置するサイドハウジング1
09とシヤフト101との間に位置して、圧縮機
内部の冷媒ガスおよび潤滑油が外部へ漏れないよ
う気密を保持するものである。
Reference numeral 122 denotes a shaft seal, which is attached to the side housing 1 located on the drive source side (in other words, on the electromagnetic clutch 13 side) among the side housings 109 and 110.
09 and the shaft 101 to maintain airtightness so that the refrigerant gas and lubricating oil inside the compressor do not leak to the outside.

123はサーボモータ17の保持具で、後側の
サイドハウジング110にビス124にて固定さ
れている。サードモータ17のウオームギヤ18
は第8図に示すようにウオームギヤ125によつ
て作動軸126に連結されている。この作動軸1
26は最下方のシリンダ部107c,10d間の
スペースを利用し、後側のバルブプレート112
から前側のバルブプレート111に至る間に配設
されており、かつ作動軸126のバルブプレート
111,112に隣接する部位には、それぞれ平
歯車127,128が取り付けられている。
Reference numeral 123 denotes a holder for the servo motor 17, which is fixed to the rear side housing 110 with screws 124. Worm gear 18 of third motor 17
is connected to an operating shaft 126 by a worm gear 125, as shown in FIG. This operating shaft 1
26 utilizes the space between the lowermost cylinder parts 107c and 10d to attach the rear valve plate 112.
Spur gears 127 and 128 are disposed between the valve plate 111 and the valve plate 111 on the front side, and are attached to portions of the operating shaft 126 adjacent to the valve plates 111 and 112, respectively.

129,130は環状をした可変リングで、容
量可変部材をなすものであり、この可変リング1
29,130はハウジング105,106のう
ち、シリンダ部107の外周に設けた円筒状空間
内に圧縮機駆動シヤフト101と同心状となるべ
く配設されている。この可変リング129,13
0には作動軸126の回転力が平歯車127,1
28及び可変リング129,130内周部に設け
られた歯129a,130aを介して伝えられ回
動するようになつている。
Reference numerals 129 and 130 are annular variable rings that constitute variable capacity members, and this variable ring 1
29 and 130 are disposed in the cylindrical space provided on the outer periphery of the cylinder portion 107 in the housings 105 and 106 so as to be concentric with the compressor drive shaft 101. This variable ring 129, 13
At zero, the rotational force of the operating shaft 126 is applied to the spur gears 127, 1
28 and variable rings 129, 130 through teeth 129a, 130a provided on the inner periphery.

そして、各シリンダ部107の壁面には可変リ
ング129,130に最も近い位置に各2ケ所づ
つバイパス孔131a,131bが設けられてお
り、このバイパス孔131a,131bは可変リ
ング129,130の内周面に円周方向に設けら
れたバイパス溝132a,132b、可変リング
129,130内にシヤフト101と平行に配設
されたバイパス溝133、及び可変リング12
9,130の内周面のうち、圧縮機中央側に全周
にわたつて設けられたバイパス溝134を介し
て、ハウジング105,106にあけられたバイ
パスポート135へ連通するようになつており、
更にこのバイパスポート135はハウジング10
5,106に設けられた吸入通路室108に導通
させるべく形成されている。
Two bypass holes 131a and 131b are provided in the wall surface of each cylinder portion 107 at positions closest to the variable rings 129 and 130, and these bypass holes 131a and 131b are located on the inner periphery of the variable rings 129 and 130. Bypass grooves 132a and 132b provided in the circumferential direction on the surface, bypass grooves 133 arranged in parallel to the shaft 101 in the variable rings 129 and 130, and the variable ring 12
The inner peripheral surfaces of the compressors 9 and 130 communicate with a bypass port 135 formed in the housings 105 and 106 through a bypass groove 134 provided all around the center side of the compressor.
Furthermore, this bypass port 135 is connected to the housing 10.
5, 106 is formed so as to be electrically connected to the suction passage chamber 108 provided in the suction passage chamber 106.

本実施例においては、シリンダ107壁面にあ
げられたバイパス孔131a,131bはそれぞ
れシリンダ容積を3等分する位置に配設されてお
り、圧縮機中央部側のポート131bのみ、ある
いは両方のポート131a,131bが可変リン
グ129,130の回転角に対応してバイパス溝
132a,132bに対向するような配置になつ
ている(第10,11図参照)。
In this embodiment, the bypass holes 131a and 131b raised in the wall surface of the cylinder 107 are arranged at positions that divide the cylinder volume into three equal parts, and either only the port 131b on the center side of the compressor, or both the ports 131a , 131b are arranged to face the bypass grooves 132a, 132b in accordance with the rotation angle of the variable rings 129, 130 (see FIGS. 10 and 11).

さらにバイパス溝132a,132bは5つの
シリンダ107a,107b,107c,107
d,107eにそれぞれ対応して配設されている
が、第12図に示すごとく可変リング129,1
30の円周方向にそれぞれ異なつた長さで設けら
れており、可変リング120,130の回転角に
応じ、吸入通路室108と導通するシリンダ10
7の数が異なるよう工夫されている。
Further, the bypass grooves 132a, 132b are connected to the five cylinders 107a, 107b, 107c, 107.
d and 107e, respectively, as shown in FIG.
The cylinders 10 are provided with different lengths in the circumferential direction of the cylinders 30 and communicate with the suction passage chamber 108 according to the rotation angle of the variable rings 120 and 130.
It has been devised so that the number of 7s is different.

