JPS6092917A - 自動車空間調和装置用の制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、全般的に自動車の冷却装置すなわち空気調和
装置を通る流体の流れを制御するための装置に関する。

更に詳細にはこの出願は自動車における可変容積圧縮機
全制御子ゐための方法および装置に示す。圧縮機は連続
的に駆動されかつクラッチは必要でない。低い周囲＠度
の下でこのような空気調和装置は蒸発器が凍る可能性が
ある。

（ロ）従来技術 自動車の空気調和装置用の制御装置は技術的に多数ある
。史に、温度、圧力又は他の運転条件によって動作され
る装置がある。作動装置は流量制御弁、サーマルパルプ
および電気制御装置を備えている。従来技術は回路すな
わち更に詳細には流体冷却回路用の種々の制御装置を開
示している。

これらの制御装置は絞り弁、膨張弁、圧力作動装置、ソ
レノイドで作動される装置、容量制御装置、ゼロストロ
ーク（ｚｅｒｏ　５ｔｒｏｋｅ）制御装置および他の制
御装置葡有している。弁組立体は圧力、温度、エンジン
速朋又は他の自動車の条件に感応する電子装置により制
御される回路全備えている。

これらの制御装置或は少なくともこれらのいくつかは並
列回路にアナログ的に動作可能であり、すなわち、冷媒
すなわち流体回路内の流体の流れ又はライン圧をバイパ
スし或はそらすように分流器として作用する。

熱膨張弁をオーバライド丁ゐように動作可能でありかつ
このような熱膨張弁を通る流れをそらし或は防止する公
知の装置が米国特許第 ２．５７９，０３４号に示されている。この装置におい
て、サーマルパルプは通常周囲環境における添置変化を
検出するように蒸発器の近くに配置されている。このサ
ーマルパルプは流体膨張装置のある遠隔制御機構に接合
され、この組合せは熱膨張弁のビントル弁の下のベロー
および圧力板に接続されている。サーマルパルプ４６に
おける温度に応答すゐこの装置は弁１６に対して圧力板
を動かしてラインを通る流れをシフレするように膨張し
或は収縮″ｊゐ。しかしながら、この発明は形が単純で
あるが、ベロー全通る全ての流体の力全与えなければな
らないので広い温度範囲又は広い圧力範囲のいづれかに
わたって使用することができないので、動作が厳しく制
限される。

米国特許第５，４８６．６９３号は炉へのガスの流れを
調節するソリッドステートの装置を利用しているガス流
量制御装置を示している。更に詳細には、ガスライン内
の二重弁装置１２および１４が示され、そこにおいて弁
は制御回路１６によって制御される。弁１２は調整弁で
ありがっ弁１４は主弁ｆあジ、両弁は制御回路１６によ
って制御される。弁１２および１４が閉じられた直列回
路で動作可能であることは何も示していない。蒸発器２
内で必要とされる冷媒の量を調整′ｒゐバイパス弁が示
されている。バイパス弁１ｏは電気制御装置乙によって
制御される。この制御装置６は冷却空間温度を測定する
温度センサおよび（又は）調時装置１６に応答する。こ
の装置は基本的に分流装置であり力・つ流体回路に直列
に接続されていない。

米国特許５，６０９，９８９号は遠心圧縮機内の冷却装
置用の制御回路ケ示している。この制御回路において、
摺動ピストン又はシリンダ４６によって動作可能な容量
制御ユニットすなわちベーン４１がある。ピストン４６
は圧力流体に従うシリンダ部分４４および４５によって
制御され或は動作される。シリンダ部分４４および４５
に導入され／）　ｆｆ７１Ｊ御流体又は流体圧はソレノ
イドで動作されろ弁Ｖａおよびｖｂヲ通る。これらの弁
はべ〜ン制御装置４１として動作するピストン４３への
流体の流れを制御”ｊ’６役目全する。ここには冷却装
置の直列回路ケ通る流体の流れ金禁止丁ゐ単一の弁は示
されていない。

一般的に言って、自動車用の空気調和装置はエンジン又
はモータによって駆動されるクラッチ組立体付き圧縮機
金有している。このクラッチは係合するために遠心装置
又は電磁装置で動作され得る。このようなりラッチおよ
び空気調和装置を制御ｆゐためにそれに関係付けられた
制御装置は米国特許第３，６６７．２４５号に示されて
いる。クラッチのこの使用は本発明において排除されて
いる。

