JPS6210847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車に用いられる空調装置の空気冷
却部（これを冷房装置という）に関し、特に冷媒
圧縮機の作動を制御するものである。

一般に、冷房専用の空調装置あるいは冷却空気
の再加熱部も備えた空調装置においては、自動車
用エンジンから回転駆動力を受けて冷媒圧縮機を
作用させ、それによつて循環される冷媒を用いて
冷却用熱交換器が吸熱作用をなすように構成され
ている。

しかして、その圧縮機において、冷媒ガスの不
足のため同ガスに混入される潤滑オイルの効果が
弱められたり、あるいは部品の破損などのために
圧縮機がロツクしたまま停止すると、自動車用エ
ンジンや電磁クラツチなどの連結部品に多大な負
荷が加わり、２次的な故障を生じるおそれが生じ
る。

ところで、上述した冷房装置にあつては、自動
車用エンジンの回転速度が所定の値に達したとき
に、電磁クラツチを連結状態にして圧縮機を作動
させることが要求されしいる。

本発明は上述した２次故障を防止するとともに
上記の要求を満足し、かつ簡単な回路構成でそれ
を達成する自動車用冷房装置を提供することを目
的とする。

このため本発明は、自動車用エンジンの回転に
応答する第１の周波数―電圧変換回路の出力を電
圧値判別回路に入力して、エンジン回転に対応し
た冷媒圧縮機の作動信号を得るとともに、その圧
縮機の回転に応答する第２の周波数―電圧変換回
路を設け、かつ上記第１の周波数―電圧変換回路
によつて得られる出力を兼用して、これら両変換
回路の出力を相対的に比較して圧縮機の正常有無
を示す比較信号を得て、この比較信号と上記の作
動信号とを少なくとも用いて電磁クラツチの作動
信号を発生させることを特徴とする。

さらに本発明は、上記第２の周波数―電圧変換
回路が応答遅れを有する場合において、比較回路
が誤動作しないようにすることを目的とする。

以下本発明を添付図に示す第１、第２の実施例
について説明する。まず、第１の実施例を示す第
１図において、１は自動車エンジンの回転に対応
した周期のパルス信号を生じるパルス発生器で、
たとえば同エンジンの火花点火装置から点火と同
期したパルス信号が取り出される。一方、２は冷
媒圧縮機の回転に対応した周期のパルス信号を生
じるパルス発生器で、たとえば特開昭56−64183
号に示されるごとき電磁ピツクアツプが使用され
る。ここで、冷媒圧縮機は周知の手段、たとえば
ベルト、プーリー、さらに電磁クラツチ２Ａを介
して、自動車エンジンと作用的に連結されほぼ１
対１の回転速度比で駆動される。

２つのパルス発生器１，２の各々のパルス出力
は、各々波形整形回路３，４に入力され、所定の
波形面積を有する整形パルス２信号に各々変換さ
れる。さらに、それら整形パルス信号は、各々周
波数―電圧変換回路５，６に入力され、各々パル
ス信号の周波数に比例した値の直流電圧を生じ
る。

しかして第１の周波数―電圧変換回路５は、自
動車用エンジンの回転速度に比例した値の直流電
圧を生じ、一方第２の周波数―電圧変換回路６は
冷媒圧縮機の回転速度に比例した値の直流電圧を
生じる。

７は電圧値判別回路として用いられる電圧比較
回路７で、第１の周波数―電圧変換回路５の出力
電圧を所定の基準電圧７Ａと比較する。この比較
回路７においては、自動車エンジンの回転速度が
基準電圧７Ａ相当値を越えるとハイレベル、それ
以下でローレベルとなつて、冷媒圧縮機を自動車
エンジンの負荷として接続するのに適した回転速
度であるか否かを判断する。

８は電圧比較回路で、２つの周波数―電圧変換
回路の出力電圧を比較することによつて、圧縮機
が自動車用エンジンによつて正常に回転駆動され
ているか否かを示す比較信号を生じる。ところ
で、圧縮機は電磁クラツチ２Ａの連結時において
は、自動車エンジンの回転速度と所定の比をもつ
て回転駆動される。この場合において、ベルトな
どにスリツプを生じて、速度比が変化することが
あるが、比較回路８は、自動車用エンジンの回転
速度に対して通常おこり得るスリツプの分よりも
圧縮機の回転速度が著しく低下した場合にローレ
ベル、そうでないときハイレベルの比較信号を生
じる。

