JPS59149815A - 自動車用冷凍サイクル制御装置 - 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】 本発明は自動車の空調等に用いられる冷凍サイクル制御
装置に関する。

従来、自動車用空調装置では、例えば蒸発器の吹出口の
温度がある設定温度と比較して高い場合と低い場合に応
じて、圧縮機にエンジンの駆動力を伝達する電磁クラッ
チの断続を行ない、あるいは圧縮機の吐出容量を可変さ
せることで、冷房能力の制御を行なっていた。しかし、
前記の設定温度は周囲の状況にかかわらず一定であるた
め、圧縮機を不必要な出力で作動させるという場合が生
じる。このことは、不必要なエンジン負荷を生じ、燃費
を低下させ、また騒音の原因にもなり、不都合なことで
ある。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、圧縮機の駆動
源である自動車エンジンの省動力及び騒音の低減を目的
とする。

すなわち、電磁クラッチの断続および圧縮機の（３） 容量変更点が定められた制御設定値を、必要に応じて変
更させ、その変化した設定値を、蒸発器の冷房能力に関
連する物理量と比較判断して圧縮機の吐出容量を無駄な
く制御する福凍サイクル制御装置を提供することを目的
とする。

上記の基準となる設定値は、例えば温度を使用すること
が有効である。その際、測定温度が設定温度より高い値
のときは、冷房能力を上げるため圧縮機の吐出容量を増
加させ、逆に測定温度が設定温度に比べ低いときは、冷
房能力を下げるため圧縮機の吐出容量を減少させること
から、基準となる設定温度が高いほど、冷房能力は小さ
くなる。

そこで、上記設定温度を変化させて圧縮機の容量を制御
する装置として特許請求の範囲に記載した三つの発明の
特徴を以下に述べる。

まず、本発明の第１発明は、手動切替手段を切替ること
により、上記設定温度を強制的に変更することを特徴と
する制御装置である。

次に本発明の第２発明は、車両の周囲温度または蒸発器
の吸込空気温度を感知する温度センサを（４） 備え、この感知温度に応じて上記設定温度を自動的に変
更することを特徴とする制御装置である。

また本発明の第３発明は、第１発明の手動切替手段と第
２発明の温度センサを具備し、上記設定温度をより細く
変更することを特徴とする制御装置である。

次に本発明の第１発明の実施例について説明する。第１
発明の実施例を第１図に示す。本実施例の自動車用冷凍
サイクル制御装置はガス冷媒を高温高圧に圧縮する容量
可変圧縮機１、高温高圧のガス冷媒を液冷媒にする凝縮
器２、液冷媒を受けるレシーバ３、液冷媒を低温低圧の
霧状に膨張させる膨張弁４、霧状の冷媒がガスに蒸発す
る際周囲の空気から熱を奪う蒸発器５からなる冷凍サイ
クルを有している。この冷凍サイクルの蒸発器５の設置
されている空気通路６の上流側には、蒸発器５周囲の冷
却された空気を図示しない車室内に送り込む送風ファン
７が配設され、また蒸発器５の吹出側には、蒸発器直後
の空気吹出温度を感知する感知器として例えばサーミス
タ８が取りつけ（５） られている。

９は電磁クラッチで、自動車エンジン１４からの駆動力
を圧縮機１に伝達する。圧縮機１は、例えばベーン型圧
縮機の場合、図示しない作動空間を大容量に変更する小
孔とその開閉弁（図示せず）およびこの開閉弁を駆動す
る電磁弁１０からなる容量可変部材を内蔵する。

前記電磁クラッチ９および前記電磁弁１０は、制御装置
のコンピュータ１１の出力信号によって駆動される。ま
たこのコンピュータ１１には、前述のサーミスタ８およ
びコンピユータ１１内部に記憶されている設定温度を変
更する手動切替手段としての手動スイッチ１２が接続さ
れている。なお前記手動スイッチ１２は、自動車運転席
に設けられた空調装置の操作パネル上に取り付けられて
いる。

