JPH04279778A - 油圧駆動式空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧駆動式空調装置に関
する。特に、本発明では油圧駆動式空調装置を起動する
とき油圧系統に生じる起動サージを抑制することを目的
とする。

【０００２】

【従来の技術】従来のエアコン用コンプレッサで、例え
ば自動車用のものは電磁クラッチを介して、エンジンに
より回転駆動されるが、搭載場所の制約やエンジン低回
転時の冷房能力不足、高回転時の損失動力の増大と言っ
た問題から、コンプレッサをエンジンから切り離し、別
の駆動方式によりエンジン回転数とは無関係に回転駆動
することが望まれている。それに対して、例えば、特開
昭４９−３９８０８号公報では小型の固定容量ポンプと
大型の可変容量ポンプにより油圧モータを回転駆動し、
コンプレッサをエンジンから切り離し、定速回転させる
機構が開示されているが、構成が複雑であり、コンプレ
ッサ回転数が冷房環境と無関係に一定であるため、車室
内の吹出温度調節をするには温風と冷風の混合を行なっ
たり、膨張弁により循環冷媒量を制御しなければならず
、さらに構成が複雑になってしまう。それに対して、例
えば特開昭６１−６０３１４号公報に示す様に、電磁比
例流量制御弁や電磁比例可変容量ポンプによりコンプレ
ッサ回転速度を制御する機構が考えられているが、例え
ば、乗員が設定する吹出設定温度に対応して電磁比例流
量制御弁を制御し、コンプレッサ回転速度を制御すると
、乗車直後のクールダウン時には、冷房能力を増大させ
て空気温度を急降下させる必要があるにもかかわらず、
その必要性に見合うほどコンプレッサの回転数が高くな
く、冷媒ガスの循環量が少いため、冷房能力が不足とな
る傾向があり、逆に空気温度が低い場合は、コンプレッ
サが過冷却運転となって、エバポレータが着霜、氷結し
てしまうことがある。その対策として、圧力検出器によ
り冷媒ガス圧を検出したり、温度検出器により冷媒温度
を検出し、電磁比例弁により、コンプレッサ回転数を補
正することが考えられるが、センサ類が必要となるため
、システム構成が複雑となりコスト上昇をまねいてしま
う。

【０００３】また、それに対して例えば特開平２−４５
６６７　号公報に示すエアコン用コンプレッサの液圧駆
動装置によれば空調用コンプレッサを回転駆動する油圧
モータの作動圧力に対応して、この油圧モータに流入す
る作動油流量を油圧ポンプの容量を変化させて増減し、
コンプレッサの回転速度を補正することにより、冷房負
荷に対応した冷房能力を制御できるようにしたものであ
る。すなわち、このシステムでは、油圧ポンプは空調装
置駆動に必要なだけの流量および圧力の圧油しか供給せ
ず、動力損失が少ないという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エアコン用コンプレッサの液圧駆動装置では空調装置の
起動時には、油圧ポンプから油圧モータへの作動油通路
が閉空間になっていることと、油圧モータ及びコンプレ
ッサの回転慣性及び静摩擦により回転数は急には上昇し
ないことから、作動油通路内圧力が急上昇し、機器の設
計圧力を超えて、機器の故障や油圧配管の破損の危険が
生じるという問題がある。この油圧の急上昇（サージ）
は、油圧モータの機械効率が低下する低油温時ほど著し
く、またサージは非常に短い時間に発生するため、リリ
ーフ弁を設けても、リリーフ弁が開くのが間に合わず、
サージを抑えることができないために生じる。さらに、
油圧モータの作動圧力が上昇するとポンプ吐出流量を増
加させるので、ますます油圧が上昇して危険であるとい
う問題がある。

【０００５】これは、動力損失低減を考えると可変容量
形油圧ポンプを用い、通常はリリーフさせないようにす
るため作動油通路が閉空間になり、起動時に油圧サージ
が発生する構成になってしまうからである。したがって
、本発明は、上記問題点に鑑み、作動油の温度が所定温
度以下の場合の空調起動時に起動圧力サージを抑制でき
る油圧駆動式空調装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために油圧駆動式空調装置において、バイパス
路と、リリーフ手段と油温検出手段と制御手段とを有す
る。バイパス路は、空調用コンプレッサを駆動する油圧
モータへ圧油を供給する管路と並列に設けられる。