このため、たとえばパルス発生器１と２とが、
同一の回転速度であるときに同一の周波数のパル
ス信号を発生するものとすると、第１の周波数―
電圧変換回路５における周波数―電圧特性の傾斜
が第２の周波数―電圧変換回路６のそれに比して
小さいように予め設定しておけば、比較回路８
は、圧縮機の回転速度がエンジンより著しく低下
して、第２の周波数―電圧変換回路６の直流電圧
の値が第１の周波数―電圧変換回路５の直流電圧
の値より小さくなつたとき、ローレベルの出力を
生じるように構成することができる。

しかして、一方の比較回路７からは自動車用エ
ンジンの回転速度の判別信号が与えられ、他方の
比較回路８からは圧縮機が自動車用エンジンによ
つて正常に駆動されているかを示す比較信号が与
えられる。これらの判別信号および比較信号は、
駆動判定回路９において、論理判断され、電磁ク
ラツチ２Ａの断続を決定する制御信号として出力
される。

前記比較回路７，８において、前述したハイ、
ローレベルの出力を生じるとすると、駆動判定回
路９は詳細例は第２図に示すが基本的には論理積
回路とすることができる。すなわち自動車用エン
ジンの回転速度が規定値以上であり、かつ圧縮機
が正常駆動されていると、この判定回路９はハイ
レベルの出力を生じ、エンジン回転速度が不足
か、もしくは圧縮機が正常駆動されていないと、
ローレベルの出力を生じる。

この判定信号はトランジスタ、リレー等からな
る増幅回路１０で、電磁クラツチ２Ａの通電、停
止を決定し、冷房装置の作動有無が決定される。

かくして、この装置によると、自動車用エンジ
ンの回転速度が規定値以上でかつ圧縮機も正常駆
動されていると、電磁クラツチ２Ａを付勢して冷
房装置を作動させ、エンジン回転速度が不足しま
たはエンジン回転速度が充分じあつてもそれに比
して圧縮機回転速度が著しく低いと電磁クラツチ
２Ａを消勢して冷房装置を停止する。

この場合においては、エンジン回転速度の規定
値は比較回路７において、たとえば基準電圧７Ａ
を加減することで調節することができ、またエン
ジンと圧縮機の回転速度比の作動点は、たとえば
２つの周波数―電圧変換回路５，６の周波数―電
圧特性を相対的に変化させることで調節すること
ができ、これらの調整値は独立して設定すること
ができる。

第２図に駆動判定回路９の詳細を示し、論理積
９Ａに加えて単安定回路９Ｂと論理和回路９Ｃが
用いてある。そして、単安定回路９Ｂは比較回路
７において、自動車用エンジンの回転速度が規定
値に達したことを示すハイレベル信号が出力され
ると、その立ち上がりで一定時間（100ms〜数
100ms程度）は強制的にハイレベルの出力を生
じ、論理積回路９Ａの出力の状態に係わらず、論
理和回路９Ｃの出力をハイレベルにする。このこ
とは、電磁クラツチ２Ａが連結状態になる以前は
論理積回路９Ａが機能せずローレベル出力を生じ
続けるため、いつまでたつても電磁クラツチを連
結状態にすることがてきないといつた不具合を防
止するのに役立つ、しかして、その一定時間が経
過すると、論理積回路９Ａのみが電磁クラツチ２
Ａの通電有無を決定する。このように、単安定回
路９Ｂと論理和回路９Ｃは論理積回路９Ａが実質
的に遅動するように作用する。

次に第３図以下に図示する本発明の第２の実施
例について説明する。第３図において、パルス発
生器１，２ならびに波形整形回路３，４は、第１
図図示の例と同じである。

第１、２の周波数一電圧変換回路５，６は同一
の周波数一電圧特性を有し、パルス信号の周波数
が同じなら出力に得られる直流電圧の値も同じと
なる。従つて、両変換回路は同一の回路構成とす
ることができる。いま、圧縮機は自動車用エンジ
ンによつて、回転速度の比にして0.9ないし1.1の
回転速度で駆動されるものとする。

