JPH0560404A - 電子制御装置を備えた熱膨張弁 - Google Patents

電子制御装置を備えた熱膨張弁

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却または空調装置において熱膨張弁を用い
て、冷媒の飽和温度を直接的に電気的に感知してコンデ
ンサ冷却ファンの回転を制御する。 【構成】 機械的熱膨張弁を用いて、自己加熱形サーミ
スタで高圧入口の飽和温度を感知し、第２サーミスタで
蒸発器出口の飽和温度を感知する冷却装置を構成する。
マイクロプロセッサをベースにした制御器が、感知温度
を記憶限界値と比較して、高圧側圧力に対応してコンデ
ンサファンを回転させる出力信号を、また低圧側温度に
対応してコンプレッサクラッチを回転させる出力信号を
リレーに送る。圧力降下が小さい蒸発器の場合、第２サ
ーミスタを蒸発器の入口に配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧冷媒をコンデンサ
及び膨張手段に送り込み、熱を吸収する蒸発器内を低圧
循環させることによって液体冷媒を蒸発させて周囲空気
を冷却し、蒸発した冷媒を入口へ戻すコンプレッサを備
えた形式の液体−蒸気冷却装置において液体冷媒の流れ
を制御する熱膨張弁に関するものである。本発明は、特
に車室の空調用に自動車に搭載される冷却装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】そのような自動車の車室の空調装置で
は、熱膨張弁を用いて、その液体充填室をコンプレッサ
へ戻る冷媒流と熱伝達状態に配置することによって、冷
媒の感知温度の変化によって室内の液体を膨張または収
縮させることにより、流れ制御弁の動きを制御するため
にダイヤフラムを移動させる圧力が得られるようにした
ものが知られている。
【０００３】このため、上記形式の熱膨張弁は、機械的
に自己完備しており、コンプレッサを自動車エンジンに
連結するためのクラッチの励磁及び消勢に用いられる電
気制御装置から独立して機能する。これまでは、蒸発器
の圧力吐き出し側の、または膨張弁と蒸発器の入口との
間の配管内の飽和圧力を感知するように配置された圧力
スイッチによってコンプレッサクラッチを励磁及び消勢
することが一般的であった。しかし、保守上の問題、特
にスイッチまたはそれと配管との接続部での漏れの発生
源である圧力スイッチをなくすことが望まれていた。さ
らに、十分な保証耐圧力性能を備えていながら、飽和圧
力の小さな変化に応答してコンプレッサを回転させるこ
とができる十分な正確度を備えた圧力スイッチを設ける
コスト面からも、圧力スイッチをなくすことが望まれて
いた。
【０００４】従って、低コスト及び保証された信頼性の
点から機械的な熱膨張弁を用いること、及び自動車空調
装置においてコンプレッサクラッチを回転させるための
圧力スイッチに代わるものを提供することが望まれてい
た。さらに、マイクロプロセッサによって得られる制御
が精巧であることから、マイクロプロセッサを使用でき
るように、自動車空調装置の蒸発器の入口配管内の飽和
圧力の小さな変化に対応して電気信号を発生する方法ま
たは手段を見つけることが望まれていた。
【０００５】また、機械的な熱膨張弁を用いながら、冷
媒圧力の上限及び下限状態に対応して電動式コンデンサ
冷却ファンを制御する方法または手段を見つけることも
望まれていた。
【０００６】例えば、本発明と所有者が同じである米国
特許第4,841,734 号に開示されているように、冷却装
置、特に自動車空調装置において、制御電流が流れる
「自己加熱形」サーミスタを用いて、サーミスタと直列
接続した抵抗における電圧降下を感知し、既知の冷媒特
性検索表からその圧力降下を飽和圧力に変換することが
知られている。
【０００７】上記特許では、マイクロプロセッサからの
飽和圧力信号により、過剰な飽和圧力が検出された時に
コンプレッサを消勢するようになっている。自己加熱形
サーミスタは、膨張弁手段の入口付近の位置で圧力配管
に設けられている。
【０００８】例えば、本発明と所有者が同じである米国
特許第4,835,976 号に開示されているように、蒸発器と
コンプレッサの入口との間の吸い込み管に自己加熱形サ
ーミスタを設けて、それを流れる冷媒の性質を決定する
ことにより、ソレノイドを脈動させて電気膨張弁を作動