【０００７】リリーフ手段は前記バイパス路に設けられ
、圧力を逃す油温検出手段は油圧モータの近傍の油温を
検出する。制御手段は油温検出手段の検出値に応じ、例
えばエンジンにより駆動される油圧源の油流量とリリー
フ圧を設定するため、流量変更手段およびリリーフ手段
をそれぞれ制御する。

【０００８】

【作用】本発明の油圧駆動式空調装置によれば、起動時
には油温検出手段によって油圧モータの近傍の油温が検
出され、その検出値が低いときには制御部によってリリ
ーフ手段のリリーフ圧力が小さく設定され、油圧源の油
流量を最大とし、バイパス路を経由で作動油が循環する
。この循環系流はほゞ開放されているのでこのとき起動
圧力サージが生じない。この循環エネルギーにより作動
油の油温が上昇し、所定温度以上になると、制御部によ
ってリリーフ手段のリリーフ圧力を大きくし、バイパス
路が徐々に閉じるにともなって、油圧モータへ温度の上
昇した作動油が流れ、油圧モータを駆動し、空調用コン
プレッサを動かす。このように、油圧モータへは所温度
以上の作動油が流入するので、油圧モータで生じる圧力
サージを大幅に抑制できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る油圧駆
動式空調装置を示す図である。なお、全図を通じて同様
の構成要素については同一の番号または記号をもって表
す。本図の構成を説明する。

【００１０】本図の油圧駆動式空調装置は、動力源の回
転数が変化しても吐出油量を一定に保つ油圧ポンプから
なる油圧源１と、その吐出油量の設定値を任意に変更す
る容量制御弁からなる流量変更手段２と、前記油圧源１
による圧油で駆動される油圧モータ３と、前記油圧モー
タ３へ圧油を供給する管路と並列に設けられたバイパス
路４と、リリーフ圧を調整して少なくとも油圧を零を含
む３段階に変更する、リリーフ弁からなるリリーフ圧調
整手段５と、前記油圧モータ３の入口近傍の油温を検出
する、油温センサからなる温検出手段６と、前記油温検
出手段６の検出値に応じ前記油圧源１の吐出量とリリー
フ圧を設定するため、前記流量変更手段２および前記リ
リーフ圧調整手段５を制御する、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）からなる制御手
段７と、前記油圧源１の駆動源であるエンジン８と、前
記油圧源１へ供給し、前記油圧モータ３およびリリーフ
圧調整手段５から排出される油を貯蔵するオイルタンク
９と、前記油圧モータ３によって駆動される空調用コン
プレッサ１０と、分岐点Ｊでバイパス路４と分岐して油
系統の回路を構成する油圧配管１１と、空調装置の冷凍
サイクル部１２とを含む。

【００１１】次に本実施例の動作を説明する。図２は第
１の実施例の動作を説明するフローチャートである。本
図に示すように制御手段７はエンジン８の始動時にリリ
ーフ圧調整手段５の設定圧Ｐｓｅｔ　を零に設定し流量
変更手段２を制御して油圧源１の吐出流量Ｑを最小値Ｑ
ｍｉｎ　に設定する（ステップ１００）。このようにエ
ンジン始動時にＰｓｅｔ　＝０，Ｑ＝Ｑｍｉｎ　として
、油圧配管１１の閉空間を形成しないように、しかも油
圧配管１１を流れる油量を最小にして、油圧源１の起動
時の圧力サージを極力抑制する。