すなわち、本実施例の場合、回転角が0゜の場
合、全てのバイパス孔131a,131b(計20
個)が可変リング129,130のバイパス溝1
33に直列対向するように位置し、このバイパス
溝133、バイパス溝134及びハウジング10
5,106のバイパスポート135を介して吸入
通路108に導通しており、正味の圧縮仕事をす
るシリンダ容積は最小となつている。
That is, in the case of this embodiment, when the rotation angle is 0°, all the bypass holes 131a and 131b (total 20
) is the bypass groove 1 of the variable rings 129, 130.
33, and the bypass groove 133, bypass groove 134 and housing 10
It is connected to the suction passage 108 through 5,106 bypass ports 135, and the cylinder volume that performs the net compression work is minimized.

そして、回転角が4゜の場合にはシリンダ107
eに設けられたバイパス孔131aのみが、バイ
パス溝132aと導通しておらず、残りのバイパ
ス孔131a,131bはいずれも吸入通路室1
08と導通している。以後、回転角が8゜、12゜、
…、と4゜づつ増えていくに従い、吸入通路室10
8と導通しないバイパス孔が1個づつ増加してい
き、回転角が36゜の時には、シリンダ107aに
設けられたバイパス孔131bのみがバイパス溝
132bを介して吸入通路室108と導通し、他
は導通していない状態となり、回転角が40゜にな
つたとき全てのバイパス孔131a,131bが
閉塞され、圧縮機仕事のためのシリンダ容積は最
大となる。この可変リング129,130の回転
角と正味の圧縮仕事をするシリンダ容積との関係
を示すと第13図のようになり、最大容量Vmax
と1/3Vmaxとの間でシリンダ容積を10段階に
わたつて微細に制御できる。
When the rotation angle is 4 degrees, the cylinder 107
Only the bypass hole 131a provided in e is not in communication with the bypass groove 132a, and the remaining bypass holes 131a and 131b are both connected to the suction passage chamber 1.
It is electrically connected to 08. After that, the rotation angle is 8°, 12°,
..., as the temperature increases by 4 degrees, the suction passage chamber 10
When the rotation angle is 36 degrees, only the bypass hole 131b provided in the cylinder 107a is connected to the suction passage chamber 108 through the bypass groove 132b, and the others are not connected to the suction passage chamber 108. When there is no conduction and the rotation angle reaches 40 degrees, all bypass holes 131a and 131b are closed, and the cylinder volume for compressor work becomes maximum. The relationship between the rotation angle of the variable rings 129 and 130 and the cylinder volume that does the net compression work is shown in Figure 13, and the maximum capacity Vmax
The cylinder volume can be finely controlled in 10 steps between 1/3Vmax and 1/3Vmax.

なお、上記可変リング129,130の回転位
置は位置検出装置24のポテンシヨメータによつ
て電気信号として検出できるようになつている。
即ち、作動軸126の端面に形成されたウオーム
ギヤ125が位置検出装置24の作動歯車241
と歯合するようになつており、作動軸126(ウ
オームギヤ125)の回動に応じて位置検出装置
24のポテンシヨメータ抵抗値が可変して、その
結果可変リング129,130の位置に応じて定
まる電気信号が出力されるようになつている。
Note that the rotational positions of the variable rings 129 and 130 can be detected as electrical signals by potentiometers of the position detection device 24.
That is, the worm gear 125 formed on the end surface of the operating shaft 126 is connected to the operating gear 241 of the position detection device 24.
The resistance value of the potentiometer of the position detection device 24 is varied according to the rotation of the operating shaft 126 (worm gear 125), and as a result, the resistance value of the potentiometer of the position detection device 24 is varied according to the position of the variable rings 129, 130. A fixed electrical signal is output.

位置検出装置24は、その端面に形成されたス
テー242を介してサイドハウジング110にビ
ス243により固定されている。なお、サイドハ
ウジング110のうち、位置検出装置24が保持
される部位および前述のサーボモータ17が保持
される部位には収納用の溝を形成することによ
り、サーボモータ17、位置検出装置24等の保
持をより確実にすると共に、サイドハウジング1
10の面よりサーボモータ17等があまり飛び出
ないようにしてある。また、サーボモータ17、
ウオーム歯車18,125、位置検出装置24等
は防塵のため図示しないカバーで覆われている。
The position detection device 24 is fixed to the side housing 110 with screws 243 via a stay 242 formed on an end surface thereof. Note that storage grooves are formed in the side housing 110 at the portion where the position detection device 24 is held and the portion where the servo motor 17 described above is held, so that the servo motor 17, the position detection device 24, etc. In addition to ensuring more secure retention, side housing 1
The servo motor 17 and the like are made not to protrude too much from the surface of 10. In addition, the servo motor 17,
The worm gears 18, 125, position detection device 24, etc. are covered with a cover (not shown) to prevent dust.

次に、上記斜板式圧縮機12部のみの作用を説
明する。
Next, the operation of only the 12 parts of the swash plate compressor will be explained.

