JPS59107177A - 自動車用冷却庫制御装置 - 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、開閉部材を備えた庫内に少なくともエバポレ
ータを配置してなり、前記エバポレータに自動車機関に
よって駆動される空調装置用の冷凍サイクルから冷媒を
供給するように構成された自動車用冷却庫に関する。

この種の自動車用冷却庫は、充分な冷凍能力を有する空
調装置用の冷凍サイクルと組合されているため、空調装
置と冷却庫とを同時に作動させる場合は、共通である冷
凍サイクルから予め決められた配分で、冷媒を分配する
構成をとっている。

しかし、冷却庫と空調装置とを同時作動させる場合には
、冷凍サイクルの冷媒供給能力が限られることから、冷
却庫において充分な冷却能力を得ることができなくなる
ことがあるという問題がある。

この問題についてさらに説明するに、機関によって駆動
される冷凍サイクルの冷媒冷却能力、従って冷凍能力そ
のものが、外気温度によるコンデンサの冷却能力に影響
されることから、外気温度が低いときは、冷凍サイクル
の能力が低下し、上記の問題が一層大きくなる。

本発明は、上記の問題を考慮して、冷却庫の冷却能力が
冷凍サイクルの冷媒冷却能力に応じて減少されるのに対
抗し得る自動車用冷却庫制御装置を提供することを目的
とする。

さらに本発明は、一般的に冷却庫のエバポレータが空調
装置のエバポレータに対して小さいために、冷却庫の冷
却能力を高めるのに比して、空調装置の冷却能力の減少
がわずかであることに着目し、冷凍サイクルの冷媒冷却
能力に応じて、冷却庫の冷却能力を維持しつつ、しがも
空調装置の冷却能力が損なわれないように、冷却庫の冷
却能力と空調装置の冷却能力とのバランスを変化調節す
ることができる自動車用冷却庫制御装置を提供すること
を目的とする。

このため、本発明は、口頭に述べた自動車用冷却庫にお
いて、空調装置のエバポレータの冷媒通路に、電気信号
に応じてその冷媒通路の通流抵抗を調節する電気的作動
器を配設し、冷凍サイクルの冷媒冷却能力に応じた電気
信号によって上記電気的作動器を制御し、前記通流抵抗
を変化調節する制御回路を設けることを特徴とする。

実施に際して、電気的作動器は、特に限定しないけれど
も電気的に付勢されたときに開弁し、消勢されたときに
閉弁する簡単な電磁弁を採用することができる。

冷凍サイクルの冷媒冷却能力は、実際上、コンデンサの
冷却のための外気温度に関係する。このため、好ましい
実施例では、外気温度に対応する電気信号発生器が設け
られ、制御回路は、外気温度に応じて比例的またはステ
ップ的に通流抵抗を調節するように構成される。しかし
て、外気温度が低い場合は、空調装置のエバポレータに
おける通流抵抗が増加され、冷却庫に供給される冷媒量
が増加されて冷却庫の冷却能力の低下が防止される。

なお、冷凍サイクルの冷媒冷却能力は、コレデンサにか
かる空気流の量または流速にも影響される。したがって
、外気温度に対応する電気信号発生器とは別に、または
併有させてコンデンサにかかる空気流に応答する電気信
号発生器を設け、この信号に応じて電気的作動器を制御
し、通流抵抗を調節することもできる。

本発明は冷蔵庫または冷凍庫の単機能冷却庫として、ま
た両機能を併有した冷凍、冷蔵庫としても適応され得る
。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図に冷却庫１の模式的断面図が図示され、第２図に
周辺装置と組み合わされた全体システムが図示されてい
る。

第１図においてより詳細に示されるように、冷却庫１内
には対流用送風モーフ２とエバポレーク３とが配置され
、また冷却庫１には手動操作にて開閉可能な開閉部材４
が備えられている。エバポレータ３は管３Ａ、３Ｂを介
して、自動車機関によって駆動される第２図図示の冷凍
サイクル５がら冷媒が供給されるようになっている。こ
のエバポレータ３は、上層部３ｃにおいて送風モーフ２
からの空気流を通過させ、このとき空気流を冷却する。

