JPS5826968A - 冷却回路の制御方法 - 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】 ＄１図に示したような圧縮機■、凝縮器■、膨張弁■お
よび蒸発器■を配管■■■および■によプ接続した冷却
回路において、従来、膨張弁■としては、蒸発器■の冷
媒入口配管■内の圧力Ｐ・１あるいは、冷媒出口配管■
内の圧力Ｐ１と配管■の外表面温度Ｔｏ／をガス膨張式
検温体によシ検知し、温度Ｔｅｌ’を検温体圧力Ｐ＠ｔ
に変換しＰ・１あるいはＰ・＝をダイヤフラムの一側面
に働かせ、ダイヤフラムの他の一側面にはｐ＠ｆを働か
せて（Ｐａｔ−Ｐａｔ　）あるいは（Ｐ・メーＰ・寞）
の大きさに比例して前記ダイヤフラムを変位させ、その
動きにより針弁を開閉して冷媒循環量を制御していた。

このような膨張弁においては、針弁の開閉ストロークが
０．５麿程度しかないので、ごくわずか針弁位置が変化
するだけで流量変化が大きく、しかも流量制御範囲が狭
いので冷却負荷が定格値付近のときには冷媒流量制御は
円滑におこなわれるが、定格よ如も大幅に冷却負荷が小
さいときには針弁が密閉〜全開の間をはげしくくりかえ
していわゆるへンチング現象が起ったシ、冷却負荷が定
格負荷よ勤も高−ときには針弁が全開しても必要な冷媒
量を通過させるととができな−などの問題をもって−た
。

さらに、カークーラーにおけるごとく、圧縮機■が、自
動車の走行用エンジンにベルト等によ）ＩＩＩ！統され
、自動車の走行状１に応じてエンジン回転速度がｗｏｏ
−＠ｏｏｏｒｐｍもの広範囲に変化した場合には、圧縮
機９の圧縮能力゛も最大と最小の比が１６＠にもなるの
で、圧縮機■、凝縮器■、膨張弁■およびｙ＆発器■等
の冷却系統がパフンスよ（運転することを期待すること
は、はとんど不可能でＴｏつ九。

このような広範囲な条件変化のもとにおいても快適な冷
房感覚を得るために多くの努力がなされては−るものの
、いまだ完全解決にはいたらず。

たとえば自動車が高速走行して、エンジン回転速度がｊ
ＩＦいとＩＩＫはりぎのよう゛な関題点があった。

に）圧縮機■が超高速で回転し、多量の冷媒を循環させ
るので、ｍ５ｓｓ■で蒸発しきれない１１の液状冷媒が
圧縮機■内へ戻るために、圧縮機Φ内で、いわゆる「液
圧縮」がおこなわれ、圧縮機■のピストンやパルプ類を
破損することがあった。

（ロ）圧縮機■が超高速で回転し、蒸発器■から冷媒を
強引に＠入するので、蒸発器Φ内の圧力が低下しそれに
ともない蒸発器■の温度屯たとえば一１５℃以下にも下
ることがある。そのために、蒸発、！ＩＯの外表面に空
気中の水分がＷまたは氷状に耐着して、蒸発器０の熱交
換能力を低下させ、更にいっそう蒸発器■の内部圧力お
よび温度の低下を助長し、着霜が進行する問題があつた
。

（ハ）蒸発器■内の圧力が異常に低下したり、あるいは
車室内の温度Ｔｒが低下すると、圧縮機■ヘエンジンか
ら動力を伝達しているクラッチが開放動作して、圧縮機
■を停止させるように制御する場合もあるが、そのよう
なときには、前記しえような蒸発器■に耐着した霜また
は氷が融け、あるいは凝縮附着水が車室内へ吹き出して
くるために、「霧吹き」と浮ばれる加湿現象が起り、乗
車者の体感を低下せしめる問題があった。

に）車室内の温度制御のために、圧縮機■の運転と停止
をひんばんにおこなうと、圧縮機■が運転→停止に入っ
たあとのしばらくの閲り＆発器■を通うて車室内へ吹き
出されてくる空気には特異なＡ気があるため、乗車者に
不快感を与えることはよく知られているところである。