させる制御信号をマイクロプロセッサが発生できるよう
にすることも知られている。
【０００９】また、米国特許第4,794,762 号に開示され
ているように、機械的膨張手段の入口及び出口にサーミ
スタを設けて、高圧側及び低圧側からマイクロコンピュ
ータに冷媒温度信号を送り、ファン及びコンプレッサク
ラッチカットアウトの上限及び下限値と比較することも
知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷却または
空調装置において、冷媒の飽和温度を直接的に電気的に
感知する制御装置を備える熱膨張弁を提供することを目
的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、冷媒の
特性検索表からマイクロプロセッサが電気制御信号を発
生して、検索表から決定された飽和圧力が所望範囲外に
ある時にコンプレッサを回転させるようになっている。
本発明では、飽和温度を決定するために自己加熱形サー
ミスタを用いている。
【００１２】本発明は、広範に使用されている、製造コ
ストが比較的低い機械的熱膨張弁を用い、その弁の高圧
入口側に自己加熱形サーミスタを設けている。飽和圧力
に基づいてマイクロプロセッサが発生する信号によっ
て、コンデンサの冷却ファンの回転が制御される。
【００１３】別のサーミスタが蒸発器から出る低圧吐き
出し管内に配置されて、実際の冷媒温度を感知できるよ
うにしている。圧力降下が低い蒸発器用の別の実施例と
して、蒸発器に連通した低圧入口管内に第２サーミスタ
を設けてもよい。
【００１４】第２サーミスタによって感知された温度を
マイクロプロセッサで処理して、第２サーミスタによっ
て感知されたその温度が基本的に飽和温度であるとの仮
定に基づいてその温度に従ってコンプレッサクラッチを
オン／オフ制御する。
【００１５】
【作用】このように、本発明では、コンプレッサクラッ
チの回転を制御するために飽和圧力を感知する別個の圧
力スイッチを必要とせず、コンデンサ冷却ファンの回転
を制御するために自己加熱形サーミスタを用いて装置の
高圧側の飽和圧力を決定できるようになっている。
【００１６】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明をさ
らに詳細に説明する。
【００１７】図１に示すように、本発明の制御装置10に
は、自動車のエンジンなどの動力源に連結されたベルト
18によって駆動される駆動プーリ16に電気クラッチ14で
連結された冷媒コンプレッサ12が設けられている。
【００１８】高圧の冷媒がコンプレッサから導管20を通
ってコンデンサ22に送られ、コンデンサ22はファンモー
タ26によって駆動されたファン24によって冷却されてい
る。冷却された液体冷媒は、コンデンサから導管28を通
って膨張手段、例えば熱膨張弁30の入口へ送られる。熱
膨張弁30の低圧吐出し流は、その出口から導管32を通っ
て蒸発器34の入口へ送られ、蒸発器34は周囲空気から、
例えば乗員を心地よくするために車室内の空気から熱を
吸収する。蒸発器34の吐出し流は、導管36、膨張弁30の
本体31に貫設された戻り通路38及び導管40を通ってコン
プレッサの吸い込み入口へ送られる。
【００１９】自己加熱形サーミスタ42が、好ましくは弁
体31の入口に配置されてその上を冷媒流が流れるように
なっており、リード線50を介して制御器64に接続されて
いる抵抗器Ｒ24を介して分岐点52から電圧を受け取る。
現時点の好適な実施例では、自己加熱形サーミスタ42
は、米国、マサチューセッツ州、ファーミンガム、ファ
ウンテンストリート63に所在のフェンウォール・エレク
トロニクス製のＮＴＣサーミスタで、部品番号はFD21J1
-Wであり、抵抗値は25゜Ｃで100 オームである。分岐点
52はリード線60を介して比較器62の一方の入力部にも接
続しており、この比較器62は、電圧調整器44を備えた電
源から電力を受けているマイクロコンピュータまたはマ
イクロプロセッサをベースにした制御器64によって制御
されている。
【００２０】リード線70に沿ってファンモータ26を制御
するファンリレー68に、駆動信号が制御器64からリード
線66に沿って送られる。ファンリレー68は、分岐点76か
らリード線82に沿ってモータ駆動用の電力を受け取る。
モータ26は反対側でリード線72を介して接地している。