電磁クラツチ13が接続され、シヤフト101
および斜板102が回転し始めると、蒸発器5で
気化された冷媒ガスはハウジング105,106
に設けられた図示しない導入口より吸入通路室1
08へ導入され、バルブプレート111,112
の吸入側連通穴(図示せず)を通つて前後のサイ
ドハウジング109,110の吸入室113へ流
入する。そして、斜板102の回転に伴いシリン
ダ部107内を往復運動するピストン104が吸
入行程となつたとき、冷媒ガスはバルブプレート
111,112中の吸入口より弾性金属板11
5,116に形成された吸入弁を経てシリンダ部
107内へ吸い込まれる。次に、ピストン104
が圧縮行程に移ると、前記吸入弁によつて吸入口
がとじられ、シリンダ部107内の冷媒ガスは、
ピストン104により圧縮され、バルブプレート
111,112の吐出口および吐出弁(図示せ
ず)を経てサイドハウジング109,110内の
吐出室114へ吐出され、再びバルブプレート1
11,112の図示しない吐出側連通穴よりハウ
ジング105,106内の吐出通路室114aへ
流入し、その後ピストン104の圧縮行程で高
温・高圧になつた冷媒ガスはハウジング105,
106の図示しない吐出口より凝縮器2へ送られ
る。
The electromagnetic clutch 13 is connected and the shaft 101
When the swash plate 102 starts to rotate, the refrigerant gas vaporized in the evaporator 5 is transferred to the housings 105 and 106.
Suction passage chamber 1 is introduced from an inlet (not shown) provided in
08, valve plates 111, 112
It flows into the suction chamber 113 of the front and rear side housings 109, 110 through the suction side communication hole (not shown). When the piston 104, which reciprocates within the cylinder portion 107 as the swash plate 102 rotates, enters the suction stroke, the refrigerant gas is supplied to the elastic metal plate 11 from the suction ports in the valve plates 111 and 112.
5, 116 into the cylinder portion 107. Next, the piston 104
When the gas enters the compression stroke, the suction port is closed by the suction valve, and the refrigerant gas in the cylinder portion 107 is
It is compressed by the piston 104 and discharged into the discharge chamber 114 in the side housings 109, 110 through the discharge ports and discharge valves (not shown) of the valve plates 111, 112, and then the valve plate 1 is discharged again.
The refrigerant gas flows into the discharge passage chamber 114a in the housings 105, 106 from the unillustrated discharge side communication holes 11, 112, and then becomes high temperature and high pressure in the compression stroke of the piston 104.
It is sent to the condenser 2 from a discharge port 106 (not shown).

上記作動時において、シヤフト101の回転数
はエンジンの回転数に応じて可変されることにな
るため、圧縮機12としての吐出能力もエンジン
の回転数によつて増減し、エンジンの高回転時等
には冷凍サイクルの運転状態より要求される能力
に比して圧縮機20の吐出能力の方が異常に大き
くなつてしまうという事態も起こりうる。しかし
ながら、本発明の圧縮機12ではこのように吐出
能力が過大となる状態ではシリンダ107の吐出
容量を減少させて吐出能力の低減が図れるように
なつている。
During the above operation, the rotational speed of the shaft 101 is varied according to the engine rotational speed, so the discharge capacity of the compressor 12 also increases or decreases depending on the engine rotational speed, and when the engine is at high rotational speed, etc. In this case, a situation may occur in which the discharge capacity of the compressor 20 becomes abnormally larger than the capacity required by the operating state of the refrigeration cycle. However, in the compressor 12 of the present invention, in such a state where the discharge capacity becomes excessive, the discharge capacity of the cylinder 107 is reduced to reduce the discharge capacity.

そこで、この圧縮機12の容量制御機構の作動
を以下説明する。
Therefore, the operation of the capacity control mechanism of the compressor 12 will be explained below.

蒸発器直後の空気温度は感知器14によつて感
知され、また蒸発器入口側の空気温度は感知器2
3によつて感知されるが、蒸発器5の吸入空気温
度が上昇して冷房負荷が増大すると、両感知器1
4,23の感知温度が上昇して両感知器14,2
3のサーミスタ抵抗値R14,R23が減少する。そ
の結果前述の直列総抵抗Rs(=R14+R23+R24
が設定抵抗15の抵抗値R15より減少し、第6図
bにおいてVAが(V2−VC)より小さくなると
(VA<V2+VC)、第2の比較器162の出力16
2aが“Hi”レベルより“Lo”レベルに反転し、
トランジスタ165がオフするので、トランジス
タ168,169,170がオンする。
The air temperature immediately after the evaporator is sensed by sensor 14, and the air temperature at the evaporator inlet side is sensed by sensor 2.
However, when the intake air temperature of the evaporator 5 rises and the cooling load increases, both sensors 1
The sensing temperature of sensors 4 and 23 rises and both sensors 14 and 2
The thermistor resistance values R 14 and R 23 of No. 3 decrease. As a result, the total series resistance Rs (= R 14 + R 23 + R 24 )
decreases from the resistance value R 15 of the setting resistor 15, and when V A becomes smaller than (V 2 - V C ) in FIG. 6b (V A < V 2 + V C ), the output 16 of the second comparator 162
2a is reversed from “Hi” level to “Lo” level,
Since transistor 165 is turned off, transistors 168, 169, and 170 are turned on.