したがうて、多くの自動車運転者は、圧縮機■を連続運
転させておき、蒸Ｗｉ器■によって常時冷却除湿し、そ
れをと−夕で各加熱するかあるｈＦ１車外の温風と混合
して快適吹出温度になるようにしているが、この方法は
、きわめてエネルギー浪費的であるために％自動車の走
行ＩＩ！５責がいちじるしく低下し、さらに自動車の加
速性および運転性能を低下させる問題をもっていた。

本発明はこれらｏｒｉａｔａ点を解消するためのもので
あって、第２図に示すごとく圧縮機■、凝縮器０、比例
制御式Ｗｉ債弁・シよび蒸発器■を、配管■０Φ０によ
）循環的に接続した系統内に、フロン等の冷媒を封入し
た冷却回路において、圧縮機■の吐出側配管■と吸入側
配管■の聞に比例制御式バイパス弁＠を配管［相］＠に
よシ接続し、蒸発器■へ送られる被制御体温度Ｔｒ、！
発！！■へ０冷謀入口温度Ｔ＠１および冷媒出口温度’
［’ｓｇ等を検知体により検出し、当該検出値をマイク
ロコンピュータ等の計算手段に入力し、たとえばＩ！１
表、第２表およびｗｉｓ図に例示したように、あらかじ
め設定された基準値と比較判定して二圧ａｍ■、送風機
■の運転モードおよび比例制御式鰺張弁［相］、比例制
御式バイパス弁＠Ｏ開度を相互に関連づけて制御するぺ
＜ｍ成された冷却回路の制御方法である。

第１表 本発明をさらにくわしく説明中れば、第１表に示したよ
うに、圧縮機■（あるいは記号Ｃ）Ｆｉ第８図ノコンピ
ュータの判定によりＷあるいはｘのどちらかの毫−ドを
選定され、送風機■（あるいは記号Ｆ）は、手動でＷモ
ードを選ぶことができ、Ｗ以外のモードは第８図のコン
ピュータの判定番でよりＸ、ＹあるいはＺを選定される
。

また、比例制御式膨張弁［株］（あるいは記号ＬＥ）お
よび比例制御式バイパス弁■（あるいは記号ＬＢ）は第
８区のコンピュータの判定によりｗ、ｘ％Ｙのどれかを
選定される。

第３図に例示したコンピュータによる演算および判定プ
ログラムは、第２表に例示した運転計画を具体的実施態
様に表示したものである。なお、送風機Ｆを手動により
Ｗモードを選んだときには、全冷却系が停止するように
計画されている。

＠２表において特長的なことは、パターン逸４．５．１
０および１１のそれぞれにおいて膨張弁Ｌｒの動８：毫
−ドがＹにされていることである。龜し従来の定過熱度
方式膨張弁を使用すれば、これらの条件では△Ｔｅ≦６
なのでモードＸにしかできない構造原理にな−でいるが
、本発明においては比例路　　　　２　　　　表 制御方式膨張弁［相］を特に指定してコンピュータによ
りコントロールしてそのような構造原理上の制約をうけ
ないようＫし最適制御ができるようにしている。

次に、前記第２表および第８図における動作の一例を示
すと のときＫは第２表のパターン凪９に相当する条件ナノで
、マイクロコンピュータにより演算判定され命令される
出力は、 になるように企画されている。

すなわち、第８図でこれらの演算判定順序を追ってゆく
と、 （イ）入力Ｔｒ＝２９”Ｃ読みこみ （ロ）入力Ｔ’ｅｉ　＝　−２℃読みこみ（ハ）入力Ｔ
ｅ、　＝＝　９°Ｃ読みこみに）演算△Ｔｏ　＝　Ｔｅ
ｇ　−Ｔｅｔ　＝＝　１１　（Ｌｏｇ（ホ）判定Ｔｒ≧
２５゛Ｃか？− ＹＥＳなので第８図において下方矢印へ進む（へ）判定
’Ｉ’ｅｔ≦ｏ’ｃか？− ＹＥＳなので第８図において下方矢印へ進む（ト）判定
　Ｔ＠１＞−１０’Ｑか？−ＹＥＳなので第８図におい
て下方矢印へ進む（ト）判定△Ｔ、≧５　ｄｉｇか？− ＹＥＳなので第８図において下方矢印へ進む（す）判定
ΔＴ８≦ｉａａｏｇか？− ＮＯなので第８図において左方へ進む ←）判定Ｔｒ≦２８′Ｃか？− ＮＯなので第８図において左方へ進む に）判定結果はパターン胤９であり、更に矢印にしたが
って進んで （ツ）Ｃ出力（Ｃ＝Ｘ）、Ｆ出力（Ｆ＝Ｚ）、ＬＥ高出
力ＬＥ＝Ｗ）、ＬＢ高出力ＬＢ＝Ｘ） の順に出力命令が出される。