白抜き矢印に示すこの空気流は冷却庫内の冷蔵庫部ＩＡ
を通り、エバポレータ３の下部を通って送風モータ２に
帰還される。ＩＢは冷蔵庫部ＩＡに収納された内容物を
示している。

エバポレーク３の下層部３Ｄには、空気流から遮蔽され
た区画に冷却庫部１ｃが形成しである。

この冷却庫部ＩＣには、回動式またはスライド式などの
適当な開閉部材６が付設されている。ＩＤは冷却庫部Ｉ
Ｃ内に収納された製氷皿を示してぃ冷却庫１内において
、送風モータ２による空気流−が冷蔵庫部ＩＡに至る通
路、例えば送風モータ２とエバポレータ３との間には、
通電により発熱する発熱体７が配設されている。発熱体
７は、セラミックヒータなどと呼称されるハニカム構造
体が適用される。この実施例では、特に正の抵抗一温度
係数を有するものが使用されている。ＰＴＣヒータと通
称されるこの特性の発熱体は、自身の温度が所定の値に
達すると自身の抵抗値を増加させることにより、自己温
度調節作用を発揮する。

しかして、エバポレータ３における冷却作用を停止し、
発熱体７に通電した場合には、空気流は発熱体７で加熱
され、冷蔵庫部ＩＡを温蔵する。

従って、この実施例に関する限り、冷却庫１は冷凍、冷
蔵兼温蔵庫ということができる。

冷蔵庫部ＩＡ内には、庫内空気温度を検出する温度セン
サ８、例えばサーミスタが配置され、後述する庫内温度
の電気制御に供される。

第２図に示すように、冷却庫１の冷却用エバポレータ３
は、空調装置の冷凍サイクル５′から冷媒を供給される
ように配管されている。すなわち、この実施例において
エバポレータ３は、空調装置のエバポレータ９と並列に
接続されている。

冷凍サイクル５は、コンプレッサ１０を有し、コンプレ
ッサ１，０は電磁クラ・ノチ１１が電気的に付勢された
ときに自動車原動機の回転系（図示せず）と機械的に連
結され、それによって回転駆動され、吸入された冷媒を
圧縮し吐出する。コンプレッサ１０で圧縮された冷媒は
、矢印に示す循環路を通過する過程において、コンデン
サ１２およびレシーバ１３を介して２つのエバポレーク
３．９に送られ、そこから再びコンプレ・ノサ１０に戻
される。なお、図示しないが適当な減圧手段が電磁弁１
４．１５とエバポレータとの間に設けられている。

２つのエバポレータ３．９の選択的使用を可能にするた
めに、電気的に付勢されたときに開く２つの電磁弁１４
．１５が各エバポレータの入口側に設けられている。し
かして、各電磁弁１４．１５を開弁させたときには、対
応するよりボレータ３および／またはエバポレータ９に
冷媒を流入させることにより、各々冷却作用を発揮させ
得る。

なお、電磁弁１４．１５とエバポレータ３，９との間に
は適当な減圧手段が各々に設けである。

この場合において、冷却庫１内のエバポレータ３の冷却
効果（つまり冷蔵庫部ＩＡの冷蔵能力あるいは冷凍庫部
ＩＣの冷凍能力）は、電磁弁１４のみ開弁しているとき
に比較して、両電磁弁１４と１５が共に開弁していると
き、には、著しく減少する。このことは、エバポレータ
３側の通流抵抗とエバポレーク９側のそれとの差に起因
するもので、この実施例に関する限り、電磁弁１４．１
５が共に開弁していると、エバポレータ３への冷媒の流
入はほとんどない。

従って、電磁弁１４を開弁させている間におし）て、電
磁弁１５側の通流抵抗を調節するならば、エバポレータ
３を通る冷媒量を調節し、もって冷却庫１の冷却効果と
空調装置の冷却効果との７ｚＨランスを調節することが
できる。しかして、この実施例においは、電磁弁１５を
間欠“的に閉じるようにし、かつ電磁弁１５の閉時間と
開時間との割合（断続比、またはデユーティ比）を、冷
却庫１に要求される冷却効果に対応して変化さゼること
により、冷却庫１の冷却効果を調節する。