このとき、第6図bの特性からわかるように第
1の比較器161の出力161aは“Lo”レベ
ルであり、トランジスタ164aがオフし、トラ
ンジスタ164bがオンしていたので、トランジ
スタ166,167,171はオフしている。そ
の結果、サーボモータ17にはトランジスタ17
0のエミツタ・コレクタおよびトランジスタ16
9のコレクタ・エミツタを通して電流が流れる。
従つて、サーボモータ17は正回転し、ウオーム
ギヤ18を介してウオームギヤ125、作動軸1
26、平歯車127,128、および可変リング
129,130が第9図の時計方向に回転する。
その為、第12図で定義された可変リング12
9,130の回転角が増加し、正味シリンダ容積
が増加する。従つて、圧縮機能力が増大し、冷房
負荷に応じた冷房能力が得られることとなる。そ
して、この冷房能力の増加に伴つて、蒸発器直後
の空気温度は次第に低下する。
At this time, as can be seen from the characteristics shown in FIG. 171 is off. As a result, the transistor 17 is connected to the servo motor 17.
0 emitter-collector and transistor 16
Current flows through the collector/emitter of 9.
Therefore, the servo motor 17 rotates in the forward direction, and is connected to the worm gear 125 and the operating shaft 1 via the worm gear 18.
26, spur gears 127, 128, and variable rings 129, 130 rotate clockwise in FIG.
Therefore, the variable ring 12 defined in FIG.
9,130 rotation angle increases and the net cylinder volume increases. Therefore, the compression function increases, and a cooling capacity corresponding to the cooling load is obtained. As the cooling capacity increases, the air temperature immediately after the evaporator gradually decreases.

これにより、感知器14の抵抗値R14が空気温
度低下に伴つて次第に増大する。またこのとき位
置検出装置24も可変リング129,130の回
転と同時に作動し、その抵抗値R24が増大し、電
位VAを上昇させる。その結果、電位VAが基準電
位V2より大きくなると(VA>V2)、第2比較器
162の出力162aが“Hi”レベルとなり、
トランジスタ165がオン状態となるので、トラ
ンジスタ168,169,170がオフする。こ
のとき、第1の比較器161の出力161aはま
だ“Lo”レベルであるので、トランジスタ16
6,167,171はオフ状態を継続している。
従つて、サーボモータ17への通電が断たれ、サ
ーボモータ17が停止し、可変リング129,1
30の位置が保持され、冷房負荷に応じた圧縮機
容量が設定される。
As a result, the resistance value R14 of the sensor 14 gradually increases as the air temperature decreases. At this time, the position detection device 24 also operates simultaneously with the rotation of the variable rings 129, 130, and its resistance value R 24 increases, raising the potential V A. As a result, when the potential V A becomes larger than the reference potential V 2 (V A > V 2 ), the output 162a of the second comparator 162 becomes "Hi" level,
Since transistor 165 is turned on, transistors 168, 169, and 170 are turned off. At this time, since the output 161a of the first comparator 161 is still at "Lo" level, the transistor 16
Nos. 6, 167, and 171 continue to be in the off state.
Therefore, the power to the servo motor 17 is cut off, the servo motor 17 stops, and the variable rings 129,1
The position No. 30 is held, and the compressor capacity is set according to the cooling load.

一方、蒸発器入口空気温度が低下して冷房負荷
が減少した場合には、蒸発器直後の空気温度も低
下して、感知器14,23のサーミスタ抵抗値
R14、R23が共に増大し、それに応じて電位VA
上昇することとなる。そして、電位VAが基準電
位より大きくなると、すなわちVA>V1になると、
第1の比較器161の出力161aが“Lo”レ
ベルより“Hi”レベルとなり、トランジスタ1
64aがオンし、トランジスタ164bがオフす
るので、トランジスタ166,167,171が
オンする。
On the other hand, when the evaporator inlet air temperature decreases and the cooling load decreases, the air temperature immediately after the evaporator also decreases, causing the thermistor resistance of the sensors 14 and 23 to decrease.
Both R 14 and R 23 increase, and the potential V A increases accordingly. Then, when the potential V A becomes larger than the reference potential, that is, when V A > V 1 ,
The output 161a of the first comparator 161 goes from the "Lo" level to the "Hi" level, and the transistor 1
Since transistor 64a is turned on and transistor 164b is turned off, transistors 166, 167, and 171 are turned on.

これにより、サーボモータ17にはトランジス
タ171のエミツタ・コレクタ、トランジスタ1
67のコレクタ・エミツタを通して、前記とは逆
方向の電流が流れ、サーボモータ17が逆回転す
る。この回転はウオームギヤ18を介して、ウオ
ームギヤ125、作動軸126、平歯車127,
128へ伝達され可変リング129,130が第
9図の反時計方向へ回転する。その結果、第12
図の可変リング回転角が減少するので、圧縮機容
量が減少する。
As a result, the servo motor 17 has the emitter and collector of the transistor 171, and the transistor 1.
A current flows in the opposite direction to the above through the collector/emitter 67, causing the servo motor 17 to rotate in the opposite direction. This rotation is caused by the worm gear 125, operating shaft 126, spur gear 127,
128, and the variable rings 129, 130 rotate counterclockwise in FIG. As a result, the 12th
As the variable ring rotation angle in the figure decreases, the compressor capacity decreases.

