JPS58108361A - 車輌用空調装置の制御装置 - 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】 本発明は車輛用空調装置に関し、特に冷房ユニ、トの制
御装置に関する。

一般に、車輛用空調装置における冷房ユニ、トにあって
は、自動車エンジンによって冷媒圧縮機を駆動するよう
になっており、一般走行速度（例えば４０　ｋｉｈ　”
）において、ある定められた冷房負荷状態で所定の冷房
能力が得られるように設計されている。このためアイド
リンク時や低速走行時には圧縮機回転数が低くて冷房能
力不足となシ。

逆に高速走行時は冷房能力過剰となる。このような能力
過剰状態においては、エンジンと圧縮機との動力伝達を
掛は外しする電磁クラッチをオン。

オフして、圧縮機の駆動、停止を繰り返すクラッチサイ
クリングが行なわれる。しかしこのようなりう、チサイ
クリング方式では、高速走行時における能力過剰分が大
きいため電磁クラッチのオン。

オフ回数が多く、シかも最大の冷房力を発揮し得る状態
で圧縮機の駆動、停止を行なうことによる駆動系へのシ
ョックが大きくドライバに不快感を与える欠点がある。

本発明は以上のような欠点を解消しようとするもので、
低速走行時の堪房能カを向上させると共に、高速走行時
の冷房能力を抑制して適正化を図ることができる車輛用
空調装置の制御装置を提供しようとするものである。

本発明はまた。冷媒圧縮機の駆動、停止による駆動系へ
Ｏシｍｙりを軽減することができる制御装置を提供しよ
うとするものである。

本発明は、圧縮能力が段階的に可変の冷媒圧縮機を用い
、この圧縮能力の切シ替えを、圧縮機の吸入ガス状態例
えば、圧力あるいは温度の変化を検出して行ない、冷房
負荷に対して冷房能力が不足した場合には大きな圧縮能
力に切フ替え、冷房負荷に対して冷房能力が過剰になっ
たら圧縮能力を減少させるようにしたものである。

以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に使用される冷媒圧縮機の回転数に対す
る冷房能力特性の一例を示し、圧縮容積が大容積ＣＣ１
と小容積ｃｃ雪の２段階に可変の圧縮機の特性を曲線Ｃ
ｔｒＣ−で示す。曲線Ｃは定容積圧縮機の特性を示す。

図から明らかなように。

大容積ＣＣｉのもとでは従来の冷房能力より大きく。

小容積ＣＣ，のもとでは従来の冷房能力より小さくなる
ようにしている。

この種の圧縮機としては２本出願人がすでに提案した（
特願昭５６−３３６４６号）スクロール型圧縮機を利用
する。この圧縮機は、簡単に言えば。

一対のうず巻体を角度をずらせてかみ合せ、一方のうず
巻体に相対的な旋回運動を与えて１両うず巻体間に形成
した密閉空間を中心方向へ容積の減少を伴なわせながら
移動させ、中心部から圧縮流体を吐出させるようにした
ものである。そして二つのうず巻体間に形成される密閉
空間の最初の吸入流体を電磁弁によりて入口側に逃がす
ように構成することによシ、圧縮容積を２段階に切シ替
えできるようにしている。

次に冷房負荷と圧縮機の吸入ガス状態との関係について
説明する。

第２図は吸入ガス状態として吸入ガス圧力を例示して冷
房負荷との関係を示した図である。

一般に、冷房ユニットの冷媒回路には、冷媒蒸発器の入
口側にエキスノ母ンシ璽ンパルブが設置されて冷媒圧力
が自動調整されるようになつている。

すなわち、冷房負荷が大きい状態では、冷媒と車内空気
との温度差が大きく冷媒の気化蒸発が盛んに行なわれる
ための、大量′の冷媒が高圧力で供給される。またアイ
ドリンクや低速走性の場合には。

圧縮機の回転数が低く冷媒吐出量が少なくなるがエキス
フ４ンシ四ン／中ルブによシ冷房負荷と冷媒循環量との
関係をバランスさせるべく冷媒を高圧力で供給する−０
このようにして第２図に示される如く、冷房負荷が大き
い時やアイドリング、低速走行時には冷媒蒸発器におけ
る蒸発圧力が高く、このため圧縮機の吸入圧力も高くな
る。逆に、冷房負荷が小さい時や高速走行時においては
、圧縮機の吸入圧力は低くなる。

