JPS6144701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両用空気調和装置に係り、特に、
エンジンへの負荷状態に応じてコンプレツサの電
磁クラツチへの通電を制御するようにした車両用
空気調和装置の改良に関する。

一般に、車両用空気調和装置として、冷房装置
を例に挙げて説明すると、第１図に示すように、
冷房装置は、エアダクト１内にエバポレータ２を
配設すると共に、前記エアダクト１内に配設した
ブロア３を作動させることにより、主として内気
をエアダクト１内に導き且つ前記エバポレータ２
を通過させて冷風を形成し、この冷風を図示外の
吹出口から車室内に吹出すようになつている。
尚、４は外気導入と内気循環とを切換えるエアイ
ンテークドアである（例えば特開昭55−29640号
公報）。

このようなタイプに於いて、前記エバポレータ
２は、エンジン動力により作動するコンプレツサ
５と、冷房時に冷媒を擬縮させるコンデンサ６
と、液状の冷媒を貯留するリキツドタンク７と、
冷媒を急激に膨張させる膨張弁８と共に冷凍サイ
クルを構成しており、コンプレツサ５作動時にパ
イピング９中を循環する冷媒を蒸発させ、このと
きの蒸発熱でエバポレータ２を通過する空気を冷
却するものである。尚、コンプレツサ５には電磁
クラツチ５ａが付設されており、コンプレツサ５
はこの電磁クラツチ５ａを介してエンジンに接続
されている。

ところで、車両加速時若しくは登坂時におい
て、前記冷房装置を作動させると、エンジンに大
きな負荷がかかつてしまうため、従来にあつて
は、エンジンへの負荷状態に応じてコンプレツサ
５の電磁クラツチ５ａへの通電を制御する方式が
採用されている。この種のコンプレツサ制御装置
は、例えば、第１図に示すように、コンプレツサ
５の電磁クラツチ５ａを電源１９とコントロール
スイツチ１０と後述のリレー１２の接点１２ａと
後述のリレー１８の接点１８ａとに直列に接続す
る一方、エンジンへの負荷状態を検知する負荷セ
ンサ例えばブーストスイツチ１１を介してタイマ
１３を前記コントロールスイツチ１０と電源１９
とに接続する。タイマ１３はブーストスイツチ１
１がオフになつてから一定時間のみ信号を出す機
能を有するもので、リレー１２は常閉接点１２ａ
を備えタイマ１３の信号を受けたときに励磁され
て接点１２ａを開くようになつている。上記ブー
ストセンサ１１は、例えば、図示外のインテーク
マニホールドにおける負圧Ｐと大気圧Paとの圧
力差をダイヤフラム１４で検出してオンオフ動作
するもので、車両加速時若しくは登坂時において
は、インテークマニホールド負圧Ｐが大気圧Pa
に接近する関係上、負荷センサ１１がオンするよ
うになつている。したがつて、エンジン負荷が大
きくなると一定時間タイマ１３が出力しリレー１
２が励磁されて接点１２ａが開き、コンプレツサ
５の電磁クラツチ５ａへの通電を遮断して電磁ク
ラツチ５ａを切るようになつている。尚、上述の
冷房装置においては、車室内気温を一定の温度に
制御する装置が設けられており、この装置は、第
１図に示すように、エバポレータ２の後流側の近
傍位置にエバポレータ２から吹出風の温度を検知
するサーミスタ等の温度センサ１５を配置し、こ
のセンサ出力を制御回路１６に入力して基準設定
温度と比較して、基準設定温度より低い場合に出
力しリレー１８を作動させて常閉接点１８ａを開
きコンプレツサ５の電磁クラツチ５ａへの通電を
断ち、電磁クラツチ５ａを切るものである。そし
て、制御回路１６の具体例としては例えば第５図
に示すようなものがある。即ち、図中１６は制御
回路、１５はエバ吹出温を検知するサーミスタ、
１７は図示外のテンプコントロールレバーと連動
して基準設定温度を設定する可変抵抗、５はコン
プレツサ、１８はリレー、３０乃至３３は夫々ト
ランジスタである。この回路の作動を説明する
と、吹出温が下ると、サーミスタ１５の抵抗が増
える。このため、トランジスタ３０のベース電位
が高くなりトランジスタ３０がオフしてトランジ
スタ３１がオンする。トランジスタ３２のベース
に電流が流れてトランジスタ３２がオンする。よ
つてトランジスタ３３はオフする。よつてリレー
１８はオフしコンプレツサ５の電磁クラツチ５ａ
は切れる。逆に、吹出温が上るとサーミスタ１５
の抵抗が下り、トランジスタ３０がオン、トラン
ジスタ３１がオフとなる。よつてトランジスタ３
２がオフでトランジスタ３３がオンとなり、リレ
ー１８は励磁され、コンプレツサ５の電磁クラツ
チ５ａが接続される。なお、通常はエバポレータ
２からの吹出風の温度が下つて来て電磁クラツチ
５ａを切る温度T₀と、T₀から温度が上つて再び
電磁クラツチ５ａを継げる温度T₀′とは通常２〜
３℃の差を設けている。