【００２１】制御器64は、リード線74に沿ってコンプレ
ッサクラッチ14にも接続しており、このコンプレッサク
ラッチ14は、オペレータ操作の選択スイッチ78及び自動
車電源80を介して電力を供給される分岐点76を介して電
力を受け取っている。制御器64はリード線84を介して接
地している。また、電圧調整器44はリード線86及び分岐
点76を介して電力を受け取っている。
【００２２】第２サーミスタ88が蒸発器の吐き出し管36
内に、好ましくは弁体31を通る通路38の入口に配置され
ている。サーミスタ88は直接的に分岐点54からリード線
89を介して電力を受け取っており、それの他方のリード
線92は比較器62に接続している。あるいは、サーミスタ
88は、図１に点線で示されているように、蒸発器の入口
に配置してもよい。しかし、この変更配置は、蒸発器34
の圧力降下が一般的に約20psi(138KPa) 以上にならない
形式の場合にだけ用いることができる。
【００２３】図２は、制御装置の概略的回路図を示して
おり、電力制限抵抗器Ｒ24が電圧調整器44からリード線
50に沿って電力を受け取り、分岐点52を介して自己加熱
形サーミスタ42に電流を供給しており、自己加熱形サー
ミスタ42はリード線58を介して接地している。
【００２４】分岐点52の電圧は基準電圧であり、装置Ｕ
１の一部を構成している比較器のピン５の正の入力部に
リード線60に沿って抵抗器Ｒ23を介して加えられてお
り、Ｕ１は図１の比較回路62の一部を形成している。Ｕ
１のピン４の負の入力部は分岐点90を介してトランジス
タスイッチＱ４のコレクタに接続しており、トランジス
タスイッチＱ４のエミッタは接地し、ベースはマイクロ
プロセッサＵ３からリード線98に沿って抵抗器Ｒ22を介
して信号を受け取る。
【００２５】本実施例に用いたマイクロプロセッサＵ３
は部品番号がMC68HC05TKであり、米国、イリノイ州、シ
ャウムブルグ、エルゴンキン ロード 2060に所在のモ
トローラ社から入手できる。
【００２６】分岐点90には、電源44から抵抗器Ｒ20、Ｒ
21を介してシステム電圧ＶB のバイヤスがかけられてお
り、これらの抵抗器間の分岐点92は逆極性のツェナダイ
ードＤ４を介して接地している。
【００２７】比較器Ｕ１の出力部のピン２は、分岐点94
及び正極性ダイードＤ３を介して、さらに分岐点96を介
してマイクロプロセッサＵ３のピン２に接続している。
分岐点96は、共に接地しているコンデンサＣ８及び抵抗
器Ｒ34によって過渡現象が防止されている。
【００２８】マイクロプロセッサＵ３には、ピン27、28
を介してマイクロプロセッサに送るタイミング発生源と
なるセラミック共振器Ｙ１が設けられている。現時点で
好適な実施例では、共振器Ｙ１は、周波数が好ましくは
４メガヘルツの発振器として機能する。
【００２９】本発明の制御回路は、５ボルトの調整直流
を発生する電圧調整器Ｕ５を含む回路網44から電力を受
ける。電圧調整器Ｕ５は、モトローラ社から入手でき、
部品番号はMC7805BTD である。
【００３０】電圧調整器Ｕ５は、コンデンサＣ14、Ｃ13
と、それと直列接続されたダイオードＤ15と抵抗器Ｒ4
1、及びそれに並列接続されたツェナダイオードＤ14と
コンデンサＣ15を有する過渡抑制器とによって保護され
ている。回路網44は、ソリッドステート装置Ｕ２，Ｕ３
及びＵ４には５ボルト電力を、その他の回路構成要素、
例えば装置Ｕ１及びＱ３には約11〜12ボルトの電圧ＶB
を供給している。
【００３１】作用を説明すると、マイクロプロセッサＵ
３がＲ２を介してトランジスタスイッチＱ３のベースに
信号を送ると、Ｑ３が「オン」となり、Ｒ24に電圧ＶB
を送るため、自己加熱形サーミスタ42を電流が流れる。
Ｑ３のコレクタは電源から調整電圧ＶB のバイヤスがか
けられており、そのコレクタは抵抗器Ｒ２を介してマイ
クロプロセッサに接続して、それから信号を受け取るこ
とができるようになっている。マイクロプロセッサＵ３
からリード線98に沿ってＲ22を介してＱ４のベースに信
号が送られると、Ｑ４が「オン」になる。Ｑ４がオンの
間、Ｑ４はコンデンサＣ１を放電させている。マイクロ
プロセッサがＱ４を「オフ」させると、コンデンサＣ１
が充電される。そして、マイクロプロセッサが内部的に
計数を開始する。Ｃ１の電圧が比較器Ｕ１のピン５にお
ける電圧よりも大きくなると、Ｕ１が導通して、分岐点