【００１２】次に、制御手段７は油温検出装置６で検出
された油温Ｔｏｉｌと設定値ＴＬＯ（例えばＴＬＯ＝２
０℃）とを大小比較する（ステップ１０１）。もし、Ｔ
ｏｉｌ　＜ＴＬＯならば、制御手段７はリリーフ圧調整
手段５の設定圧Ｐｓｅｔ　を、油圧モータ３が起動しな
い範囲でなるべく高い圧ＰＬ　に設定し（ステップ１０
２）、油圧源１の吐出流量Ｑを最大流量Ｑｍａｘ　に設
定する（ステップ１０３）。これにより該油圧源１、リ
リーフ圧調整手段５およびオイルタンク９の回路を油が
循環し、その油圧エネルギーが熱に変換され、短時間で
油温が上昇する。油温が上昇してＴｏｉｌ　＞ＴＬＯに
なったら（ステップ１０１）、制御手段７は油圧源の吐
出流量Ｑを最小流量Ｑｍｉｎ　に設定し（ステップ１０
４）、リリーフ圧調整手段５の設定圧Ｐｓｅｔ　を通常
運転油圧よりも高く、設計最高圧よりも低い圧力ＰＨ　
に設定する（ステップ１０５）。リリーフ圧調整手段５
の設定圧Ｐｓｅｔ　がＰＬ　からＰＨ　に変更すると弁
開度が減少に向かい、油圧配管１１の圧力が上昇し、通
常運転油圧になると油圧モータ３が起動する（ステップ
１０６）。このように油圧モータ３の起動前油圧配管１
１が全閉間になることはない。したがって起動時該油圧
源１から油圧モータ３への油圧配管１１は閉空間になっ
ていないので大きな圧力サージが発生しない。また油圧
源１の吐出流量Ｑも最小流量Ｑｍｉｎ　にしているので
圧力サージの発生を抑制している。ステップ１０６　で
は油圧モータ６が起動したかどうか判定し、起動してい
なければ起動するまで待つ。油圧モータ３の起動判定は
、油圧モータ３またはコンプレッサ１０の回転数を検出
して行なっても良いし、冷凍サイクル１２の高圧あるい
は低圧の変化を検出して行なってもよい。

【００１３】油圧モータ３が起動したらステップ１０７
　で冷房負荷に応じて流量Ｑを調整する通常の制御に移
る。 本実施例によればはじめにリリーフ圧を低く設定してお
くので、多少のオーバーシュートがあってもピーク圧力
が問題となるレベルまで達せず、起動指令時にはリリー
フ弁は既に開いているので、開くのが間に合わないとい
う従来の問題を解決できる。

【００１４】図３は本発明の第２の実施例に係る油圧駆
動式空調装置を示す図である。本図の構成要素において
、図１の第１の実施例と異なるものは、第１の実施例の
リリーフ圧調整手段５の代りに、バイパス路に設けられ
た電磁切換弁５２と、設定圧の異なる２つのリリーフ弁
５３Ｌおよび５３Ｈからなるリリーフ手段５′である。 前記電磁切換弁５２は制御部７によって制御され、電磁
切換弁５２のソレノイド５２ａおよび５２ｂが非通電時
には弁ポジションが中央位置にあり、油圧ポンプ１を出
た作動油がすぐにタンク９に戻る。ソレノイド５２ａが
通電されると電磁切換弁５２のスプールは押され右側に
移動し、弁ポジションとしては左側になり、圧油がバイ
パス路４Ｌに供給される。リリーフ弁５３Ｌの設定圧は
ＰＬ　とする。したがってソレノイド５２ａに通電する
ということは、第１の実施例においてＰｓｅｔ　＝ＰＬ
　としたのに相当する。一方ソレノイド５２ｂに通電す
ると電磁切換弁５２のスプールが左側に移動し、弁ポジ
ションとしては右側の位置になり、圧油がバイパス路４
Ｈに供給される。リリーフ弁５３Ｈの設定圧はＰＨ　と
する。したがってソレノイド５２ｂに通電するというこ
とは、第１の実施例においてＰｓｅｔ　＝ＰＨ　とした
のに相当する。

【００１５】図４は、第２の実施例の動作を説明するフ
ローチャートである。本図において図２のフローチャー
トと異なるステップはステップ１００　で、ソレノイド
５２ａおよび５２ｂをＯＦＦ　にして電磁切換弁５２の
弁ポジションが中央位置になってリリーフ手段５′の設
定圧がＰｓｅｔ　＝０になる。同様にステップ１０２　
ではソレノイド５２ａをＯＮにし、ソレノイド５２ｂを
ＯＦＦ　にすることによってリリーフ手段５′の設定圧
がＰｓｅｔ　＝ＰＬ　になる。またステップ１０５　で
はソレノイド５２ａをＯＦＦ　にし、ソレノイド５２ｂ
をＯＮにすることによってリリーフ変更手段５の設定圧
がＰｓｅｔ　＝ＰＨ　になる。第２の実施例は第１の実
施例と同様の作用・効果を達成する。