米国特許第３，６８５，５１７号は蒸発器と圧縮機との
間の弁１８を示している。この特許は自動車空気調和装
置の凝縮器１２と蒸発器１６との間で動作可能な標準の
熱膨張弁１６葡示している。更に制御弁１８は圧縮機１
０と蒸発器１６との間で動作可能であり、その制御弁は
圧縮機への冷媒の流れの超過熱状態すなわち蒸発器の下
流かつ災に弁１８の室６７内の弁の下流のガスの温度に
おける変化に応答する。この装置は圧縮機の低圧すなわ
ち吸入側で動作可能であめ。

米国特許第５．６９８．２０４号は同様な装置を示して
いるが、蒸発器と圧縮機との間で動作可能な吸入絞り弁
を制御するように制御モジュール２１５に応答すめ。

米国特許第３．８０３，８６５号は制御弁に通じるエン
ジンからのマニホルド真空に応答する冷却制御装置を示
し、その制御弁は蒸発器と圧縮機吸入ボートとの間で動
作可能である。蒸発器圧力は監視された或は冷却された
空間が標準の或は標準化された温度に達するのに十分な
時間を有した後に制御されろ。

米国特許第３．８６１．８２９は可変容積圧縮機および
このような圧縮機のウォブルプレート（ｗｏｂｂｌｅ　
ｐｌａｔｅ　）の位置ケ変えるための容量制御回路を示
している。しかしながら、この制御回路はクランクケー
ス圧力と吸入ライン圧力との間で動作可能でありかつ流
体回路の一体要素ではない。

米国特許第４．０３７，９９３号は制御弁、更に詳しく
は吸入ライン圧力とクランクケース圧力との間の圧力差
の釣合によってウォブルプレートの位置全制御するベロ
ー付スプール弁の使用？示している。ベロー弁Ｇはスプ
ール弁の使用によってこのようなウォブルプレートのヒ
ンジボールを移動すなように室１７０に連通し、吐出圧
力又は吸入圧力を室１７１０に通じろ。ベロー弁Ｇは、
温度変化の関数として或は自動車室内の温度のような測
定された作動パラメータにおける変化の関数としてウォ
ブルプレートの負荷が増加し或は減省するとき吸入圧力
の変化に応答する。

容積制御圧縮用の或はその圧縮機と共に使用される制御
弁装置が米国特許第４，１０２，１５０号および第４，
１１２，７０５号に示されている。これらの特許におい
て、制御弁２１は容積制御圧縮機１０と並列に示され、
その制御弁は圧縮機への流体の流れを制御する分流器と
して有効に動作する。

制御弁は蒸発器を過ぎて配置されかつ圧縮機の吸入側に
使用されている。

同様に、米国特許第４．０８５，１９７号において、ク
ランクケース圧力と吸入ライン圧力との圧力差の関数と
して流体の流れ或はガス圧の流れを分流′ｒゐように動
作可能なシャトル弁が示されている。

米国特許第４．１０３．５０６号において、摺動ベーン
圧縮機用の制御回路が示され、そこにおいて、スイッチ
が電磁石を制御し或は動作させるように凝縮器と蒸発器
との間に置かれ、その電磁石は圧縮機のベーン或はべ〜
ン位置を制御する。

間欠動作させろためのクラッチケ備えていない容積制御
すなわち可変容積圧縮機音制御−ｊるための装置又は方
法を提供することが望まれている。

クラッチ無し圧縮機の制御はそこケ通る流体の流れを制
御する装置又は方法を必要とする。可変容積圧縮機は、
このような圧縮機を後で再始動させるのが非常に困難だ
からゼロストローク状態になれない。自動車に使用する
場合、この形式のクラッチ無し圧縮機は通常Ｖベルトお
↓びプーリ装置ケ介して連続的に駆動されろ。圧縮機は
常にゼロ、ｌ：すもわずかに大きなストロークで動作し
なければならないので意味のあることであるが、冷媒が
冷却回路を通して連続的に与えられろ。この冷媒は低い
周囲温度において冷却回路の蒸発器を凍らせる。それ故
に、このような圧縮機および空気調和装置の製造者およ
び使用者は冷却装置の閉切中このような冷媒の流れを阻
止する必要がある。クラッチ無し圧縮機を最小ストロー
クで動作させると同時に圧縮機および冷却装置のオフサ
イクルにおいて蒸発器を通る流体の流れを阻止すること
が望ましい。このような冷却装置音制御する初期の試み
は、一般的に、吸入圧力とクランクケース圧力との間の
圧力差又は吸入圧力と吐出圧力との間の圧力差金しばし
ば使用′ｊゐことにより冷媒流れ回路の回りの流体を閉
め切り或はそらせていた。