96及びマイクロプロセッサのピン２を介して信号を送
り、マイクロプロセッサが計数を停止する。次に、マイ
クロプロサッサＵ３は、使用した特定の冷媒の既知の特
性検索表から飽和温度として計数値を読み取り、飽和圧
力を決定する。自己加熱形サーミスタ42を制限電流が流
れてその上の冷媒が沸騰した時、Ｕ１のピン５の正の入
力部に抵抗器Ｒ23を介して加えられる分岐点52の電圧と
して抵抗器Ｒ24における電圧降下の変化を検出すること
によって、温度の変動が感知される。
【００３２】飽和温度を測定することによって飽和圧力
を決定するこの方法は公知であって、上記米国特許第4,
841,734 号に開示されており、簡略化のためにさらなる
詳細についてはここでは省略する。
【００３３】サーミスタ42が温度を測定して飽和圧力が
240psi(1656KPa) 以下であると判断するのに対応して、
マイクロプロセッサが作動して、リード線66に沿って抵
抗器Ｒ29を介してトランジスタスイッチＱ６のベースに
出力信号を送る。現時点での好適な実施例では、マイク
ロプロセッサは180psi(1242KPa) 以下でＱ６を「オフ」
させる。Ｑ６のエミッタは接地しており、コレクタは分
岐点108 に接続しており、分岐点108 には抵抗器Ｒ32を
介してシステム電圧ＶBのバイヤスがかけられている。
Ｑ６のベースの入力部は、５ボルトのシステム電圧のバ
イヤスがＲ26を介してかけられている分岐点110 に接続
している。分岐点108 は電源スイッチＱ９のベースに接
続しており、電源スイッチＱ９の出力ピンはリード線66
を介してファンリレー68に接続している。それの他方の
出力ピンは分岐点106 を介して接地している。
【００３４】サーミスタ42が240psi(1656KPa) 以下の飽
和圧力を感知すると、マイクロプロセッサＵ３がリード
線66を介して信号を送り、Ｑ６を「オフ」させ、これに
よってＱ９が「オン」するため、ファンリレーが励磁さ
れる。サーミスタ42が350psi(2415KPa) 以上の飽和圧力
を感知すると、マイクロプロセッサＵ３がＱ６及びＱ９
をオフにするため、ファンリレー及びコンプレッサクラ
ッチが消勢される。
【００３５】第２サーミスタ88は、電圧調整器44からリ
ード線89に沿って５ボルトの調整弾圧を受け取り、第２
サーミスタ88に接続した分岐点114 は、工業規格番号55
5 のタイマーを有する装置Ｕ４の入力ピン６に接続して
おり、この装置Ｕ４は、マイクロプロセッサＵ３からト
リガ信号をピン２に受け取った時点で作動して、コンデ
ンサＣ12を充電する。また、マイクロプロセッサＵ３は
内部的に計数を開始する。Ｃ12の電圧が限界電圧に達し
た時、Ｕ４はピン３の出力をマイクロプロセッサＵ３の
ピン２へ送り、マイクロプロセッサの計数を停止させ
る。次に、マイクロプロセッサは計数値で表された電圧
を特定冷媒の検索表の値と比較して、そのテーブルから
得られた温度を飽和温度と仮定する。
【００３６】飽和温度が所定値以上の場合、マイクロプ
ロセッサが作動してリード線100 に沿ってＱ５へ信号を
送り、これによってＱ８が「オン」して、コンプレッサ
クラッチが励磁される。サーミスタ88によって測定され
た温度が第２所定値以下であると判断された時、マイク
ロプロセッサが作動してＱ５を「オン」し、Ｑ８を「オ
フ」させるため、コンプレッサクラッチ14が消勢され
る。マイクロプロセッサＵ３は出力信号をリード線100
に沿って分岐点102 へ、さらに抵抗器Ｒ28を介してトラ
ンジスタＱ５のベースへ送り、このトランジスタＱ５の
エミッタは接地し、そのコレクタは分岐点104 に接続し
ている。分岐点104 は抵抗器Ｒ31を介して電圧ＶB のバ
イヤスがかけられて、電源スイッチＱ８のベースに接続
しており、電源スイッチＱ８はその出力分岐点を介して
リード線74に沿ってコンプレッサクラッチ14に電力を加
える。
【００３７】Ｑ５が「オン」になり、サーミスタ88によ
って測定された温度が18゜Ｆ以下であると判断された
時、マイクロプロセッサによってＱ８が「オフ」にな
り、またサーミスタ88によって測定された温度が40゜Ｆ
以上である時、「オン」する。電源スイッチＱ８の他方
のリード線が接続している分岐点106 は、抵抗器Ｒ37を
介して接地して、コンプレッサクラッチの回路を完成さ
せている。
【００３８】装置Ｕ４のピン５はコンデンサＣ５を介し