第２図はまた、冷却庫１と冷凍サイクル５とを作動させ
、また冷却庫１の作動状態を調節するための電気制御回
路をブロック的に図示している。

符号１６は、特に冷却庫１の作動を制御するために用意
された電気回路部を示している。また、１７はエバポレ
ータ９を包含する空調装置の作動を制御するための電気
回路部を示している。

電気回路部１６には、冷却庫の作動を指令する操作器と
してのスイッチ群１８および冷却庫の作動状態を表示す
る表示装置１９が接続され、電気回路部１７にも空調装
置の作動を指令する操作器としてのスイッチ群２０およ
び空調装置の作動状態を表示する表示装置２１が接続さ
れている。さらに電気回路部１６には、外気温度に応じ
た電気信号を発生する信号発生器１６Ａが接続されてい
る。

信号発生器１６Ａは、例えば機関室前方のコンデンサの
配置位置よりさらに前方に取付けたサーミスタが適用さ
れる。

空調装置のための電気回路部１７には、図示しないが公
知のものと同様に、冷凍サイクル５を作動させる電磁ク
ラッチ１１、および電磁弁１５に対して付勢電流を供給
する手段が包含されている。

また電気回路部１７は、冷却庫のための電気回路部１６
からの電気信号Ｓｒに応答して電磁弁１５を閉弁すべり
、適当な論理ゲートよりなるゲート回路２２を具備して
いる。しかして、ゲート回路２２は空調装置の要求に従
って電気信号Ｓｃが付勢レベルになっているときに、電
磁弁１５への付勢電流の供給を許可するけれども、電気
信号Ｓｒが付勢レベルになると、電気信号Ｓｃのレベル
に係わらず電磁弁１５への付勢電流の供給を禁止する。

２つの電気回路部１６．１７は、連係して作動し、上記
のように電気回路部１６から電気回路部１７に対して電
磁弁１５の閉弁を要求する電気信号Ｓｒが与えられるこ
との他に、電気回路部１７から電気回路部１６に対して
コンプレッサ１０の作動を示す電気信号Ｓｏが与えられ
るようになっている。電気信号ＳＯの役割は次の通りで
ある。

つまり、冷却庫１の冷却作用と空調装置の冷却作用とが
、共通の冷凍サイクル５のコンプレッサ１０によっても
たらされるところ、スイッチ群１８の操作により冷却庫
１を作動させる場合に、コンプレッサ１０の作動状態を
考慮しなければならない。１つの方法として、スイッチ
群１８により冷却庫１で冷却作用を発揮すべく１ケ令が
発せられたときに、電気回路部１６から電気回路部１７
に対してコンプレッサ１０の作動要求信号を送出するこ
とができる。しかし、この実施例では、電気回路部１７
により電磁クラッチ１１に付勢電流が供給されていると
きに、電気回路部１６に作動信号Ｓｏが送出され、電気
回路部１６はこれを受けたときに限り電気信号Ｓｒを断
続的に付勢レベルにして、冷却庫１の冷却作用を調節す
る。

電気回路部１６は、冷却庫１の機能要素である送風モー
フ２、発熱体７、および電磁弁１４と電線で接続されて
いる１これらの機能要素２．７．１４はいずれか一端が
電源正端子または接地端子と接続されており、他端が電
気回路部１６内のスイッチ素子（後述）と接続される。

また、電気回路部１６は庫内の温度センサ８と接続され
て、温度センサ８、スイッチ群１８などからの久方信号
および電気回路部１７がらの電気信号Ｓｏに基づいて、
機能要素２．７．１４の付勢、消勢ならびに電磁弁１５
の断続的付勢を要求する電気信号Ｓｒを生じる。

図中太い破線は、車載バッテリがら電気回路部１６．１
７および送風モータ２への正極側給電線を示し、この給
電線はキースイッチおよび必要により専用スイッチ（リ
レニ接点を含む）を直列に接続して構成される基幹スイ
ッチ２３の投入により図示の電気回路に給電するように
なっている。

次に冷却庫１の制御のための電気回路部１６の詳細な構
成と作用について第３図を参照して説明する。

スイッチ群１８は、連動する２つの可動片１８Ａ、１８
Ｂが各々３位置の固定接点を開閉する構造を含み、３位
置は温蔵（Ｈ）、中立（Ｎ）、冷却（Ｉ）に分れ、冷凍
、冷蔵庫としての作動と温蔵庫としての作動とを選択的
に指令するように構成されている。