エンジン回転速度と圧縮機の回転速度との検出
比を設定する目的で、この実施例においては分圧
器８Ａを備えている。分圧器８Ａは、たとえば第
４図に示すように、分圧抵抗１８，１９を用いて
構成され、エンジン回転速度を示す第１の変換回
路５の出力電圧のみを所定の比率で減少させる。
このため、電圧比較回路８においては、その分圧
電圧と第２の変換回路６の出力とを単に大小比較
することにより、圧縮機回転速度がエンジン回転
速度に対して著しく低下したか否かを判別し得
る。

このように、分圧器８Ａを用いる場合は、周波
数一電圧変換回路５，６において、その個有利得
を調整して設定するよりも、調整が容易である。
しかも、利得を変える場合には時定数（応答性）
を変えていまうこともあるが、分圧器を用いる場
合は、応答遅れによる誤動作の心配がない。ま
た、２つの周波数一電圧変換回路における出力の
各飽和レベルの相違による誤判定の心配も回避し
得る利点がある。

遅動回路１４は、第２図に示す単安定回路９
Ｂ、論理和回路９Ｃと同じ目的で使用され、電磁
クラツチ２Ａを付勢する時点において、比較回路
８があたかも圧縮機が正常に駆動されているかの
ごとき出力を生じるように作用する。すなわち、
第５図に例示するように判定回路１３において、
電磁クラツチを付勢するべきハイレベル信号が発
生したとき、遅延回路１４Ａはハイレベル信号の
立ち上がりから所定時間だけ遅れてリレーコイル
１４Ｂを付勢する。このためリレー接点の可動端
１４Ｅには、リレーコイル１４Ｂが付勢されるま
では常閉接点１４を介して電源端子１４Ｆからハ
イレベル信号が与えられ、比較回路８に入力す
る。したがつて、比較回路８はこの所定時間内は
少なくともハイレベルのクラツチ付勢信号を発生
する。所定時間が経過すると、リレーコイル１４
Ｂが付勢され、リレー接点の可動端１４Ｅには常
開接点１４Ｃを介して、第２の周波数―電圧変換
回路６の出力電圧が与えられ、比較回路８は実質
的に機能し始める。

第３図中符号１１は、図示しない冷媒蒸発器の
温度を測定する温度測定子で、サーミスタなどが
用いられる。この温度測定子では、冷房装置の冷
却度合が直流電圧値として検出され、その冷却度
合は電圧比較回路１２において予め定めた基準電
圧と比較することにより、冷却の要否を示すハ
イ、ローレベルの信号として取り出される。ここ
で、冷却が必要であるときハイレベルになるとす
ると、判定回路１３は、論理積回路として構成さ
れ、温度測定子１１の測定温度が高く冷却が必要
で、かつエンジン回転速度が十分に高いとき、判
定回路１３は電磁クラツチの付勢を要求するハイ
レベルの出力を生じる。

判定回路１３の出力は、論理積回路として構成
される駆動判定回路９に比較回路８の出力ととも
に入力され、電磁クラツチの付勢を制御するため
に用いられる。

かくして、この装置は自動車用エンジンの回転
速度、この回転速度と圧縮機回転速度との比、さ
らに冷房装置の冷却度合の各状態を総合して、冷
房装置の制御を行なうことができる。なお、冷却
度合を測定するために、冷媒蒸発器の表面あるい
は近傍の温度のほかに、低圧側配管の圧力などの
信号を用いることができる。また、測定子１１と
比較回路１２の組合せの代わりに、動作点の調節
可能、あるいは固定されたサーモスタツトを用い
ることができる。なお、第３図において、比較回
路１２は基準電圧１２Ａの値を分圧器などで調節
可能とすることにより、冷房装置の温度調節を行
なうことができる。

次に第３図において、１５は駆動判定回路で、
増幅回路１６を介して、エンジンのアイドルアツ
プ装置１７を作動、停止するための判定信号を作
成する。駆動判定回路１５は論理積回路として構
成され、比較回路１２の出力が冷却の必要を示す
ハイレベルで、比較回路８の出力蛾圧縮機の正常
駆動を示すハイレベルのとき、ハイレベル信号を
生じて、アイドルアツプ装置１７を作動する。こ
のアイドルアツプ装置は公知のもので、自動車エ
ンジンのアイドル回転数を高め、アイドル時にお
いてもエンジンに圧縮機の充分な回転駆動が得ら
れるようにする。