て接地しており、ピン４はリード線118 でマイクロプロ
セッサに接続したリセットを有している。本実施例のサ
ーミスタ88は、上記フェンウォール・エレクトロニクス
社から入手できる30ＫオームのＮＴＣサーミスタで、部
品番号はUUR43J21である。過渡抑制のためサーミスタ88
のリード線間に渡るようにコンデンサＣ４が配置されて
いる。
【００３９】出力励振器Ｑ８及びＱ９は、分岐点112 に
接続されている逆極性ツェナダイオードＤ13と直列に設
けられた、リード線74に接続した正極性ダイオードＤ９
及びリード線66に接続した正極性ダイオードＤ12を有す
るダイオード回路網によって出力線における過渡現象が
防止されている。電源44には、高低バッテリ電圧検出回
路120 が設けられており、これは接地している抵抗器列
Ｒ16、Ｒ17に11ボルトのシステム電圧ＶB を加え、抵抗
器間の分岐点122 は制限抵抗器Ｒ10を介して装置Ｕ１の
ピン７である比較器の正の入力部に接続している。過渡
現象抑制コンデンサＣ６は分岐点122 から接地してい
る。装置Ｕ１のピン６である比較器の負の入力部は、制
限抵抗器Ｒ12を介して分岐点124 に接続しており、この
分岐点124は、直列的に接地している抵抗器Ｒ14及びＲ1
5間のセンタタップに接続しており、Ｒ14には５ボルト
の調整供給電圧が加えられている。次式： ＶHI ＝ＶB （Ｒ17）／（Ｒ16＋Ｒ17） で表される抵抗器Ｒ16及びＲ17を有する分割器からの電
圧が、次式 ＶREF ＝Ｖ5 （Ｒ15）／（Ｒ14＋Ｒ15） で表される調整５ボルトを受け取る分割器からの電圧を
超えると、装置Ｕ１はピン１及びリード線126 から正極
性ダイオードＤ５を介して、マイクロプロセッサＵ３の
入力部に接続している分岐点128 に導通する。
【００４０】同様に、システム電圧ＶB が抵抗器Ｒ18を
介して分岐点130 に加えられており、接地している抵抗
器Ｒ19がこの分岐点130 で抵抗器Ｒ18に接続しているの
で、抵抗器Ｒ19及びＲ18は分圧器として機能する。分岐
点130 における電圧は次式： ＶLO ＝ＶB （Ｒ19）／（Ｒ18＋Ｒ19） で表される。
【００４１】ＶLOは制限抵抗器Ｒ13を介して装置Ｕ１の
ピン８の負の入力部に加えられており、装置Ｕ１のピン
９の正の入力部には分岐点124から制限抵抗器Ｒ11を介
して電圧が加えられている。このため、装置Ｕ１は比較
器として機能し、分岐点130での電圧ＶLOが分岐点124
での電圧ＶREF より小さい場合、装置Ｕ１は出力ピン14
からリード線132 に沿って正極性ダイオードＤ６を介し
て分岐点128に、さらにマイクロプロセッサＵ３の入力
部に導通する。装置Ｕ１のピン１の出力部は正のフィー
ドバック抵抗器Ｒ９を備えており、抵抗器Ｒ６を介して
５ボルトの調整電力のバイヤスがかけられている。同様
に、装置Ｕ１のピン14の出力部は正のフィードバック抵
抗器Ｒ８を備えており、抵抗器Ｒ７を介して５ボルトの
調整電力のバイヤスがかけられている。
【００４２】バッテリ電圧が所定の上限値17ボルト以上
であるか、または所定値8.5 ボルト以下であることを示
す信号をマイクロプロセッサＵ３が分岐点128 から受け
取ると、マイクロプロセッサが作動して信号を出力リー
ド線100 に沿って送り、リード線74に沿ってクラッチ14
を不作動化する。
【００４３】マイクロプロセッサは、抵抗器Ｒ45を介し
て分岐点134に加えられた５ボルトの調整電圧のバイヤ
スがかけられる分岐点134 からの電圧によってリセット
されるが、分岐点はコンデンサＣ16を介して接地してお
り、またＵ３の入力リセットピン１に接続している。
【００４４】過電流防止回路136 が設けられており、抵
抗器Ｒ37を用いている。励振器Ｑ８、Ｑ９の出力電流
は、分岐点106 を介して抵抗器Ｒ37で感知される。コン
プレッサクラッチまたはファンリレーの負荷が短絡する
と、Ｒ37における電圧降下が増大する。この電圧降下
は、抵抗器Ｒ36及びＲ35を介して装置Ｕ２の増幅器のピ
ン２及び３に入力として加えられる。装置Ｕ２のピン１
の出力は、抵抗器Ｒ39を介して装置Ｕ２の比較器部分の
ピン６の負の入力部へ送られ、この装置Ｕ２の比較器部
分のピン５の正の入力部には分岐点138 から基準電圧の
バイヤスが抵抗器Ｒ27を介してかけられている。分岐点
138 には、５ボルトの調整電圧が加えられている抵抗器