圧縮機容量の減少に伴い冷房能力が低下し、そ
の結果蒸発器直後の空気温度が上昇することとな
る。その為、感知器14の抵抗内R14が減少す
る。またこのとき位置検出装置24も同時に作動
してその抵抗値R24が減少する。その結果総抵抗
RSが減少し、電位VAも減少する。そして、電位
VAが基準電圧V1より一定値VC減少すると、すな
わちVA<(V1−VC)になると、第1の比較器1
61の出力161aが“Lo”レベルとなり、ト
ランジスタ164aがオフするので、トランジス
タ164bがオンし、トランジスタ166,16
7,171がオフし、サーボモータ17は再び停
止し、可変リング129,130の位置が保持さ
れる。
As the compressor capacity decreases, the cooling capacity decreases, and as a result, the air temperature immediately after the evaporator increases. Therefore, the resistance R14 of the sensor 14 decreases. At this time, the position detection device 24 is also activated and its resistance value R24 decreases. The resulting total resistance
R S decreases, and potential V A also decreases. And the potential
When V A decreases by a certain value V C from the reference voltage V 1 , that is, when V A < (V 1 − V C ), the first comparator 1
Since the output 161a of the transistor 61 becomes "Lo" level and the transistor 164a is turned off, the transistor 164b is turned on and the transistors 166 and 16 are turned on.
7, 171 is turned off, the servo motor 17 stops again, and the positions of the variable rings 129, 130 are maintained.

上記作動において位置検出装置24は可変リン
グ129,130の回転位置を常に検出して、制
御回路16の入力側に負帰還することにより、可
変リング129,130の過剰な回転を未然に阻
止して、サーボモータ17、可変リング129,
130のハンチングを防ぐ。また、これにより蒸
発器温度制御のオーバーシユート、アンダーシユ
ートも僅小にできる。
In the above operation, the position detection device 24 constantly detects the rotational position of the variable rings 129, 130 and provides negative feedback to the input side of the control circuit 16, thereby preventing excessive rotation of the variable rings 129, 130. , servo motor 17, variable ring 129,
Prevents 130 hunting. Moreover, this also makes it possible to minimize overshoot and undershoot in evaporator temperature control.

また、蒸発器直後の空気温度を制御するに当た
つて、蒸発器直後の空気温度以外に冷房負荷を示
す蒸発器入口側の空気温度をも感知しているた
め、冷房負荷の変動に対応して圧縮機12の容量
制御を行なつて、蒸発器温度制御をより一層安定
に適確に行うことができる。特に本例では蒸発器
直後の空気温度に基づく信号と、冷房負荷を示す
蒸発器入口側の空気温度に基づく信号とを直列処
理している為、冷房負荷に応じて蒸発器の表面温
度を変動させつつ温度制御が行われることとな
る。一般に蒸発器入口側の空気温度が高くなる
と、蒸発器表面温度を多少低くしても蒸発器に氷
結が生じにくくなることが知られているので、そ
の場合には蒸発器表面温度を多少低くするように
温度制御う行うことになる。特に、このように蒸
発器の入口側空気温度が高い場合は、冷房負荷が
大きいので、蒸発器表面温度を下げるよう温度制
御することは空調装置の制御の上でも好都合であ
る。
In addition, in controlling the air temperature immediately after the evaporator, in addition to the air temperature immediately after the evaporator, the air temperature on the evaporator inlet side, which indicates the cooling load, is also sensed, so it is possible to respond to fluctuations in the cooling load. By controlling the capacity of the compressor 12, the evaporator temperature can be controlled more stably and accurately. In particular, in this example, the signal based on the air temperature immediately after the evaporator and the signal based on the air temperature on the evaporator inlet side, which indicates the cooling load, are processed in series, so the surface temperature of the evaporator changes depending on the cooling load. Temperature control will be performed while Generally, it is known that when the air temperature on the evaporator inlet side increases, freezing will be less likely to occur in the evaporator even if the evaporator surface temperature is lowered slightly, so in that case, lower the evaporator surface temperature slightly. Temperature control should be done accordingly. In particular, when the air temperature on the inlet side of the evaporator is high as described above, the cooling load is large, so controlling the temperature to lower the evaporator surface temperature is also convenient for controlling the air conditioner.