表示装置１９はスイッチ群１８の可動片１８Ｂと接続さ
れている。表示袋Ｗ１８は可動片１８Ｂの温蔵庫接点と
接続された赤色発光ダイオード１９Ａと、可動片１８Ａ
の冷却庫接点と接続された青色発光ダイオード１９Ｂと
、電流制限抵抗１９Ｃとからなり、電流制限抵抗１９Ｇ
を介して回路パッケージ２４と接続されている。

冷却庫１の機能要素のうち、電磁弁１４は、スイッチ群
１８の可動片１８Ａの冷凍庫接点と接地との間に接続さ
れている。従って、スイッチ群１８が冷却庫の作動を選
択すると、電磁弁１４には直ちに付勢電流が供給され、
電磁弁１４は開弁される。また、機能要素のうち、発熱
体７は、可動片１８Ａの温蔵庫接点と接地との間に接続
されたリレー２５の常開接点を介して、電源線間に接続
されている。従って、スイッチ群１８が温蔵庫の作動を
選択すると、リレー２５の常開接点が閉じられて発熱体
７には直ちに付勢電流が供給されて発熱を開始する。

回路パッケージ２４は、スイッチ群１８が冷却庫作動を
′選択したときに付勢レベルとなる冷却要求信号Ｓ　Ｉ
　、および温蔵庫作動を選択したときに付勢レベルとな
る温蔵要求信号ｓｈに基づいて作動する。

この回路パッケージ２４は、送風モータ２の制御回路２
６、電磁弁１５を間欠的に付勢する電気信号Ｓｒを発生
する間欠信号発生回路２７、表示装置１９の駆動回路２
８、および信号受信用の論理ゲート２９と信号送信用の
論理ゲート３０から構成されている。

信号受信用の論理ゲート２９は、この実施例でアンドゲ
ートからなり、電気信号ＳＯがコンプレッサ１０の作動
を示す付勢レベルにあり、かつスイッチ群１８からの冷
却要求信号Ｓｒがイ」勢レベルになると、線２９Ａを付
勢レベルとする。

送風制御回路２６は、送風モータ２と直列に接続された
常開リレー接点を有するリレー２６Ａ、そのドライブト
ランジスタ２６Ｂ１オアゲート２６Ｃ，アンドゲート２
６Ｄ、、および温度センサ８と接続された比較回路２６
Ｅから構成される。

送風制御回路２６において、冷却要求信号Ｓｉが付勢レ
ベルにある場合は、線２９Ａが付勢レベルにあること、
つまりコンプレッサ１０が作動状態にあることに基づい
て、アントゲ−１−２６Ｄを“開く”。この場合、アン
トゲ−１・２６　Ｄの出力端には、比較回路２６Ｅの出
力端に現れる制御信号ｓｂに一致した付勢、消勢レベル
の論理信号が生しる。このアンドゲート２６Ｄの出力信
号は、オアゲート２６Ｃを介して、ドライブ）・ランジ
スタ２６Ｂの制御入力端子に印加される。トランジスタ
２６Ｂは、結局比較回路２６Ｂの制御信号Ｓｂに一致し
て導通、遮断し、それによってリレー２６Ａの接点を閉
成、開放する。

比較回路２６Ｅは、負の抵抗温度係数を有する温度セン
サ８の抵抗値が、庫内温度にして０℃前後の予め定めら
れた値に相当するよりも大きい、つまりより低温になる
と、消勢レベルとなり、それより高温ならば付勢レベル
となる制御信号Ｓｂを生じる。なお、この比較回路２６
Ｅにおいて、適当なヒステリシスが付与されている。

つまり送風制御回路２６は、冷却要求信号Ｓｒが付勢レ
ベルにある場合は、コンプレッサ１０が作動状態にある
ことに基づいｔ、比較回路２６Ｅの動作に従って送風モ
ータ２を作動、停止させる。