（ワ）次にスタートへもどシ、再びその次のＴｒ　を読
みこんでゆく。

このように、本発明においては、圧縮機■、送風機■、
比例制御式膨張弁［株］および比例制御式バイパス弁＠
の動作を相互に関連づけて最適化しているので、エンジ
ンの回転速度が大幅に変化しても冷却回路をＩＩｋａ状
顔で運転できるようになシ、快適性が向上し、エネルギ
ー消費を少なくし冷却回路を構成する＊ａｉｉ能を保護
し、その上自動車の運転性能への影響を最小限にすると
いう産業上の利用価値がきわめて高いものである。

＠２図の説明において、比例制御式膨張弁［株］および
比例制御式バイパス弁＠の４１！能をはたすものの一例
は、Ｘ４図に示したように弁本体［相］の一部に、弁座
［相］を設け、針状弁［相］との隙間を変化させること
和より流量制御させ、針状弁［相］と一体になった弁軸
［株］、軸受部［相］、モータの回転子・、推進用おね
じ［相］を直列に並べ、軸受メタルａＳ＃／ｃより軸受
部＠を支え、また、めねじ＠に、推進用おねじ［相］を
ねじあわせて、非磁性体よりなる密閉筒［相］の外側に
モータの固定コイル［相］を取付けたものを使用できる
。

した２＞Ｋ、て、マイクロコンピュータからモータの固
定コイル０へ右回転あるいは左回転の信号電流が送られ
るごとに、モータの回転子［相］が右おるいは左方向へ
１ステフブづつ回転するので、推進用おねじ［相］とめ
ねじ［相］のねじ作用により針状弁＠が右または左方向
へ回転しながら同一中軸方向へ左。

右動し、弁座［相］との闇の隙間が変化し、流量が制御
されるようになってｈる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却回路図、第２図は本発明冷却回路の
概念図、第８図は本発明冷却回路の１ｔｄＪ御プログラ
ム例、棺４図は比例制御式弁の断面図。 ■＝圧縮機　　■＝凝縮器　　　■＝膨張弁■＝蒸発器
　　■■■■＠０＝配管− ■＝送風機　　０＝比例制御式廖張弁 ■＝比例制御式バイパス弁　　　＠＝弁本体［相］＝弁
座　　　リ＝針状弁　　　［株］＝弁軸ｏ＝ｌＳＩｉｉ
ｌ受部　　＠＝モータの回転子［相］＝推通用おねじ　
　［有］＝軸父メクルυ−めねじ　　［株］＝密閉尚 ■＝モータの既定コイル 特許出願人 太平洋工業株式会社 ９′ 穿４０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機■、凝ｍ器■、比例制御式膨張弁＠お１び蒸発器
   ■を、配管■Ｃ↑−により循環的に接〕した系統内に、
   フロン等の日課を封入した冷却回路において、圧縮機■
   の吐Ｊ１．．配管０と吸入り配管■の閲に比例制御式バ
   フ／°（ス弁＠を配管［相］＠、・Ｃよシ接続し、蒸発
   器■へ送ｒれる被制御体湿炭゛ｒ、蒸発器■への冷媒入
   口温７Ｔ・１および冷媒出口温度Ｔ４１３等を検知体に
   よシ検ＩＬＩ−１当該検出値をマイクロコンピュータ等
   の打算手段に入力し、あらかじめ設定された基準値と比
   較判定して、圧縮機■、送風機■の運転モードおよび比
   例制御式膨張弁［相］、比例制御式バイパスア？■の開
   度を相互に関連づけて制御するべく構成これた冷却回路
   の制御方法。