しかしながら回路を通る流体の流れを制御する初期の試
みには、本出願で示される回路の凝縮器と蒸発器の間ラ
イン内（ｉｎ−１ｉｎｅ）制御全行なうものは何もなか
った。

（１）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題は、全てが閉じられた直
列回路に接続されたクラッチ無し可変容積ポンプ、凝縮
器、液体容器、膨張装置および蒸発器を有する自動車空
気すなわち空間調和装置を得ることである。

（→問題点を解決′ｊゐための手段 問題を解決するための技術的手段は、全てが閉じられた
直列回路に接続されたクラッチ無しの可変容積圧縮機、
凝縮器、液体容器、膨張装置および蒸発器ケ備えた形式
の自動車空間調和装置用の制御装置において、弁装置が
前記液体容器と前記膨張装置との開で直列に接続され、
かつ前記閉じられた直列回路を通る光音阻止するように
動作可能に構成されている。

（ホ）作　用 本発明においてこのような空気調和装置の流体回路全通
る流体の流れをシールし或は閉じるための弁装置が膨張
装置の間すなわち上部に置かれている。この回路を通る
流体の流れはこの弁装置が開いているときは阻止されな
いが、弁装置が閉じろと流体の流れは阻止され液体は液
体容器内に保たれろ。容器はある例では凝縮器内に含ま
れている。自動車の降下時或は不動作時において制御弁
が開くように弁装置は接続されかつ制御されろ。

回路中の時間遅れスイッチは、圧縮機が常に部分的なス
トローク状態で始動するので、圧縮機駆動装置が初期に
係合されてそれによって圧縮機を通して少址の潤滑剤を
流すときはいっでも、圧縮機を通常短い間（約１０秒）
繰返し動作させる。このように、クラッチを有していな
いかつゼロストローク状態になるのを制限された連動回
転圧縮機の動作はある周囲温度（それより低いと蒸発器
が凍る）で空気調和装置の流体の流れ全閉じる手段を与
えると同時に調和される。

（→実施例 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図において、クラッチ無し可変容積圧縮機を含む形
式の自動車空間調和装置用の本制御装置の要素が示され
ている。空間調和装置すなわち空気調和装置の流体回路
１０は、吐出ポート１４および吸入ポート１６を有する
可変容積圧縮機１２と、導管１８と、凝縮器２０と、導
管２８と、締切り弁２２と、導管６０と膨張装置′ｊな
ゎち熱膨張装置（ＴＶＸ）２１−１導管６２と、蒸発器
２６と導管６４とを直列に備えている。空気調和装置１
０のこの閉ループ回路すなわち直列回路はこれらの回路
を通る流体の流れ？示す。

このような流体回路において、圧縮機１２は吐出ポート
１４および導管１８を介して凝縮器２゜に通されるべき
増圧された流体を供給すゐ。この高圧流体は導管２８、
弁２２および導管６０を介してＴＶＸ２４に通され、蒸
発器２６に通じる前に圧力が降下される。空気は自動車
に使用７４ための空気調和装置で冷却するために蒸発器
２６の周囲ケ通される。流体は蒸発器２６を通される空
気全冷却’７４１手段としての蒸発器２６全介して液体
から気体に変化する。ライン圧力は凝縮器を通過する空
気流の関数であり、圧力比（吸入圧力に対’ｊ、ｅ＋吐
出圧力）は圧縮器ピストン上の容積によって制限されろ
。この閉回路において、圧縮機１２は自動車エンジンの
ような外部手段によすそれに接続された■ベルトおよび
プーリ装置（図示されていない）を介して駆動される。

本発明の装置において、圧縮機１２は解放して間欠運転
させるための従来のようなりラッチは設けられていない
。流体は圧縮機１２で圧縮されかつ吐出ポート１４およ
び導管１８ケ介して凝縮器２０に排出される。圧縮され
た流体は手動しゃ新井として示されているしゃ新井装置
２２を介して膨張装置２４に送られる。膨張袋＃２４は
圧縮された流体が蒸発器２６内に導入される前にその流
体の圧力を減じる。膨張装置２４を横切る圧力降下は蒸
発器２６へ制御された流体の流れを許容する。蒸発器２
６ケ通過する流体は膨張しかつこのような流体の膨張は
技術的に知られているように、蒸発器２６を通る周囲の
空気を冷却する。通常気体である膨張された流体は圧縮
されかつそれから吐出ポート１４を介して排出されるよ
うに圧縮機１２の吸入ポート１６に導管６４ケ介して通
される。この膨張−圧縮のサイクルは空気調和装置の閉
じられたループ状の周囲に冷却効果を与える。