第２図は、本実施例の制御装置のプログラムの１例を示
すフローチャートである。以下本発明の動作をこのフロ
ーチャートに沿って説明する。スタート１５では、自動
車空調装置のメインスイソ（６） チ（図示せず）を投入した時、本制御装置内部のプログ
ラムが開始する。次の初期セットのステップ１６では、
圧縮機１１が異常作動しないように、全ての入力信号を
オフとし圧縮機１の作動出力信号は電磁クラッチ９オツ
の状態である。次のステップ１７では、蒸発器５の吹出
口の空気温度Ｔは、サーミスタ８によりアナログ信号と
してコンピユータ１１内部の図示しないＡＤ変換器でデ
ィジタル信号に変換されてコンピユータ１１内部の図示
しない記憶装置に記憶され、また手動スイッチ１２の開
閉信号も前記記憶装置で記憶される。そこでステップ１
８に進むと、手動スイッチ１２のオン、オフを判断し手
動スイッチ１２がオフのときは、ステップ１９に進む。

ステップ１９では、吹出口空気温度Ｔが小容量切替温度
Ｔｌ以下の時は電磁クラッチ９をオフとする信号を出力
し、図示しない駆動回路を介して電磁クラッチ９をオフ
とし、圧縮機１は停止する。また吹出口空気温度ＴがＴ
１より高い時はステップ２０に進む。ステップ２０では
吹出口空気温度Ｔと大容量切替温度Ｔ２（７） を比較判断しＴ、＜Ｔ≦Ｔ２ときはステップ２４に進ん
で圧縮機１の吐出容量を５０％とする制御信号を出力し
、図示しない駆動回路を介して電磁弁１０が開となり、
圧縮機１は５０％容量で作動する。Ｔ＞Ｔ２　’のとき
は、ステップ２５に進んで圧縮機１の吐出容量を１００
％となるように制御信号を出力する。図示しない駆動回
路を介して電磁弁１０が閉となり、圧縮機１は吐出容量
１００％で作動する。

次に手動スイッチ１２がオンときは、ステップ２１に進
み、小容量切替温度Ｔ３と吹出口空気温度Ｔを比較し、
ＴがＴ≦Ｔ３ではステップ２３に進み電磁クラッチ９を
オフとなるように制御信号を出力する。Ｔ＞Ｔ３のとき
はステップ２２に進む。ステップ２２では、大容量切替
温度Ｔ４と吹出口空気温度Ｔを比較しＴ３＜Ｔ≦Ｔ４の
ときはステップ２４に進み圧縮機１の吐出容量を５０％
にするように制御信号を出力し、Ｔ＞Ｔ４のときはステ
ップ２５に進み圧縮機１の吐出容量を１００％にするよ
うに制御信号を出力する。

（８） 以上述べたように、コンピュータ１１は、それぞれの温
度設定と吹出口空気温度を比較し、電磁クラッチ９オフ
（ステップ２３）、圧縮機１の吐出容量５０％（ステッ
プ２４）、圧縮機ｌの吐出容量１００％（ステップ２５
）となる出力信号を発生したあとステップ１７に戻り、
その時の入力の状態を記憶し、前述の制御を繰り返して
行う。

上記の小容量切替温度ＴＩ、大容量切替温度Ｔ２で決ま
る温度設定は第３図に、また小容量切替温度Ｔ３、大容
量切替温度Ｔ４で決まる温度設定は第４図または第５図
に示される。すなわち前記小容量切替温度Ｔ３、大容量
切替温度Ｔ４の値はＴ３≧ＴＩ％Ｔ４＞Ｔ２の条件で自
由に設定できる。

例えば、第４図は小容量切替温度Ｔ　３　＝　Ｔ　１、
大容量切替温度Ｔ４＞Ｔ２にした場合で、第５図は設定
温度の範囲をＴ　３　＞　Ｔ　１−、　Ｔ　４　＞　Ｔ
　２にした場合である。すなわち、第５図に示す温度設
定では、圧縮機１が作動停止する温度を、第５図に示す
温度設定より高く設定している。また本第１発明の他の
実施例として、手動スイッチ１２の切替（９） により、温度設定を数段に分けて変更してもよい。

例えば、数種の異なる抵抗部を有し、数段階の切替が可
能のダイアルと、このダイアルスイッチの各段階に対応
してコンピュータ１１の内部に記憶されている数種の温
度設定とを有し、前記ダイアルをある段に切替えると、
それに対応する前記温度設定に変更され、圧縮機１はそ
の変更された温度設定に従って、吐出容量制御を受ける
ようにすることが可能である。