自動車用空調装置においては圧縮機12を自動
車走行用エンジンにて駆動しているため、自動車
の走行状況の変動に伴つて圧縮機12の回転数が
大幅に変動し、これにより冷凍サイクルの冷媒流
量の変動が生ずることになる。そこで、本発明で
はこの点に鑑み、エンジン回転数を回転検出器2
5にて検出し、この回転検出器25の出力信号を
制御回路16に入力することにより、エンジン回
転数の変動にも対応して圧縮機容量を制御でき
る。つまり、回転検出器25の出力電流は前述し
たようにエンジン回転数が低いほど増加し、エン
ジン回転数が高くなるにつれて減少するようにな
つているので、エンジン回転数が低下すればA点
の電位が低下し(これはRSが減少した場合と実
質的に同じ)、圧縮機容量が増加する。逆に、エ
ンジン回転数が増加すれば、A点の電位が上昇し
(これはRSが増大した場合と実質的に同じ)、圧
縮機容量が減少する。このように、エンジン回転
数に対応した圧縮機容量を設定することにより、
圧縮機容量の制御が更に安定して、可変リング1
29,130の回転位置を頻繁に移動させる必要
がなくなり、蒸発器の温度制御をスムーズに行な
うことができる。
In an automotive air conditioner, the compressor 12 is driven by the engine for driving the vehicle, so the rotation speed of the compressor 12 fluctuates significantly as the driving conditions of the vehicle change, and this causes the refrigerant flow rate in the refrigeration cycle to change. This will result in a change in the amount. Therefore, in the present invention, in view of this point, the engine rotation speed is detected by the rotation detector 2.
5 and by inputting the output signal of this rotation detector 25 to the control circuit 16, the compressor capacity can be controlled in response to fluctuations in the engine rotation speed. In other words, as mentioned above, the output current of the rotation detector 25 increases as the engine rotation speed decreases, and decreases as the engine rotation speed increases, so if the engine rotation speed decreases, the potential at point A decreases (which is essentially the same as if R S were decreased) and the compressor capacity increases. Conversely, if the engine speed increases, the potential at point A increases (which is substantially the same as increasing R S ), and the compressor capacity decreases. In this way, by setting the compressor capacity according to the engine speed,
Control of compressor capacity is more stable with variable ring 1
There is no need to frequently move the rotational positions of 29 and 130, and the temperature of the evaporator can be smoothly controlled.

以上のごとくして、空調装置の運転状況に応じ
て圧縮機容量が自動的に制御され、その時々の最
適な圧縮機容量に設定される。そして、感知器1
4の感知温度が設定温度範囲内(第6図bの特性
図で言えば、V1−V2の電位差)にあるときはサ
ーボモータ17への通電が遮断されて可変リング
129,130の位置が保持され、所定の容量に
て圧縮機12の運転が継続される。
As described above, the compressor capacity is automatically controlled according to the operating status of the air conditioner, and is set to the optimal compressor capacity at that time. And sensor 1
4 is within the set temperature range (in the characteristic diagram of FIG. 6b, the potential difference of V 1 - V 2 ), the servo motor 17 is de-energized and the positions of the variable rings 129 and 130 are changed. is maintained, and the compressor 12 continues to operate at a predetermined capacity.

蒸発器5の氷結ら霜付の防止のために蒸発器直
後の空気温度を制御する場合は、この空気温度が
例えば3℃〜5℃の範囲内に入るよう圧縮機容量
を制御するとよい。
When controlling the temperature of the air immediately after the evaporator to prevent freezing or frosting of the evaporator 5, it is preferable to control the compressor capacity so that the air temperature falls within a range of, for example, 3°C to 5°C.

上記のように、設定温度に幅を持たせ、その設
定温度範囲内に蒸発器直後の空気温度がある間
は、サーボモータ17を停止することにより、冷
房負荷変動、エンジン回転数変動が激しい場合で
も、サーボモータ17の稼働時間を減らすことが
できる。従つて、その耐久性を向上できるととも
に、設定温度幅を可変抵抗163により任意に選
択できるため、負荷変動等の程度に応じて設定幅
を変えて安定した制御を行なうことができる。
As mentioned above, by setting a range in the set temperature and stopping the servo motor 17 while the air temperature immediately after the evaporator is within the set temperature range, it is possible to avoid severe fluctuations in cooling load and engine speed. However, the operating time of the servo motor 17 can be reduced. Therefore, its durability can be improved, and since the set temperature range can be arbitrarily selected by the variable resistor 163, stable control can be performed by changing the set range depending on the degree of load fluctuation, etc.

また前述のように、圧縮機容量を微細に可変制
御することにより温度制御を行つているため、空
調装置の幅広い運転状態において電磁クラツチ1
3を断続することなく、圧縮機12を回転させた
ままとすることができる。その結果、電磁クラツ
13の断続に伴うクラツチ13及び圧縮機12の
耐久性劣化、及び走行フイーリングの悪化を防止
することができる。しかも、電磁クラツチ13の
断続の遅れに伴う冷房感の悪化も防止でき、同時
に高能力のまま無駄に圧縮機12を回転させるこ
ともなくなつて全体としては省動力となる。更
に、従来の圧縮機を断続させる形式の冷房能力制
御では圧縮機を停止した時に蒸発器5内が直ちに
過熱状態となり再び圧縮機を運転させた時にも、
蒸発器5から過熱領域をなくするまでは有効な冷
房ができず、その間圧縮機を運転する動力が実質
的に無駄となつていたが、本例の如く圧縮機を停
止させることなく冷房能力制御を行なうもので
は、従来のように蒸発器を過熱状態とすることが
ないので、上記の様に圧縮機を無駄に運転させる
こともない。
Furthermore, as mentioned above, since temperature control is performed by finely variable control of the compressor capacity, the electromagnetic clutch 1
3, the compressor 12 can be kept rotating without intermittent operation. As a result, it is possible to prevent deterioration in the durability of the clutch 13 and compressor 12 and deterioration in running feeling due to the disconnection of the electromagnetic clutch 13. Moreover, it is possible to prevent the deterioration of the feeling of cooling caused by the delay in connecting and connecting the electromagnetic clutch 13, and at the same time, there is no need to rotate the compressor 12 unnecessarily while maintaining its high capacity, resulting in overall power savings. Furthermore, in the conventional cooling capacity control that intermittents the compressor, the inside of the evaporator 5 immediately becomes overheated when the compressor is stopped, and even when the compressor is started again,
Effective cooling cannot be achieved until the overheated region is eliminated from the evaporator 5, and during that time the power to operate the compressor is essentially wasted.However, as in this example, cooling capacity can be controlled without stopping the compressor. In this case, the evaporator is not overheated as in the conventional case, so the compressor is not operated unnecessarily as described above.