Ｒ30と接地している抵抗器Ｒ33とを直列接続してなる分
圧器回路網によってバイヤスがかけられており、次式： Ｖ138 ＝（Ｒ33）／（Ｒ30＋Ｒ33） で表される電圧が得られる。
【００４５】比較器Ｕ２の入力ピン６における電圧がＵ
２のピン５に加えられる基準電圧以上である時、Ｕ２の
出力ピン７が分岐点140 を介して導通する。分岐点140
は、マイクロプロセッサの入力部に接続していると共
に、リード線142 に沿って抵抗器Ｒ41を介して装置Ｕ１
の比較器部分の正の入力部のピン11に接続している。Ｕ
１の比較器部分の負の入力ピン10には抵抗器Ｒ42を介し
てＶ138 のバイヤスがかけられている。Ｕ１のピン11に
加えられた時のＵ２のピン７の電圧出力が基準電圧Ｖ13
8 以上である時、逆極性ダイオードＤ７、Ｄ８を介して
Ｑ８，Ｑ９のベースに接続している分岐点146 に接続し
ている出力ピン13を介してＵ１が導通するため、Ｑ８，
Ｑ９が「オフ」になって、過電流状態が停止する。分岐
点146 には抵抗器Ｒ44を介してシステム電圧ＶBのバイ
ヤスがかけられており、Ｕ１のピン13の出力部には、Ｕ
１の入力部のピン11に接続した正のフィードバック抵抗
器Ｒ43が設けられている。
【００４６】増幅器Ｕ２がピン１で導通すると、Ｕ２の
ピン６と接地点との間に接続されているコンデンサＣ10
が充電される。Ｑ８、Ｑ９が「オフ」になると、Ｒ37に
おける電圧降下が終了して、Ｕ２のピン１における出力
が低くなる。しかし、コンデンサＣ２は比較器Ｕ２の入
力ピン６における電荷を維持するため、Ｕ２のピン７の
出力は低レベルのままとなり、コンデンサＣ10が抵抗器
Ｒ39からブリードを発生するまで、Ｑ８及びＱ９は「オ
フ」状態に保持される。Ｕ２の出力ピン１からコンデン
サｃ10までの正極性のダイオードＤ11により、コンデン
サＣ10のための高速充電路が形成されていると共に、高
速放電を防止して、振動を防止できるようにしている。
Ｄ13は、負荷のインダクタンスによる過渡現象またはス
パイクを防止するためのものである。
【００４７】次に図３を参照しながら説明すると、段階
144 において、スイッチ78（図１参照）を閉じることに
よってマイクロプロセッサに12ボルトのシステム電圧を
加える。段階146 において、ディープサイクルに対して
最短コンプレッサ「オン」時間フラグを立てる。
【００４８】サーミスタ88によって測定された温度Ｔ88
が75゜Ｆ未満の場合、コンプレッサクラッチの「オン」
時間は７秒間である。温度Ｔ88が75゜Ｆから90゜Ｆまで
の間にある場合、コンプレッサクラッチの「オン」時間
は60秒間である。また、温度Ｔ88が90゜Ｆより高い場
合、フルディープサイクルのコンプレッサクラッチの
「オン」時間は180 秒にセットする。
【００４９】段階148 において、Ｔ88が本実施例では18
゜Ｆであるクラッチ「オフ」温度未満であるかどうかを
判定する。Ｔ88が18゜Ｆ未満ではない場合、段階150 で
コンプレッサクラッチ14及びファンリレー68が共に励磁
される。
【００５０】段階152 において、10秒タイマーが、段階
154に示されている自己加熱形サーミスタ42のための18
オーム負荷の抵抗器Ｒ24の励磁を遅らせる。
【００５１】段階156 において、Ｔ88が18゜Ｆのクラッ
チ「オフ」温度未満であるかどうかを判定する。Ｔ88が
18゜Ｆ未満ではない場合、段階158 において、自己加熱
形サーミスタの飽和温度Ｔ42が、本実施例では350psi
（2415KPa ）に設定されている高圧カットアウト温度よ
り高いかどうかが判定される。Ｔ42が350psiの高圧カッ
トアウト圧力より高い場合、段階160 において高圧カッ
トアウトフラグが、現時点での好適な実施例では20秒間
立てられる。段階160 において20秒間遅らせた後、クラ
ッチが消勢され、さらにファン及び自己加熱装置が消勢
される。段階162において、最短「オン」フラグが取り
除かれる。
【００５２】段階164 において、高圧カットアウトフラ
グが時間切れになっているかどうかが判定される。時間
切れの場合、段階166 において、Ｔ88が現時点での好適
な実施例では40゜Ｆのクラッチ「オン」温度より高いか
どうかが判定される。段階166 においてＴ88が40゜Ｆよ
り高いと判定された場合、クラッチが励磁される。ま
た、段階168 において18オーム負荷の抵抗器Ｒ24に７秒