また圧縮機の吸入ガス温度忙ついて言えば、冷媒蒸発器
で蒸発した冷媒が飽和状態であれば、吸入ガス圧力と温
度とは等価と見なすことができるが、実際には圧縮機へ
冷媒が液体のままで供給されることを防止するため吸入
ガス温度は飽和状態での温度よりも数度高く（この温度
差を過熱度と称する）される。このことから冷房負荷と
吸入ガス温度との関係は、飽和ガス状態における吸入ガ
ス圧力に対応するガス温度に上述の過熱度を加えて考え
れば良いことになる。

第３図゛は本発明による圧縮能力切替え回路を適用した
冷媒回路の概略構成図であり、ここでは圧縮機の吸入弁
よシ前の回路中に配設した圧力スイッチで圧縮能力の切
替えを行なうようにしている。

冷媒の流れを説明すると、エンジンによって駆動される
冷媒圧縮機１で圧縮された高温、高圧の冷媒は、コンデ
ンサ２を通過する際走行に伴なう風やコンデンサファン
３（あるいはラジェータファン）による強制通風により
冷却され凝縮して高温、高圧の液体となる。この高温、
高圧の液体は。

一旦リキッドタンク４に溜められる。更にこの液体ハ、
エキスノ母ンションバルブ５で急激に膨張して低温、低
圧の液体となり、冷媒蒸発器６においてプロワモータ７
により送られてくる空気と熱交換する。このようＫして
蒸発した冷媒は、蒸発圧力調整弁８を経て圧縮機１に環
流される。９は圧縮機１の圧縮能力切替えノクルツ用ソ
レノイド、１０は圧力スイッチＪｌ　１はメインスイッ
チ、１２は車輛用電源である。また１４はエンジンと圧
縮機１との動力伝′達を掛は外しするための電磁クラ。

チであり、ここではスイッチ１１の投入にょシ圧縮機は
連続運転となる。

次に制御動作について説明する。

第６図は冷房二二、ト始動後の吸入ガス圧力（温度）と
時間との関係を示した図である。

図中＋ＰＪは圧縮能力を大容積ｃｃ１から小容積ｃｃ２
へ切シ替える時の設定圧力でｅ　ｐｓ、は小容積ＣＣ，
から大容積ＣＣ，へ切夛替える設定圧力である。

第３図をも参照して説明すると１曲線」は高速走行等に
よシ冷房負荷に対し冷房能力が上回る場合の変化でアシ
、冷房運転開始時は圧縮機１は大容積Ｃ自で駆動され２
．吸入ガス圧力が設定値ｐｓ１まで低下すると、圧力ス
イッチ１０がオンとなることによりソレノイド９に通電
されて圧縮機１は小容積ＣＣ，へ切シ替えられる。しか
しその後も冷房負荷に対して冷房能力がやや上回ること
により。

吸入ガス圧力は設定値ＰＳｉよ）やや低い状態で運転が
継続されることになる。ここで第６図中、破線の曲線は
定容積圧縮機の場合の変化であり、これに比して本実施
例における吸入ガス圧力は高く。

圧縮機の成績係数が向上し駆動力軽減化による省エネル
ギー効果が得られることが理解できよう。

曲線■は、小容積ＣＣ２での圧縮機駆動による冷房能力
と冷房負荷とが均衡している場合の変化である。すなわ
ち、吸入ガス圧力が設定値ｐｓｉに達して圧縮機１が小
容積ＣＣ２に切シ替えられてから吸入ガス圧力がやや上
昇するが、設定値ＰＳ１とＰＳ！との間にあり、これに
よって圧縮機１は小容積ＣＣ２のままで駆動されること
になる。

曲線■は、冷房負荷が小容積ｃｃ２での圧縮機駆動によ
る冷房能力よシ大きく、大容積ＣＣｔによる冷房能力よ
シ小さい場合の変化である。すなわち大容積ＣＣ１での
駆動によシ吸入ガス圧力が設淀値ＰＳｌまで低下すると
、圧縮機１は小容積ＣＣ３へ切シ替えられ、その後冷房
能力不足にょ９吸入ガス圧力が設定値ｐｓ、ｔで上昇す
ると、圧力スイッチ１２がオフとなシ圧縮機ｌは大容積
ＣＣｔでの駆動に切夛替えられる。以後４この圧縮機１
０大容積ｃｃ１と小容積ＣＣ：との切替えが繰り返し行
なわれる。