ここで、比較回路２６Ｅは、庫内温度が冷え過ぎると、
送風モータ２を停止させて庫内空気の攪拌を止めさせる
ことで、庫内温度の冷え過ぎを防止する役割をもつ。

送風制御回路２６において、オアゲー）２６Ｃの他の入
力端子には、温蔵要求信号ｓｈが与えられている。従っ
て、温蔵要求信号ｓｈが付勢レベルになると、トランジ
スタ２６Ｂは直ちに導通しリレー２６Ａを付勢して送風
モータ２を作動させ間欠信号発生回路２７は、クロック
パルス係数方式のデジタル回路構成とする他、この実施
例で例示するようなアナログ回路構成とすることもでき
る。図示の間欠信号発生回路２７は、一定周期で一定の
傾斜を有する三角波形電圧を生じる三角波発振回路２７
Ａと、この出力波形を基準電圧源からの所定のしきい電
圧値と比較して出力端にパルス列信号（間欠信号）を生
じる比較回路２７Ｂと、上記基準電圧源として、その生
じるしきい電圧値を外気温度に応じて比例的に変化させ
る増幅回路２７Ｃとより構成されている。この構成にお
いては、比較回路２７Ｂのしきい電圧値を、り（気温度
に基づいて変化させることにより、比較回路２７Ｂの出
力端に現れる間欠信号の断続比を変化調節することがで
きる。ここで、増幅回路２７Ｃは、外気温度に応じた抵
抗値を示す信号発生器１６Ａの抵抗値に応じた電圧信号
をしきい電圧値として発生するもので、高入力インピー
ダンスでありインピーダンス整合用としての役割も有し
ている。増幅回路２７Ｃにおいては、得られるしきい電
圧値と外気温度との対応関係を、理論計算および実験に
より予め設定されている。

したがって、比較回路２７Ｂでは、外気温度が低い場合
の間欠信号の断続比（付勢時間／消勢時間）に対して、
外気温度が高い場合の断続比の方が大きい値をとる。

間欠信号発生回路２７より発生される間欠信号は、アン
ドゲートからなる論理ゲート３０を介して、電気信号５
ｒとして、電気回路部１７に送出される。かくして、間
欠信号発生回路２７より発生される間欠信号の断続比を
もって、冷凍サイクルからエバポレータ３への冷媒の流
入を断続させ、冷凍庫１の冷却能力を調節する。論理ゲ
ート３０は、論理ゲート２９により、冷却要求信号Ｓｔ
が付勢レベルにあり、かつ作動信号ＳＯが付勢レベルに
あると判定されたときにのみ、間欠信号を送出させる役
割をもつ。

駆動回路２Ｂは、表示装置１９の電流制限抵抗１９Ｃと
接続されたドライブトランジスタ２８Ａと、その制御入
力端子に接続されたオアゲート２８Ｂとから構成されて
いる。オアゲー）２８Ｂの２つの入力端の一方には、線
２９Ａが接続され、他方には温蔵要求信号ｓｈが与えら
れている。これにより、トランジスタ２８Ａは、冷却要
求信号Ｓｉが付勢レベルとなりかつコンプレッサ１０が
作動状態にあって線２９Ａが付勢レベルのとき、および
温蔵要求信号Ｓｈが付勢レベルのとき、のいずれかにお
いて、導通し発光ダイオード１９Ａと１９Ｂの一方を付
勢し点灯させる。

この装置の作動を要約して説明すると、スイッチ群１８
において冷却用接点（１）が投入されると、電磁弁１４
が付勢され第２図の冷凍庫エバポレーク３が冷凍サイク
ル５に対して開かれる。このときに、電気回路部１７よ
りコンプレッサ１０の作動を示す付勢レベルの電気信号
ＳＯが与えられていると、回路パッケージ２４において
は、冷却作動を電気制御するとともに、発光ダイオード
１９Ａを点灯させ、乗員に表示する。

冷却作動の制御方法として、温度センサ８で検出される
庫内空気温度に基づいて送風モータ２の通電回路の開閉
がなされ、庫内空気温度が高し）場合には攪拌作動し、
庫内空気温度が低０場合番よ攪拌を停止する。

また、間欠信号発生回路２７におし）で、所定の断続比
をもつ間欠信号が発生され、電気回路部１７への電気信
号Ｓｒとして送出することにより、第２図の電磁弁１５
を断続的に閉成して、工）＜ボレータ３への冷媒流入量
を調節し、もって冷却庫１の冷却能力を調節する。