また、さらに連続可変抵抗部を有するダイアルの抵抗値
を連続的に変化させることにより、温度設定を連続して
変更することも可能である。すなわち例えば、第１の実
施例において小容量切替温度ＴｓをＴＩからＴ３まで、
および第容量切替温度ＴしをＴ２からＴ４までの間の任
意の温度に変更し、その変更された温度に基づいて、圧
縮機１の容量制御を行うことが可能である。

次に第２発明の実施例について説明する。第１発明が手
動切替手段によって強制的に温度設定を変化させたが、
第２の実施例では、第６図に示す（１０） ように車両の周囲温度（ｐｌ下外気温度とする）を感知
するように例えば自動車のフロントグリルに取り付けら
れた温度センサ１３がコンピュータ１１に接続されてお
り、該温度センサ１３の感知温度をコンピュータ１１で
判断し、圧縮機１の吐出容量変更点を定める温度設定に
するように構成されている。

その他の構成は、第１発明の実施例と同様であるので説
明を省略する。

第７図は本実施例の制御を示すコンピュータ１１のプロ
グラフローチャートである。

ステップ２６のスタート、ステップ２７の初期セントは
、第１発明の第２図のステップ１５、ステップ１６と同
様であるので説明を省略する。

ステップ２８では、吹出口空気温度Ｔ、基準温度Ｔｏお
よび外気温度がコンピユータ１１内部に入力され図示し
ないＡＤ変換器でディジタル信号に変換され記憶される
。次にステップ２９では、外気温度と基準温度Ｔｏを比
較し、外気温度が基準温度Ｔｏより高い時はステップ３
０に進む。この時、圧縮機１の吐出容量を制御するため
の温度設定は、小容量切替温度Ｔ１と大容量切替温度Ｔ
２の状態であり、第３図に示す制御を行う。すなわち吹
出空気温度ＴがＴ≦Ｔ１では電磁クラッチ９をオフ（ス
テップ３４）となる出力信号を発生する。またＴ＞Ｔ、
ではステップ３１に進み、Ｔ１〈Ｔ≦Ｔ２のときは圧縮
機１の吐出容量を５０％（ステップ３５）に、Ｔ＞７２
のときは圧縮機１の吐出容量を１００％（ステップ３Ｇ
）にする出力信号を発生する。

次にステップ２９で外気温度が基準温度Ｔｏ以下の時は
、ステップ３２に進む。ステップ３２では、小容量設定
温度Ｔ３と吹出口空気温度Ｔを比較判断しＴ≦Ｔ３の時
電磁クラッチ９をオフ（ステップ３４）となる出力信号
を発生し、Ｔ＞Ｔ３のときはステップ３３に進む。ステ
ップ３３では、大容量切替温度Ｔ４と吹出口空気温度Ｔ
を比較判断しＴ３〈Ｔ≦Ｔ４のときは圧縮機１の吐出容
量を５０％（ステップ３５）に、Ｔ＞７４の時は圧縮機
１の吐出容量を１００％（ステップ３６）にする制御信
号を出力する。

また第１発明と同様に小容量切替温度Ｔ３、大容量切替
温度Ｔ４の値はＴ３≧ＴＩ、Ｔ４＞Ｔ２の条件で自由に
設定できる。

コンピュータ１１は、電磁タラソチオフ（ステップ３４
）、圧縮機１の吐出容量５０％（ステップ３５）、圧縮
機１の吐出容量１００％（ステップ３６）となる出力信
号を発生した後ステップ２８に戻り、次の入力状態を記
憶し、前述の制御を繰り返して行う。

前記設定温度の値は例えば、Ｔ　＋　＝　３°Ｃ，Ｔ２
＝４°Ｃ，Ｔ３＝６℃、Ｔ４−７℃、Ｔｏ−１０〜１５
℃である。

また本第２発明の他の実施例として、外気温度の変化に
応じて、小容量切替温度ＴＳおよび大容量切替温度Ｔし
の少なくとも１つを段階的または連続的に変化させる制
御装置も実施可能である。

次に第３発明の実施例について説明する。第８図は本第
３発明の実施例を示しており、圧縮機１の容量可変を制
御するコンピュータ１１には、第（１３） １発明記載の手動切替手段である手動スイッチ１２と、
第２発明記載の温度センサ１３とが接続されている。