然しながら、このような従来の車両用空気調和
装置にあつては、車両加速時若しくは登坂時等エ
ンジンに高負荷がかかる際には、負荷センサ１１
が作動して電磁クラツチ５ａへの通電を直ちに遮
断するようになつていたので、夏期の暑い時期に
おいて、未だ車室内が充分に冷えていない場合で
あつても、車両加速時や登坂時には常時エバポレ
ータ２での冷却が行なわれないことになり、冷房
効率が悪くなつてしまう不具合がある。この不具
合は前記したタイマ１３を用いることによつて幾
分解決されるが、市街走行等加減速が多い場合に
は、負荷センサ１１の作動に応じて頻繁にコンプ
レツサ５への通電が遮断されてしまうので、上記
不具合を解決する手段として充分なものとはいえ
なかつた。

本発明は以上の観点に立つて為されたものであ
つて、その目的とするところは、エバポレータの
吹出空気あるいは室内の温度あるいは冷媒の温度
をあらかじめ設定した基準温度と比較して室内温
度を所定の温度に保つよう制御すると共に、エン
ジンの負荷を検出するセンサによりエンジンの高
負荷を検知した場合にはコンプレツサの作動を停
止するようにした車両用空気調和装置において、
前記基準温度を該基準温度より高い第２の基準温
度に切換える手段を負荷センサと接続して設ける
ことにより、車室内の温度がある程度冷えている
と判断される場合のみ負荷センサの作動に応じて
コンプレツサの電磁クラツチへの通電を制御し得
るようにし、もつて、エンジン高負荷時にはエン
ジンの負荷を軽減させつつ、車室内を快適に保た
せるようにした車両用空気調和装置を提供するこ
とにある。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。

第２図に示す実施例において、空気調和装置の
基本的構成は、第１図に示す従来例と略同様であ
るが、従来例と異なり、可変抵抗１７と直列に抵
抗２４を介装するとともに、この抵抗２４と並列
にブーストスイツチ２１を接続してあり、前述の
タイマ１３、リレー１２は除去してある。そし
て、制御回路２２は従来装置の制御回路１６に相
当するもので、この回路の出力によりリレー１８
を励磁し、リレー１８の常閉接点１８ａを開閉し
て電磁クラツチ５ａへの通電を制御するようにし
てある。

この実施例において、ブーストスイツチ２１
は、第１図に示すものと同様に、インテークマニ
ホールド負圧Ｐと大気圧Paとの圧力差をダイヤ
フラム１４で検出してオンオフ作動するものであ
るが、第１図に示すものと異なり、エンジン低負
荷時にはオン作動すると共に、エンジン高負荷時
にはオフ作動するようになつている。