なお、上述の実施例ではシリンダ107のバイ
パス孔131a,131bをバイパス溝132
a,132b,133,134等を介して吸入通
路室108に連通したが、この連通先はシリンダ
107内圧力より低圧の空間、換言すれば内部が
吸入圧となつている空間であればどこでもよい。
また圧縮機の形状によつては、この連通先は吸入
室113、クランク室(斜板2の回転空間)、も
しくは吸入行程にある他のシリンダ107内とし
てもよい。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the bypass holes 131a and 131b of the cylinder 107 are connected to the bypass groove 132.
a, 132b, 133, 134, etc., but this communication destination may be any space as long as the pressure is lower than the internal pressure of the cylinder 107, in other words, the space where the internal pressure is the suction pressure. .
Further, depending on the shape of the compressor, this communication destination may be within the suction chamber 113, the crank chamber (rotation space of the swash plate 2), or another cylinder 107 in the suction stroke.

また、上記実施例では10気筒の斜板式圧縮機を
用いているが複数の気筒数を有する斜板式圧縮機
ならば、いずれを使用してもよいことはいうまで
もない。また上記実施例では可変リング129,
130がハウジング105,106の外周部の円
筒状空間内に配設されているが、圧縮機駆動シヤ
フト101と各シリンダ107との間に設けても
よいことはいうまでもない。
Further, in the above embodiment, a 10-cylinder swash plate compressor is used, but it goes without saying that any swash plate compressor having a plurality of cylinders may be used. Further, in the above embodiment, the variable ring 129,
130 is disposed in the cylindrical space on the outer periphery of the housings 105 and 106, but it goes without saying that it may also be disposed between the compressor drive shaft 101 and each cylinder 107.

また、圧縮機12としては可変容量型のもので
あれば、斜板型のものに限らず、ベーン型等の他
の型式のものを使用することができる。
Further, as long as the compressor 12 is of a variable capacity type, it is not limited to the swash plate type, and other types such as a vane type can be used.

また、容量可変部材は可変リング129,13
0に限らず、圧縮機の型式等に応じて種々の形態
に変更し得る。
In addition, the variable capacity members are variable rings 129, 13.
The configuration is not limited to 0, and can be changed to various configurations depending on the type of compressor, etc.

また、駆動装置としてはサーボーモータ17の
他に負圧ダイヤフラム機構とリンク機構との組合
せ等を用いることもできる。
In addition to the servo motor 17, a combination of a negative pressure diaphragm mechanism and a link mechanism may be used as the drive device.

また、蒸発器5の冷却度合を検出するために前
述の例では蒸発器直後の空気温度を検出したが、
これの他に、蒸発器表面温度を検出してもよい。
In addition, in the above example, the air temperature immediately after the evaporator was detected in order to detect the degree of cooling of the evaporator 5.
In addition to this, the evaporator surface temperature may also be detected.

また、設定抵抗15を使用者が手動操作できる
ように空調装置の制御パネルに設け、設定抵抗1
5の抵抗値R15を使用者が自由に設定できるよう
にすれば、圧縮機の容量制御により室温の制御を
行うことができる。
In addition, a setting resistor 15 is provided on the control panel of the air conditioner so that the user can manually operate the setting resistor 15.
If the user is allowed to freely set the resistance value R 15 of 5, the room temperature can be controlled by controlling the capacity of the compressor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本願発明においては圧縮
機容量可変部材の制御において、蒸発器出口側の
温度を検出する第1の検出温度と、蒸発器入口側
の温度を検出する第2の検出温度とにより圧縮機
の容量制御を行うため、蒸発器入口側温度が蒸発
器に及ぼす影響を考慮しつつ、蒸発器が氷結しな
い領域で高冷房能力を発揮させることができる。
併せて、圧縮機の容量可変部材の動作位置を検出
する位置検出信号を用い、この信号を含めて第1
の検出温度信号と第2の検出温度信号とを、その
合成値が一定となるよう合成して、蒸発器の氷結
防止用の設定温度を所定温度に制御するようにし
ているため、圧縮機の容量可変部材の位置を高精
度にかつハンチングなく制御することができる。
これにより、圧縮機容量の制御性を高め省動力化
に寄与することができる。
As explained above, in the present invention, in controlling the compressor capacity variable member, the first detected temperature detects the temperature on the evaporator outlet side, and the second detected temperature detects the temperature on the evaporator inlet side. Since the capacity of the compressor is controlled by the evaporator, high cooling capacity can be achieved in a region where the evaporator does not freeze, while taking into account the influence of the evaporator inlet temperature on the evaporator.
In addition, using a position detection signal that detects the operating position of the variable capacity member of the compressor, the first
The detected temperature signal and the second detected temperature signal are combined so that the combined value becomes constant, and the set temperature for preventing freezing of the evaporator is controlled to a predetermined temperature. The position of the variable capacity member can be controlled with high precision and without hunting.
Thereby, it is possible to improve the controllability of the compressor capacity and contribute to power saving.