その他の構成は、第１図に示す第１発明の実施例と同様
であるので説明を省略する。

第９図は、第３発明の実施例の制御を示すフローチャー
トである。スタート　（ステップ３８）、初期セント　
（ステップ３９）は、第１発明の第２図のステップ１５
、ステップ１６と同様であるので説明を省略する。ステ
ップ４０では、吹出口空気温度Ｔ１外気温度、基準温度
Ｔｏが、コンピユータ１１内部の図示しないＡＤ変換器
によりディジタル信号に変換されてコンピユータ１１内
部の図示しない記憶装置に記憶され、また手動スイッチ
１２の開閉信号も前記記憶装置に記憶される。

次にステップ４１では、手動スイッチ１２の開閉状態を
判断し、手動スイッチ１２がオフならばステップ４２、
ステップ４３に進み吹出口空気温度Ｔが第３図に示す小
容量切替温度ＴＩ、大容量切替温度Ｔ２の温度設定のど
の範囲にあるかを判断（１４） し、その結果に応じて電磁クラッチ９をオフ（ステップ
４９）、圧縮機１の吐出容量５０％（ステップ５０）、
圧縮機１の吐出容量１００％（ステップ５１）にする制
御信号を出力する。手動スイッチ１２がオンの時は、ス
テップ４４に進む。ステップ４４は、外気温度による圧
縮機１の吐出容量を制御するための温度設定の補正判断
を行う。

すなわち外気温度が基準温度Ｔｏより高いときはステッ
プ４７、ステップ４８に進み第４図、第５図に示すよう
に小容量切替温度Ｔ３（Ｔ３≧Ｔ＋）大容量切替温度Ｔ
４　　（Ｔ４＞Ｔ２）の温度設定と吹出口空気温度Ｔを
比較判断し、その結果に応じて電磁クラッチ９をオフ（
ステップ４９）、圧縮機１の吐出容量５０％（ステップ
５０）、圧縮機１の吐出容量１００％（ステップ５１）
とする制御信号を出力する。　また、外気温度が基準温
度Ｔｏ以下のときは、ステップ４５、ステップ４６に進
み第１０図、第１１図に示すように小容量切替温度Ｔｓ
（Ｔｓ≧Ｔ３）、大容量切替温度Ｔ６（Ｔ　ｓ　＞Ｔ　
４　）の温度設定と吹出空気温度Ｔを比較判断し、その
結果に応じて電磁クラッチ９をオフ（ステップ４９）、
圧縮機１の吐出容量５０％（ステップ５０）、圧縮機１
の吐出容量１００％（ステップ５１）とする制御信号を
出力する。

ステップ４９、ステップ５０、ステップ５１でそれぞれ
処理を行った後は、ステップ４０に戻り、次の入力状態
を記憶し、前述の制御を繰り返して行う。

前記設定温度の値は、例えば、Ｔ１−３°Ｃ，Ｔ２−４
°Ｃ，、Ｔ３＝５°Ｃ，Ｔ４＝７°Ｃ，Ｔｓ＝７°Ｃ１
Ｔ６−８°ＣＸＴＯ＝１０〜１５℃である。

なお、小容量切替温度Ｔ５、大容量切替温度Ｔ６の値は
Ｔ５≧Ｔ３、Ｔ６＞Ｔ４の範囲で自由に設定でき、第１
１に示す温度設定では、圧縮機１が作動停止する温度を
、第１０図に示す温度設定より高く設定している。

また、第１の実施例では、手動スイッチ１２をオンしな
いと、外気温度による補正は行なわれないが、コンピユ
ータ１１内部のプログラム内容を変更することにより、
手動スイッチ１２をオンしなくでも外気温度に応じて、
温度設定を変更することが可能である。

また手動スイッチ１２の替りに、数段階の切替が可能の
手動ダイアルを用いて、外気温補正と組み合わせること
により、数種類の異なる温度設定を連続的に変化させて
実施することも可能である。

また、上述の第１及び第２及び第３発明に係る実施例で
は、蒸発器直後の空気温度を感知し、制御を行なってい
るが、蒸発器内冷媒圧力、または同冷媒温度、または蒸
発器フィン或いは冷媒配管の表面温度等を使用してもよ
い。