間電力を供給できるように最短「オン」フラグが立てら
れる。
【００５３】段階156 に戻って、温度Ｔ88が18゜Ｆのク
ラッチ「オフ」温度未満である場合、段階170 におい
て、最短時間が満たされているかどうかが判定される。
それが満たされている場合、マイクロプロセッサの制御
は段階162 へ進む。しかし、段階170 で最短時間が満た
されていない場合、段階172 においてＴ88が18゜Ｆのク
ラッチ「オフ」温度未満であるかどうかが判定される。
18゜Ｆのクラッチ「オフ」温度未満ではない場合、処理
は段階158 へ進む。しかし、段階172 においてＴ88が18
゜Ｆのクラッチ「オフ」温度未満である場合、制御は段
階162 へ進み、クラッチ及びファンを消勢する。
【００５４】段階158 に戻って、自己加熱形サーミスタ
温度Ｔ42が350psiの高圧カットアウト圧力より高くない
場合、段階174 においてＴ42が、好ましくは240psi(165
5KPa) であるファン「オン」圧力より高いかどうかが判
定される。高い場合、段階176 でコンデンサファンがオ
ンとなり、制御が段階156 へ戻る。しかし段階174 にお
いてＴ42が240psi(1655KPa) のファン「オン」圧力より
高くない場合、段階178 においてＴ42が、好ましくは18
0psi(1241KPa) であるファン「オフ」圧力未満であるか
どうかが判定される。180psiのファン「オフ」圧力未満
である場合、段階180 においてマイクロプロセッサはコ
ンデンサファンを「オフ」にして、制御は段階156 へ戻
る。しかし、段階178でＴ42が180psiのファン「オフ」
圧力未満ではない場合、制御は段階156 へ戻り、コンデ
ンサファンはオンのままとなる。抵抗及びキャパシタン
スの値と装置番号とを表１に示す。
【００５５】 表−１ 抵抗値（オーム） コンデンサ（マイクロファラド） 他の素子 R 4 1K C 1,3,5 .1 U 1 LM239 R 5,7 10K C 2 1.0 U 2 LM2940D R 8,9 920K C 4 0.001 U 3 MC68HC04TK R 10-13 22K C 6,7 .1 U 4 555 R 14,16-18 15K C 8 .01 U 5 MC7805BTD R 15 62K C 10 .15 D 1 5.1VZ R 17 1.5K C 11 .001 D 2 6.2V R 19 3.0K C 12 .1Metflm D 3,5,6 MMBD914 R 20 100 C 13,14 .1 D 4 10VZ R 21 200K C 19,16 3.3 D 7,8,10 MMBD914 R 22 2.2K D 9 RLR4004 R 23 270K D 11 MMBD914 R 24,41-18-2W D 12 RLR4004 R 25,26 10K D 13 TGL=41=51 R 27 9.1K D 14 MLL4746-18V R 28,29 2200 D 15 RLR4004 R 30-36 10K Q 3 MJD31C R 37 .006 Q 4-6 MMBD3904 R 38,40,43 100K Q 8,9 IFR020 R 39 330K R 41,42,44 22K R 45 33K 以上に本発明の実施例を説明したが、本発明の範囲内に
おいて様々な変更及び変化を加えることができることは
理解されたい。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたことから、本発明は、機械的
熱膨張弁を用いながら、サーミスタを装置内に配置する
ことによって温度を電気的に感知して、マイクロプロセ
ッサに基づいた制御器が電動式コンプレッサ及びコンデ
ンサファンモータに制御信号を送ることができる。
【００５７】また本発明では、熱膨張弁の入口すなわち
高圧側に自己加熱形サーミスタを設けることにより、装
置の高圧側の飽和圧力を決定してコンデンサファンを回
転させる信号を発生でき、しかも冷媒温度を直接的に感
知するサーミスタを蒸発器の出口に、または圧力降下が
小さい蒸発器では蒸発器の入口に設けたので、冷媒特性
の検索表から飽和温度を決定して、コンプレッサクラッ
チを回転させる電気制御信号を発生することができる。
【００５８】このように、本発明は、経済的で信頼性が
高い機械的熱膨張弁を用いながら、空調装置のコンプレ
ッサクラッチ及びコンデンサファンを電子的に制御して