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

第1図は従来の自動車用空調装置の冷凍サイル
図、第2図は第1図図示装置の能力制御回路を示
す電気回路図、第3図は従来の能力制御方法によ
る蒸発器内冷媒圧力と、蒸発器直後の空気温度の
変化を示す特性図、第4図は本発明装置の全体制
御系統を示す構成図、第5図は本発明装置の制御
16の具体的構成を例示する電気回路図、第6図
aは第5図に示す回路25bの出力特性図、第6
図bは第5図に示す比較器161,162の作動
特性図、第7図は本発明に用いる圧縮機の一実施
例を示す断面図で、第8図のD−D線に沿う形状
で示す。第8図は同圧縮機の側面図である。第9
図は第7図のA−A矢視断面図で、バイパス孔と
可変リングのバイパス溝との関係を示す。第10
図は上記可変リングに設けられた各バイパス溝の
位置関係を示す図で、第11図のB−B矢視断面
図である。第11図は第10図のC−C矢視断面
図:第12図は各シリンダに対応するバイパス溝
の形状を示す断面図、第13図は可変リングの回
転角と圧縮仕事をする正味シリンダ容積との関係
を示す説明図である。 5……蒸発器、8……送風機、11……通風ケ
ーシング、12……圧縮機、14,23……温度
感知器、16……制御手段、17……駆動装置を
なすサーボモータ、24……位置検出器、25…
…回転検出器、129,130……容量可変部材
をなす可変リング。
Fig. 1 is a refrigeration cycle diagram of a conventional automobile air conditioner, Fig. 2 is an electric circuit diagram showing the capacity control circuit of the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the refrigerant pressure in the evaporator according to the conventional capacity control method. , a characteristic diagram showing the change in air temperature immediately after the evaporator, FIG. 4 is a configuration diagram showing the overall control system of the device of the present invention, and FIG. 5 is an electric circuit diagram illustrating the specific configuration of the control 16 of the device of the present invention. , FIG. 6a is an output characteristic diagram of the circuit 25b shown in FIG.
Figure b is an operating characteristic diagram of the comparators 161 and 162 shown in Figure 5, and Figure 7 is a sectional view showing an embodiment of the compressor used in the present invention, which has a shape along line D-D in Figure 8. show. FIG. 8 is a side view of the compressor. 9th
The figure is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 7, showing the relationship between the bypass hole and the bypass groove of the variable ring. 10th
The figure is a diagram showing the positional relationship of each bypass groove provided in the variable ring, and is a sectional view taken along the line BB in FIG. 11. Fig. 11 is a sectional view taken along the line C-C in Fig. 10; Fig. 12 is a sectional view showing the shape of the bypass groove corresponding to each cylinder; Fig. 13 is the rotation angle of the variable ring and the net cylinder that performs compression work. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship with volume. 5... Evaporator, 8... Air blower, 11... Ventilation casing, 12... Compressor, 14, 23... Temperature sensor, 16... Control means, 17... Servo motor forming a drive device, 24... ...Position detector, 25...
...Rotation detector, 129, 130...Variable ring forming a variable capacity member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 自動車エンジンの駆動力を電磁クラツチを介
して受け、かつ吐出容量を変化させる容量可変部
材を内蔵する可変容量型圧縮機と、 この圧縮機の吸入側に接続される蒸発器の直後
の空気温度または蒸発器表面温度を第1の検出温
度信号として感知する第1の温度感知手段と、 前記蒸発器の入口側空気温度を第2の検出温度
信号として感知する第2の温度感知手段と、 前記圧縮機の容量可変部材を駆動する駆動装置
と、 前記圧縮機の容量可変部材の動作位置を動作位
置信号として検出する位置検出手段と、 前記第1の検出温度信号、前記第2の検出温度
信号、及び前記動作位置信号を入力すると共にこ
れらの信号を合成し、かつ、この合成値に基づき
前記蒸発器の氷結防止用に設定した値となるべく
前記圧縮機の可変容量部材を制御する制御信号を
前記駆動装置に出力する制御手段とを備えること
を特徴とする 自動車用冷凍サイクル装置。
[Scope of Claims] 1. A variable displacement compressor that receives the driving force of an automobile engine via an electromagnetic clutch and has a built-in variable displacement member that changes the discharge displacement, and an evaporator connected to the suction side of this compressor. a first temperature sensing means that senses the air temperature immediately after the evaporator or the evaporator surface temperature as a first detected temperature signal; and a second temperature sensing means that senses the air temperature on the inlet side of the evaporator as a second detected temperature signal. temperature sensing means; a drive device that drives the variable capacity member of the compressor; a position detection means that detects the operating position of the variable capacity member of the compressor as an operating position signal; the first detected temperature signal; The variable capacity member of the compressor inputs the second detected temperature signal and the operating position signal, synthesizes these signals, and adjusts the variable capacity member of the compressor to a value set for preventing freezing of the evaporator based on the synthesized value. A refrigeration cycle device for an automobile, comprising: a control means for outputting a control signal for controlling the drive device to the drive device.
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