特に本発明によれば、直列回路内へのしゃ新井２２の導
入はクラッチ無し圧縮機の使用を可能にしている。この
しゃ新井２２は回路１０内で直列であジかつ回路１０を
通る流体の流れヶ完全に停止する装置を提供する。更に
詳細には、しゃ新井２２は圧縮機をクラッチ無しで回転
し続けさせるが圧縮機を介して流体の流れを許容しない
装置である。しゃ新井２２が閉じると吸入ポート１６に
おける吸入圧力は制御点圧力より下がり、そのことはベ
ローストローク制御弁（図示せず）によって感知されか
つ圧縮機はすぐに最小ストロークになる。その後圧縮さ
れた液体は、もし回路内にあれば、導管１８および２８
に沿う凝縮器および液体容器装置２０内に溜められる。

この場合可変容積圧縮機である圧縮機１２は連結的に回
転されろ。

圧縮機１２はゼロストロークになることができないので
、連続的に圧縮行程を行なうが非常に小さなストローク
である。しゃ新井なしで、通常約４．４℃（４０’Ｆ　
）の範囲にあるある温度よりも低い周囲の状態における
この小さなストロークは、蒸発器の凍結として知られて
いる状態ケ生起させる。すなわち周囲にある流体は蒸発
器２６で凝縮され力・つ冷凍され、かつ加熱又は空気調
和回路１０が設けられた乗物への空気の流れを抑制する
。

しゃ新井２２の使用は膨張装置２２および蒸発器２６を
通る流体の流れを阻止し、このようにして蒸発器２６の
凍結が阻止される。

第２図に示される実施例において、しゃ新井２２として
電磁作動すなわちソレノイド作動弁が設けられている。

このソレノイド作動弁２２は１２ボルトエネルギー源す
なわち蓄電池および直列のスイッチに接続されている。

更に第２図の閉ループ装置５０において別個の散体容器
２１、および凝縮器２０と吐出ポート１４との間で導管
１８に圧力逃し弁６６が示されている。直列のスイッチ
すなわち電気切換回路６８は、例えば、自動車空間円に
取り付けられた時間遅れスイッチ４０と、一対の並列に
接続された温度作動スイッチ４２お工び手動スイッチ４
４とを備えている。

並列のスイッチ４２．４４に接続されていないスイッチ
４０の端子は接地されている。ソレノイド弁２２は電磁
巻線４６ケ備え、その巻線の一端には導線４７を介して
蓄電池が接続されていゐ。巻線４６は閉じられた電気回
路を構成ｆゐように導線４９を介して並列のスイッチ４
２．４４に接続されている。

第２図の弁２２は第１図のしゃ新井２２と同じ方法で、
流体の流れに対して流体制御回路１０ケ閉じるように電
気的に動作可能である。弁２２はノーマルオープン型の
電磁作動弁でｂゐ。スイッチ４２又は４４のいずれかが
閉じられかつスイッチ４０Ｔ７ｚわち自動車の点火スイ
ッチに接続され得る時間遅れスイッチが同時に閉じられ
たとき、弁２２の巻線４６に電流が流れる。ノーマルオ
ープン型である弁２２はその後第１図に記載されたｖｌ
ｃ体回路ケ辿る流体の流れケ閉じがつシールする。

スイッチ４２は与えられたｂｙ以下で閉じ刀・つ同様に
与えられた温度以上で開く技術的に知られたバイメタル
片のような装置によって温度にエリ動作されろ。スイッ
チ４４は弁２２０回路ヶ閉じるように動作可能な手動ス
イッチとして示されてい心。この閉回路状態において、
巻線４６全通して流れてノーマルオープ型の弁２２を動
作させがっ閉じゐ。弁２２が閉じると冷却回路１０を通
路を通る流体の流れを阻止し、蒸発器２６の凍結を抑制
する。