また第２及び第３発明において外気温度センサ１３は、
空気通路６の蒸発器５の吸込側に設置して、吸込空気温
度を感知するようにしても第２及び第３発明は同様に実
施できる。

本発明では、圧縮機小容量として５０％容量を説明に用
いたが、他の容量、例えば４０％容量とすることもでき
る。

以上述べたように第１発明は、圧縮機１の制御の基準と
なる温度設定を手動切替手段によって変（１７） 更できるため、使用者の必要に応じた冷房制御が可能で
あり、また第２発明は、車両の周囲温度または蒸発器の
吸込空気温度を感知して、その感知温度に応じて自動的
に上述の温度設定が変更できるため、使用者の手を煩わ
さなくてよいという効果がある。

また、第１及び第２発明は、上述の温度設定を最適な値
に変更できるため、圧縮機１の駆動源である自動車エン
ジン１４の省動力及び圧縮機作動による騒音が低減でき
る効果がある。

さらに第３発明は、第１発明の手動操作と第２発明の外
気温度による自動補正を組み合わせて使用することによ
り上記効果はより大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１発明装置の全体制御系統を示す構成図、
第２図は第１発明の実施例でコンピュータのプログラム
の一例を示すフローチャート、第３図は従来の圧縮機作
動特性図、第４図及び第５図は、第１．第２．第３発明
の実施例で設定温度を変更したときの圧縮機作動特性図
、第６図は第（１８） ２発、明装置の全体制御系統を示す構成図、第７図は第
２発明の実施例でコンピュータのプログラムの一例を示
すフローチャート図、第８図は第３発明装置の全体制御
系統を示す構成図、第９図は第３発明の実施例でコンピ
ュータのプログラムの一例を示すフローチャート図、第
１０図および第１１図は第３発明の実施例で設定温度を
変更したときの圧縮機作動特性図である。 １・・・圧縮機、５・・・蒸発器、８・・・冷媒温度の
感知器の１例を示すサーミスタ、９・・・電磁クラッチ
、１０・・・可変容量部材の電磁弁、１１・・・制御装
置であるコンピュータ、１２・・・手動切替手段の１例
を示す手動スイッチ、１３・・・温度センサ、１４・・
・エンジン。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （１９）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車用エンジンの駆動力を電磁クラッチを介し
   て受け、吐出容量可変部材を有する圧縮機と、蒸発器の
   冷却度合に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知器
   と、前記感知器からの入力信号を受け、前記電磁クラッ
   チの断続および前記圧縮機の吐出容量可変部材へ駆動出
   力信号を送る制御装置と、前記電磁クラッチの断続およ
   び前記圧縮機の吐出容量変更点を定める制御設定値の少
   なくとも一つを変更する手動切替手段とを具備すること
   を特徴とする自動車用冷凍サイクル制御装置。
2. （２）自動車用エンジンの駆動力を電磁クラッチを介し
   て受け、吐出容量可変部材を有する圧縮機と、蒸発器の
   冷却度合に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知器
   と、車両の周囲温度または前記蒸発器の吸込側空気温度
   を感知する温度センサと、前記感知器および前記温度セ
   ン号からの入力信号（１） を受け、前記電磁クラッチの断続および前記圧縮機の吐
   出容量可変部材へ駆動出力信号を送る制御装置とを具備
   し前記制御装置は、前記温度センサの入力信号に従い、
   前記電磁クラッチの断続および前記圧縮機の吐出容量変
   更点を定める制御設定値の少なくとも１つを変更するよ
   うに構成されている自動車用冷凍サイクル制御装置。
3. （３）自動車用エンジンの駆動力を電磁クラ・ンチを介
   して受け、吐出容量可変部材を有する圧縮機と、蒸発器
   の冷却度合に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知
   器と、車両の周囲温度または前記蒸発器の吸込側空気温
   度を感知する温度センサと、手動切替手段と、前記感知
   器および前記温度センサおよび前記手動切替手段からの
   入力信号を受け、前記電磁クラッチの断続および前記圧
   縮機の吐出容量可変部材へ駆動出力信号を送る制御装置
   とを具備し前記制御装置は、前記手動切替手段および前
   記温度センサの人力信号によって、前記電磁クラッチの
   断続および前記圧縮機の吐出容量変更点を定める制御設
   定値の少なくとも１つを変更する（２） ように構成されている自動車用冷凍サイクル制御装置。