迅速な応答性ときめ細かい制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御装置の概略的説明図である。
【図２】本発明の電気回路図である。
【図３】図１の装置の電気制御システムのフローチャー
トである。
【符号の説明】
10 制御装置 12 コンプレッサ 22 コンデンサ 24 ファン 30 熱膨張弁 31 弁本体 34 蒸発器 38 戻り通路 42 自己加熱形サーミスタ 44 電圧調整器 62 比較器 64 マイクロプロセッサをベースにした制御器 68 ファンリレー 88 サーミスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ビー． トンプソン アメリカ合衆国 イリノイ 60195 ホフ マン エステイツ ソロンバーク ドライ ブ 4700 (72)発明者 ロバート ジエー． トーレンス アメリカ合衆国 イリノイ 60101 アデ イソン フアースト アベニユー ４エヌ 348 (72)発明者 マービン エフ． ガウデツテ アメリカ合衆国 イリノイ 61072 カン トリー オブ ウインネガーゴ ロツクト ン マリー リン ドライブ 13322

Claims (4)

    【整理番号】 Ｃ１２２ 【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) 加圧液体冷媒源となるコンデンサ手
    段を備えたポンプ手段と、 (b) 入口及び出口を設けた本体を備え、導管手段によっ
    て加圧液体冷媒が前記ポンプ手段から入口へ送られるよ
    うになっており、また前記本体内に配置され、かつ膨張
    する前記液体の前記出口への流れを制御するために本体
    内を移動する弁部材を含む膨張弁手段と、 (c) 前記コンデンサ手段上へ空気を循環させるブロワ手
    段と、 (d) 入口及び出口を備えており、その入口で前記弁手段
    の出口からの冷媒流を受け取るように連結されており、
    冷却すべき車室からの熱を吸収して前記冷媒を蒸発さ
    せ、その出口から吐き出すようにした蒸発器手段と、 (e) 前記弁手段に貫設されて、前記蒸発器手段の出口か
    らの冷媒流を受け取って前記ポンプ手段の入口へ冷媒流
    を送り出す連続通路と、 (f) 前記弁手段に設けられて、前記連続通路内の冷媒の
    温度に対応して前記弁部材を移動させるアクチュエータ
    手段と、 (g) 前記弁手段の本体の前記入口内に配置されており、
    電流制限抵抗手段を直列接続した第１サーミスタ手段
    と、 (h) 接触する冷媒を沸騰させるのに十分な電流を前記サ
    ーミスタ手段へ供給して、前記沸騰時の前記流れの温度
    を決定する手段を備えた第１回路手段と、 (i) 前記温度を検索表の飽和値と比較して前記温度を飽
    和圧力に変換し、前記圧力に対応して前記ブロワ手段を
    回転させる第２回路手段と、 (j) 前記蒸発器の出口に配置されて、それの冷媒流の温
    度を感知する第２サーミスタ手段と、 (k) 前記第２サーミスタ手段から信号を受け取って、前
    記感知温度が所定の「オン」温度より高い時に前記ポン
    プ手段を励磁させ、前記感知温度が所定の「オフ」温度
    未満の時に前記ポンプ手段を消勢させる第２回路手段と
    を有していることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記第１回路手段は、前記飽和圧力が、
    低い冷媒充填状態を表す所定値未満である時に前記ポン
    プ手段を消勢させるようにしたことを特徴とする請求項
    １の装置。
  3. 【請求項３】 前記第１回路手段には、前記サーミスタ
    を流れる複数の電流値から１つの値を選択する手段が設
    けられていることを特徴とする請求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記蒸発器手段の入口と出口との間に20p
    si(138KPa) 以下の圧力差があり、前記第２サーミスタ
    手段が前記蒸発器の入口に配置されていることを特徴と
    する請求項１の装置。
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