この他、低速走行等により大容積ＣＣｔでの駆動によっ
ても吸入ガス圧力が設定置Ｐｓｌに達しない場合には、
そのまま大容積ＣＣ，にょる運転が続くことになる。

第４図は第３図と同様の冷媒回路に、吸入ガスの温度を
検出して圧縮能力の切替えを行なう回路を組合せた他の
実施例を示し、圧縮機ｌの吸入弁より前の回路に温度ス
イッチ１３を配設している。

制御動作については、前述したように、吸入ガス圧力と
吸入ガス温度との間には一定の対応関係があるので、吸
入ガス圧力によって制御する場合と同じであり説明は省
略する。

第５図は本発明の第３の実施例を第４図同様。

要部のみについて示した図である。ここでは圧縮機１の
吸入弁よシも前の回路中に、圧力スイッチ１０と温度ス
イッチ１３とを配設している。勿論。

圧縮能力の切替え制御動作は、前記実施例と変らないが
、この圧力スイッチ１０と温度スイッチ１３とは、圧縮
能力切替えパルプ用ソレノイド９と電源１２との間に直
列に挿入接続されるので。

両スイッチがオンした時のみ圧縮機１が小容積ＣＣ，へ
切り替えられる。

なおこのような吸入ガスの温度を検出して圧縮能力の切
替えを行なう装置のメリットとしては。

次のような点があげれる。すなわち、工ンジ／の急加速
、空ぶかし等によシ冷房負荷とは無関係に吸入ガス圧力
が急激に低下する場合がちシ、圧力検出だけではこの圧
力低下に応答して圧縮能力の切替えが頻繁に行なわれて
しまうおそれがある・これに対し吸入ガス温度にはこの
ような急激な変化は無いので、常に適正な圧縮能力の切
替えを行なうことができる。

一以上説明してきたように２本発明では圧縮能力が段階
的に可変の冷媒圧縮機を使用して、高速走行時すなわち
、冷房能力が過剰になりがちな場合は圧縮能力を小さく
してエンジン負荷を軽くすることにより省エネルギー化
に寄与する。逆に低速走行やアイドリング時、すなわち
冷房能力が不足しがちな場合は従来の圧縮機に比してよ
り大きな圧縮能力で圧縮機を駆動することにより冷房能
力を向上させることができ、急速に快適な車内温度が得
られるという効果がある。また冷房運転を行なっている
間は、圧縮機の駆動、停止を繰り返し行なう′ことが無
いので、駆動系へのショック軽減化に寄与する効果は大
きい。更に本装置は構成が非常に簡単であり、したがっ
て安価であるという利点もある。

なお圧縮能力を段階的に可変とする圧縮機については、
上述したスクロール型圧縮機において容積を可変とした
ものに限らない。例えば圧縮機の入口と出口間にバイパ
ス路を設けて、この冷媒バイパス量を段階的に調整可能
にしたり、圧縮機の入口側に絞シ弁を設けて冷媒供給量
を段階的に調整可能にすること、あるいはすきま容積が
段階的に可変の圧縮機を使用して、圧縮能力を段階的に
可変とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する圧縮能力可変型冷媒圧縮機の
冷房能力特性図、第２図は冷房ユニ、トにおける冷房負
荷と冷媒圧縮機の吸入ガス圧力との関係を示した図、第
３図は本発明の第１の実施例を適用した冷媒回路の概略
構成図、第４図、第５図はそれぞれ２本発明の第２．第
３の実施例を適用した冷媒回路の要部を示し、第６図は
本発明の制御動作を説明するための図。図中、ｌは圧縮
能力可変型の冷媒圧縮機、２はコンデンサ、５はエキス
パンシ冒ンパル’７”　、６　ハ冷媒蒸発器、　９　ｔ
ｒｉ圧縮能力切替えパルプ用ソレノイド、１０は圧力ス
イッチ、１３は温度スイッチ、１４は電磁クラッチＯ 第６囚−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮能力が段階的に可変の冷媒圧縮機を用い九車輛
   用空調装置において、前記圧縮機の吸入ガス状態を検知
   する手段を備えて、該検知手段の出力で前記圧縮能力の
   切替えを行なうようにしたことを特徴とする制御装置。 ２、　前記吸入ガス状態の検知手段として、圧力スイッ
   チを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の制御装置。 ３、　前記吸入ガス状態の検知手段として、温度スイッ
   チを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の制御装置。 ４、前記吸入ガス状態の検知手段として、圧力スイッチ
   と温度スイッチとを併設したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の制御装置。