それ故に、この制御回路１０は流体の流れを禁止丁ゐゼ
ロストローク状態になれないクラッチ無機の間欠動作？
行なわせ心クラッチを除去している。この制御回路１０
は、弁２２の附勢回路にスイッチ４０．４２および４４
を使用″ｊａことにより、自動車或は自動装置が動作し
ていないとき圧縮機１２を潤滑すめためわずかな流れを
許容する。

潤滑剤は通常圧縮機１２のクランクケース内に保たれ〃
・つ冷媒の流れと共に冷却装置を介して送られる。手動
弁或は電磁作動弁のいずれでも蒸発器の凍結を防止′ｔ
′ゐと同時に回路１０および回路１０の機能部分が容易
な操作のために利用されようにしている。

前記では特定の実施例について説明したが本発明の範囲
内で種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラッチ無しの可変容積型圧縮機を使用してい
る空気調和回路の回路図、第２図は電磁制御弁を使用し
ている可変容積圧縮および空気調和回路を示しかつその
弁用の制御回路すなわち作動回路２示している図である
。 １０：直列回路　１２：圧縮機 ２０：凝縮器　２１：液体容器 ２２：弁装置　２４：膨張装置 ２６：蒸発器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、全てが閉じられた直列回路に接続されたクラッチ無
   しの可変容積圧縮機（１２）、凝縮器（２０）、液体容
   器（２１）、膨張装置（２４）および蒸発器（２６）勿
   備えた形式の自動車空間調和装置用の制御装置において
   、弁装置（２２）が前記液体容器（２１）と前記膨張装
   置（２４）との間で直列に接続され、かつ前記閉じられ
   た直列回路（１０）ｋ通る流を阻止丁ゐように動作可能
   であることを特徴とした制御装置。　２、前記弁装置（
   ２２）が手動操作可能な弁である特許請求の範囲第１項
   に記載の自動車空間調和装置用の制御装置。 ３　前記弁装置（２２）が電磁的に動作可能な弁である
   特許請求の範囲第１項に記載の自動車空間調和装置用の
   制御装置。 ４、　前記゛電磁的に動作可能な弁（２２）がノーマル
   オープである特許請求の範囲第６項に記載の自動車空間
   調和装置用の制御装置。 ５、前記電磁的に動作可能な弁（２２）が前記弁（２２
   ）’に動作させるように直列および並列に接続されたス
   イッチ装置（４０，４２，４４）ｋ有する電気切換回路
   に接続されている特許請求の範囲第６項に記載の自動車
   空間調和装置用の制御装置。 ６、前記並列に接続されたスイッチ（４２゜４４）が手
   動操作可能スイッチ（４４）と温度依存スイッチ（４２
   ）とを有し、かつ直列スイッチ（４０）がノーマルオー
   プン電磁弁（２２）に動力を与えるための時間遅れスイ
   ッチである特許請求の範囲第５項に記載の自動車空間調
   和装置用の制御装置。 ７、　自動車内空間が附勢装置（４８）ｋ有し、かつ電
   磁弁（２２）が前記附勢装置に直列に接続された巻線（
   ４６）と、時間遅れスイッチ（４０）と、手動操作スイ
   ッチおよび温度依存スイッチ（４２，４４）の組合せと
   を有している特許請求の範囲第６項に記載の自動車空間
   調和装置用の制御装置。 ８、全てが閉じられた直列回路に接続されたクラッチ無
   しの可変容積圧縮機（１２）、凝縮器（２０）、液体容
   器（２１）、膨張装置（２４）、および蒸発器（２６）
   ’を備えた形式の自動車空間調和装置用の制御装置にお
   いて、ノーマルオープンの電磁的に動作可能な弁（２２
   ）がその弁装置（２２）を動作させるように直列および
   並列に接続されたスイッチ（４０，４２，４４）有する
   電気切換回路（６８）に接続され、前記並列に接続され
   たスイッチ（４２，４４）が手動操作可能スイッチ（４
   ２）と温度依存スイッチ（４４）とを有し、ＡｉＪ記直
   列に接続されたスイッチ（４ｏ）が時間遅れ弁であり、
   そこにおいて、前記液体容器と前記膨張装置（２４）と
   の間に直列に接続された前記′電磁的に動作可能な弁装
   置（２２）は、前記直列に接続されたスイッチ（４ｏ）
   および少なくとも一つの前記並列に接続されたスイッチ
   （４２，４４）が閉じられたとき前記閉じられた直列流
   体回路（１０）を通る流体の流れ全阻止するように動作
   可能である制御装置。