又、制御回路２２は、前述のように第１図に示
す制御回路１６と同様のものであつて、その入力
端には、エバポレータ２の下流側直近傍位置に設
けた温度センサ２３（第１図に示す温度センサ１
５に対応する）と、テンプコントロールレバー
（図示せず）に連動する可変抵抗１７と、基準温
度を切換える手段としての固定抵抗２４とが夫々
直列に接続されており、前記固定抵抗２４にはブ
ーストスイツチ２１が並列に接続されている。こ
のため、ブーストスイツチ２１がオン状態のとき
には、温度センサ２３と可変抵抗１７に基づく信
号が制御回路２２に入力されると共に、ブースト
スイツチ２１がオフ状態のときには、温度センサ
２３、可変抵抗１７及び固定抵抗２４に基づく信
号が制御回路２２に入力されるようになつてい
る。このとき、上記温度センサ２３は例えば、サ
ーミスタで構成されるため、第３図に示すよう
に、その抵抗値Ｒが温度Ｔの上昇に伴つて逆比例
的に減少するという特性を有している。従つて、
ブーストスイツチ２１がオン状態のとき、基準設
定温度T₀のときの可変抵抗１７の抵抗値をｒと
し、このときの温度センサすなわちサーミスタ２
３の抵抗値をR₀とすると、温度センサ２３と可
変抵抗１７の合成抵抗ＲはR₀＋ｒとなる。一方
ブーストスイツチ２１がオフ状態のときには、固
定抵抗２４の抵抗分R₁が温度センサ２３の抵抗
分に加わつた形となるため、サーミスタ２３の抵
抗値がR₀−R₁のときすなわち温度がT₀より高い
T₁のときのサーミスタ２３と固定抵抗２４、可
変抵抗１７の合成抵抗R′がR₀＋ｒとなり、結果
的に制御回路２２の設定温度は基準設定温度T₀
より高いT₁に切換つたことになる。このよう
に、制御回路２２は実際には一種類の設定温度を
有しているにもかかわらず、ブーストスイツチ２
１の作動に応じて二種類の設定温度を有している
のと同等であり夫々の設定温度とサーミスタ２３
の検知温度とを比較判断し且つセンサ出力が設定
温度より低くなつたときオン動作し、常時閉のリ
レー１８を作動させてコンプレツサ５への通電を
遮断するものである。尚、前述のように電磁クラ
ツチ５ａをオンオフさせる設定温度は差をつけて
おり上記制御回路２２の設定温度T₀，T₁は、
夫々電磁クラツチ５ａへの通電のオフ接点であ
り、前記T₀，T₁より僅かに高い温度T₀′，T₁′が
夫々電磁クラツチ５ａへの通電のオン接点であ
る。

次に、この実施例に係る車両用空気調和装置に
おいて、例えば、第４図イに示すように車速変化
を伴つて車両が走行している場合のエバポレータ
２の吹出温変化を従来例と比較して説明する。上
記の車速変化に対して、そのエンジン回転数変化
は第４図ロに示され、又、ブーストスイツチ２１
のインテークマニホールド負圧Ｐの変化は第４図
ハに示されるが、第４図イ及びハにおいて、イン
テークマニホールド負圧Ｐが設定圧P₀より大気圧
Paに接近する場合は、車両急加速時（Ａ領域）
及び車両登坂時（Ｃ領域）に限られ、このＡ領域
及びＣ領域の範囲内においてブーストスイツチ２
１はエンジン高負荷時を検知してオフ作動し、制
御回路２２側からみたサーミスタ２３側抵抗が固
定抵抗２４のR₁分増したことになり、制御回路
の設定温度が基準設定温度T₀，T₀′より高い温度
T₁，T₁′に設定されることが理解される。今、ア
イドリング時におけるエバポレータ２の吹出空気
温度が高く車室内が充分に冷却されていない状態
を考える。この場合において、第４図ニ実線で示
すように、初期温度をT₂とし、（T₂＞T₁′）toか
らスイツチを入れるとすると、急加速時（Ａ領
域）には制御回路２２の設定温度はT₁，T₁′に切
換わるが、サーミスタ２３によるセンサ出力は設
定温度T₁より高いので、制御回路２２からは出
力が得られず、コンプレツサ５の電磁クラツチ５
ａには通電されており、クラツチは接続されてお
りエンジンと接続している。このため、Ａ領域で
はエバポレータ２によつて空気が冷却されること
になる。次いで、低加速時、定速時及び減速時
（以下Ｂ領域という）には、制御回路２２の設定
温度は基準設定温度T₀，T₀′に設定されており、
サーミスタ２３のセンサ出力が基準設定温度T₀
より高くなつているので、制御回路２２からは出
力が得られず、電磁クラツチ５ａが接続しコンプ
レツサ５はその作動を継続し、エバポレータ２に
よつて空気が更に冷却される。更に、登坂時（Ｃ
領域）には再び制御回路２２の設定温度がT₁，
T₁′に設定されることになるが、このとき、サー
ミスタ２３のセンサ出力は設定温度T₁より低い
ものになつているので、制御回路２２が出力し、
コンプレツサ５の電磁クラツチ５ａへの通電は遮
断される。このため、コンプレツサ５が作動せず
エバポレータ２によつて空気が冷却されなくなり
エバポレータ２からの吹出空気温度は時間と共に
自然上昇する。吹出空気温度がT₁′に達すると制
御回路２２が出力せず電磁クラツチ５ａに通電さ
れて再び冷却される。これが繰返されて設定温度
T₁，T₁′の範囲内で温度変化を繰り返すことにな
り、吹出空気温度の自然上昇は阻止される（第４
図ニ曲線参照）。これに対して、第１図に示す
従来例におけるエバポレータ２の吹出空気温度
は、初期温度をT₂とすると、Ｂ領域でのみしか
冷却されないので第４図ニ二点鎖線で示すよう
に変化する（曲線参照）が、冷却時間が少ない
ので、曲線の方が曲線よりも冷房効率が高く
なつていることが理解される。