この場合において、間欠信号の断続比は、外気温度が高
い場合はど、大きい値をとり、空調装置のエバポレータ
９に供給される冷媒量を抑えて、冷却庫１での冷却能力
が減少するのを防止することができる。

一方、スイッチ群１８において、温蔵用接点（Ｉ４）が
投入されると、発熱体７が付勢され、力１つ送風モータ
２の通電回路を閉成すること番こより、庫内空気を攪拌
して冷却庫部ＩＡを一様番こ温蔵する。また、発光ダイ
オード１９Ａを点灯させて乗員に表示する。

本発明の上記の実施例は、特許請求の範囲の記載に基づ
いてさらに変形した実施態様とすることができる。

例えば、冷却能力の調節を、冷媒冷却能力に応じてステ
ップ的に変化させることが可能で、この場合増幅回路２
７Ｄを、予め定めたしきい電圧で出力端の信号レベル（
論理レベル）が反転するように比較回路の構成とすれば
よい。

また、比較回路２７Ｂの基準電圧源として、一定レベル
のしきい電圧値を生じる分圧抵抗を別に用意し、この分
圧抵抗からのしきい電圧値と、増幅回路２７Ｄからのし
きい電圧値とを、手動スイッチによって選択的に比較回
路２７Ｂに印加するようにしてもよい。この構成によれ
ば、機関回転速度に対する冷却庫の冷却能力の補償を時
として解除し、冷却庫の冷却能力を任意の状態に設定す
ることが可能となる。

また、冷凍サイクルの冷媒冷却能力として、冷凍サイク
ルのコンデンサにかかる空気流の量または速度を検出す
る検出器を備え、この検出器の検出信号に応じて、上記
比較回路のしきい電圧値をステップ的または比例的に変
化させる構成とすることもできる。この検出器として、
例えば自動車の走行速度を代用することもできる。

また電気回路部１６は、単独または必要により電気回路
部１７と組合せた形態でマイクロコンピュータのプログ
ラム制御にて実現することができる。

以上述べたように本発明によれば、冷凍サイクルの冷媒
冷却能力に応じて冷却庫の冷却能力の調節をすることが
できるので、外気温度などのために冷却庫能力が著しく
低下するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】 添付図面は本発明の一実施例を図示化したもので、第１
図は冷却庫の模式的断面図、第２図はさらに周辺装置と
の組合せた全体システムを示す構成図、第３図は冷却庫
のための電気回路部を示す電気結線図である。 １・・・冷却庫、３・・・冷却庫のエバポレータ、４・
・・開閉部材、５・・・冷凍サイクル、９・・・空調装
置のエバポレータ、１５・・・電磁弁（電気的作動器）
、１６・・・電気回路部、１６Ａ・・・外気温度に応動
する信号発生器、２４・・・回路パンケージ、２７・・
・間欠信号発生回路。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）開閉部材を備えた庫内に少な（ともエバポレーク
   を配置してなり、前記エバポレークに自動車機関によっ
   て駆動される空調装置用の冷凍サイクルから冷媒を供給
   するように構成された自動車用冷却庫において、 前記空調装置のエバポレータの冷媒通路に配設され、電
   気信号に応じてその冷媒通路の通流抵抗を調節する電気
   的作動器と、 前記冷凍サイクルの冷媒冷却能力に応じた電気信号に基
   づいて前記電気的作動器を制御し、冷媒供給能力が小さ
   いほど前記通流抵抗を増加するように変化調節する制御
   回路と、 を備えてなる自動車用冷却庫制御装置。
2. （２）前記冷凍サイクルの冷媒冷却能力に応じた電気信
   号が外気温度に対応する電気信号である特許請求の範囲
   第１項に記載の自動車用冷却庫制御装置。
3. （３）前記電気的作動器が、電気的に付勢されたときに
   開弁し、消勢されたときに閉弁するように構成されてい
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の自動車用
   冷却庫制御装置。
4. （４）前記制御回路が、間欠信号発生回路を包含してお
   り、その間欠信号の断続時間比が前記外気温度に応じて
   調節されるように構成されている特許請求の範囲第３項
   に記載の自動車用冷却庫制御装置。