【００１６】なお、図２および図４におけるステップ１
０３　は油温上昇を早めるために行っているので省略し
てもよい。なお、第１、第２の実施例の図では、油温検
出手段６を油圧モータ３の上流に設けたが、油温検出手
段６は油圧モータ３の内部でも下流でも良い。ただし、
油圧配管１１のバイパス路４との分岐点Ｊおよび合流点
Ｍの近傍は、バイパス路４を流れる作動油の温度の影響
をうけるので避ける必要がある。

【００１７】これは、後述するように油圧サージには油
圧モータ３の起動時の内部の油温が問題であるので、分
岐点Ｊの上流の油温やタンク９内油温を検出しても意味
がないからである。また、油圧モータ３の内部の作動油
の温度を早く上昇させるために、分岐点Ｊと油圧モータ
３との間の配管長さは極力短くした方が良い。油圧モー
タ３は、それ自身の潤滑のために摺動部すきまに作動油
をもたらすような構造になっており、分岐点Ｊの油圧が
高まれば、油圧モータ３が停止していてもわずかながら
も作動油が油圧モータ３に流れ込む。これにより油圧モ
ータ３の内部の作動油の温度も上昇する。

【００１８】図２、図４のステップ１０７　では冷房負
荷に応じ作動油流量Ｑを調整するが、油圧モータ１は固
定容量モータであるから、体積効率を運転範囲で一定と
仮定すれば、流量Ｑと回転数Ｎとは１対１対応し、流量
Ｑの調整はすなわち回転数Ｎの調整ということになる。 冷房負荷に応じ回転数Ｎを調整する仕方については、イ
ンバータエアコン等で公知な制御方法があるので、ステ
ップ１０７　では、その制御方法の回転数Ｎを流量Ｑに
置き換えたものを考えれば良い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば油
圧モータに圧油を供給する管路と並列にバイパス路を設
け、油温を検出して該油温が所定の値よりも低い時該バ
イパス路に設けられたリリーフ手段のリリーフ圧力を小
さく設定して作動油をバイパス路に通し油温を上昇させ
、油温の上昇後に油圧モータを駆動するので起動時の圧
力サージを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る油圧駆動式空調装
置を示す図である。

【図２】第１の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る油圧駆動式空調装
置を示す図である。

【図４】第２の実施例の動作を説明するフローチャート
を説明する図である。

【符号の説明】

１…油圧源 ２…流量変更手段 ３…油圧モータ ４…バイパス路 ５…リリーフ手段 ６…油温検出手段 ７…制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジン回転数が変化しても吐出油量
   を一定に保つ油圧源（１）と、その油量の設定値を任意
   に変更できる流量変更手段（２）と、空調用コンプレッ
   サを駆動する油圧モータ（３）とを有する油圧駆動式空
   調装置において、前記油圧モータ（３）へ圧油を供給す
   る管路と並列に設けられたバイパス路（４）と、前記バ
   イパス路（４）に設けられ、圧力を逃すリリーフ手段（
   ５）と、前記油圧モータ（３）の近傍の油温を検出する
   油温検出手段（６）と、前記油温検出手段（６）の検出
   値に応じ、前記油圧源（１）の油流量とリリーフ圧を設
   定するため、前記流量変更手段（２）および前記リリー
   フ手段（５）をそれぞれ制御する制御手段（７）とを備
   えることを特徴とする油圧駆動式空調装置。
2. 【請求項２】　　前記制御手段（７）は、前記油温検出
   手段（６）の検出値が設定値よりも小さいときには前記
   リリーフ手段（５）をして、前記油圧モータ（３）を駆
   動しない程度の値に設定せしめ、前記油温検出手段（６
   ）の検出値が設定値よりも大きくなったら前記流量変更
   手段（２）をして前記油圧源（１）の吐出油量を最小に
   せしめ、前記リリーフ手段（５）をして通常運転油圧よ
   りも高くかつ設計最高圧力よりも低い値に設定せしめて
   前記油圧モータ（３）を起動して前記空調用コンプレッ
   サを駆動せしめる請求項１記載の油圧駆動式空調装置。