２０は警報回路であつて、比較回路８の出力を
増幅して、ランプなどの警報器２１に与える。こ
れによつて、圧縮機の異常を乗員に知らせること
ができる。

以上述べたよう本発明によると、圧縮機の故障
を簡単な回路構成で検出し電磁クラツチの制御信
号に用いるから、２次的な障害を防止することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す電気結線
図、第２図は第１図中駆動判定回路９の詳細を示
す電気結線図、第３図は本発明の第２の実施例を
示す電気結線図、第４図は第３図中分圧器８Ａの
詳細を示す電気結線図、第５図は第３図中遅動回
路１４の詳細を示す電気結線図である。 １，２…パルス発生器、２Ａ…電磁クラツチ、
５…第１の周波数一電圧変換回路、６…第２の周
波数一電圧変換回路、７…電圧比較回路（判別回
路）、８Ａ…分圧器、８…電圧比較回路（比較回
路）、９…駆動判定回路（回路手段）、９Ａ…論理
積回路、９Ｂ…単安定回路（遅動回路）、９Ｃ…
論理和回路、１４…遅動回路、１５…駆動判定回
路、１７…アイドルアツプ装置、２０…警報回
路、２１…警報（表示）器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷媒圧縮機と自動車用エンジンとを電磁クラ
   ツチを介して作用的に連結し、その電磁クラツチ
   への通電を断続することにより冷媒圧縮機の作動
   を制御する自動車用冷房装置であつて、 前記自動車用エンジンの回転に対応した周期の
   パルス信号を受けてこのパルス信号の周波数に応
   じた値の直流電圧を生じる第１の周波数―電圧変
   換回路、 前記冷媒圧縮機の回転に対応した周期のパルス
   信号を受けてこのパルス信号の周波数に応じた値
   の直流電流を生じる第２の周波数―電圧変換回
   路、 前記第１の周波数―電圧変換回路が生じる直流
   電圧の値が予め定めた値に達しているか否かを判
   別する判別回路、 前記第１の周波数―電圧変換回路が生じる直流
   電圧の値と前記第２の周波数―電圧変換回路が生
   じる直流電圧の値とを比較して、両直流電圧の値
   が所定の比率関係にあるか否かを判別する比較回
   路、および 前記判別回路と前記比較回路との判別結果に対
   応して前記電磁クラツチへの通電の断続を決定す
   る回路手段、 を具備してなる自動車用冷房装置。 ２ 前記比較回路が、前記第１の周波数―電圧変
   換回路が生じる直流電圧を分圧する分圧回路を包
   含し、この分圧の値と前記第２の周波数―電圧変
   換回路が生じる直流電圧の値との大小を判別する
   ように構成されている特許請求の範囲第１項に記
   載された自動車用冷房装置。 ３ 前記比較回路の判別結果を表示する手段を具
   備してなる特許請求の範囲第１項に記載された自
   動車用冷房装置。 ４ 冷媒圧縮機と自動車用エンジンとを電磁クラ
   ツチを介して作用的に連結し、その電磁クラツチ
   への通電を断続することにより冷媒圧縮機の作動
   を制御する自動車用冷房装置であつて、 前記自動車用エンジンの回転に対応した周期の
   パルス信号を受けてこのパルス信号の周波数に応
   じた値の直流電圧を生じる第１の周波数―電圧変
   換回路、 前記冷媒圧縮機の回転に対応した周期のパルス
   信号を受けてこのパルス信号の周波数に応じた値
   の直流電圧を生じる第２の周波数―電圧変換回
   路、 前記第１の周波数―電圧変換回路が生じる直流
   電圧の値が予め定めた値に達しているか否かを判
   別する判別回路、 前記第１の周波数―電圧変換回路が生じる直流
   電圧の値と前記第２の周波数―電圧変換回路が生
   じる直流電圧の値とを比較して、両直流電圧の値
   が所定の比率関係にあるか否かを判別する比較回
   路、 前記判別回路と前記比較回路との判別結果に対
   応して前記電磁クラツチへの通電の断続を決定す
   る回路手段、および 上記判別回路の判別結果に対応して前記回路手
   段の作動を遅延させる遅動回路、 を具備してなる自動車用冷房装置。