又、アイドルング時におけるエバポレータ２の
吹出空気温度が比較的低く車室内がある程度冷却
されている状態を考える。この場合において、初
期温度T₃（T₁＞T₃＞T₀′）とすると、Ａ領域で
は、制御回路２２の設定温度はT₁，T₁′であり、
電磁クラツチ５ａへの通電が遮断されるため、エ
バポレータ２からの吹出空気温度が上昇するが、
設定温度T₁，T₁′の範囲内でオンオフ動作してそ
の温度上昇が抑えられ、次いで、Ｂ領域では、設
定温度がT₀，T₀′であり、電磁クラツチ５ａへの
通電が継続されるので、エバポレータ２からの吹
出空気温度は時間と共に低下していき、設定温度
T₀に達し電磁クラツチ５ａへの通電が遮断され
る。更に、Ｃ領域では、設定温度が再びT₁，
T₁′になり、このため、電磁クラツチ５ａへの通
電が遮断されてエバポレータ２からの吹出空気温
度は上昇し始めるが、設定温度T₁′に達するとそ
れ以後設定温度T₁，T₁′の範囲内でオンオフ動作
を繰り返すことになり、吹出空気温度の自然上昇
は阻止される（第４図ニ曲線参照）。これに対
して、第１図に示す従来例における吹出空気温度
は、初期温度をT₃とすると、第４図ニ二点鎖線
で示すように変化する（曲線参照）が曲線の
方が曲線よりも冷房効率が高くなつていること
が理解される。

以上説明してきたように本発明に係る車両用空
気調和装置によれば、あらかじめ設定した基準温
度に保てるようにした通常の制御装置にさらに温
度検出手段を負荷センサと接続して設けエンジン
の負荷が大きいとき、コンプレツサのクラツチを
切るようにした従来の装置に、さらにエンジン負
荷が高いときには前記基準温度が該基準温度より
高い第２の基準温度に切り換るようにして第２の
基準温度より低い場合にのみコンプレツサのクラ
ツチを切つて冷凍サイクルを停止させるようにし
たので、車室内がそれほど冷えていないときには
負荷センサの作動とは無関係にコンプレツサの作
動を継続させることができその分早急に車室内を
冷却することが可能となり、車室内がある程度冷
えていときはエンジンが高負荷になるとコンプレ
ツサのクラツチが切れるので、急加速あるいは急
坂登坂などの走行性能が落ちないという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両用空気調和装置の一例を示
す説明図、第２図は本発明に係る車両用空気調和
装置の一実施例を示す説明図、第３図はサーミス
タの温度による抵抗値変化を示すグラフ、第４図
イ乃至ニは車速の変化に応じた空気調和装置の作
動を示すグラフであり、第４図イは車速変化を示
すグラフ、第４図ロは車速変化に対応したエンジ
ン回転数変化を示すグラフ、第４図ハは車速変化
に対応したインテークマニホールド負圧の変化を
示すグラフ、第４図ニは車速変化に応じたエバポ
レータの吹出空気温度の変化を示すグラフ、第５
図は従来における制御回路の具体的構成の一例を
示す回路図である。 ２……エバポレータ、５……コンプレツサ、５
ａ……電磁クラツチ、１１，２１……ブーストス
イツチ（負荷センサ）、１５，２３……サーミス
タ（温度センサ）、１６，２２……制御回路、１
７……可変抵抗、１８……リレー、２４……固定
抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの回転によつて駆動されるクラツチ
   付コンプレツサとエバポレータとを有する冷凍サ
   イクルと、前記エンジンの負荷を検知する負荷セ
   ンサと、冷媒又はエバポレータの吹出し空気の温
   度を検出する温度センサとを備え、あらかじめ設
   定した基準温度と検出温度とを比較して前記クラ
   ツチを断続することにより車室内温度をほぼ所定
   の温度に制御すると共に、前記負荷センサがエン
   ジンの高負荷を検知したときは、前記クラツチを
   切つて冷凍サイクルを停止し、エンジンの負荷を
   軽減するようにした車両用空気調和装置におい
   て、前記基準温度を該基準温度より高い第２の基
   準温度に切換える手段を前記負荷センサと接続し
   て設け、負荷センサがエンジンの高負荷を検知し
   たときに、検出温度が第２の基準温度以下のとき
   のみ前記クラツチを切るようにしたことを特徴と
   する車両用空気調和装置。