JPS6230686Y2 - - Google Patents

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JPS6230686Y2
JPS6230686Y2 JP1981190759U JP19075981U JPS6230686Y2 JP S6230686 Y2 JPS6230686 Y2 JP S6230686Y2 JP 1981190759 U JP1981190759 U JP 1981190759U JP 19075981 U JP19075981 U JP 19075981U JP S6230686 Y2 JPS6230686 Y2 JP S6230686Y2
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は空調装置の制御装置に関する。
一般の室内冷房の場合、室内温度が一旦設定温
度にまで達すると、その後に室内温度が上昇した
時に補うための冷房能力は小さくて済む。ところ
が冷房装置は普通、室内温度や室内外の温度差等
にしたがつてオン，オフされるようになつている
ため、室内が設定温度にまで冷却された後は、オ
ン，オフの繰り返しが冷房能力の大きいものほど
多くなり、駆動源に大きな負荷が断続的に加わつ
てしまう。
また特に、車輌用空調装置にあつては、自動車
エンジンによつて冷媒圧縮機を駆動するようにな
つており、一般走行速度（例えば40Km／ｈ）での
圧縮機回転数（例えば1800rpm）で最適な冷房能
力が得られるように設計されている。このため高
速走行時は冷房能力過剰となる。このような能力
過剰状態においては、エンジンと圧縮機との動力
伝達を掛け外しする電磁クラツチをオン，オフし
て、圧縮機の駆動、停止を繰り返すクラツチサイ
クリングが行なわれる。しかしこのようなクラツ
チサイクリング方式では、高速走行時における能
力過剰分が大きいため電磁クラツチのオン，オフ
回数が多く、しかも最大の冷房能力を発揮し得る
状態で圧縮機の駆動、停止を行なうことによる駆
動系へのシヨツクが大きくドライバに不快感を与
えると共に空調装置の成績係数も悪く、所要動力
が多くなるという欠点がある。
本考案はこのような欠点に鑑み、圧縮能力が可
変の冷媒圧縮機を用い、この冷媒圧縮機を必要な
冷房能力に見合つた必要最小限の圧縮能力で運転
できるような制御装置を提供しようとするもので
ある。
本考案はまた、冷媒圧縮機の駆動、停止による
駆動系へのシヨツクを軽減することができ省エネ
ルギー運転のできる制御装置を提供しようとする
ものである。
本考案は、圧縮能力が小容量と大容量とに可変
の冷媒圧縮機を備え冷媒蒸発器の通風入口側ある
いは通風吹出し側に第１の温度検出素子を配設し
てその検出温度に応じて第１の設定温度T1以上
では前記冷媒圧縮機を駆動させ、前記第１の設定
温度より低い第２の設定温度T2に低下すると停
止させる空調装置の制御装置において、前記第１
の温度検出素子に隣接する箇所に前記第１の温度
検出素子より応答性の良好な第２の温度検出素子
を配設し、該第２の温度検出素子の検出温度が前
記第２の設定温度T2より低い第３の設定温度T3
より低くなると前記冷媒圧縮機の能力を小容量と
し、その後、前記第１の温度検出素子の検出温度
が前記第１の設定温度T1を越えると、前記冷媒
圧縮機の能力を大容量に切り替える制御回路を有
することを特徴とする。
以下に車輌用空調装置の制御装置としての本考
案の実施例を説明する。
第１図は冷媒蒸発器の吹出口側に配設されたサ
ーミスタ等の温度検出素子Th1による検出温度の
時間変化（図中、実線Tth1）を示した図である。
温度検出素子Th1の抵抗値の変化が電気信号で
取り出されて電磁クラツチがオン，オフされ、冷
媒圧縮機の駆動、停止が行なわれる。図中、温度
T1，T2は任意に変更可能な設定温度で、T1は圧
縮機を駆動する時の温度、T2は停止させる時の
温度である。
すなわち、圧縮機が駆動されると、冷媒蒸発器
の吹出し空気温度は徐々に低下し始め、温度検出
素子Th1による検出温度Tth1がT2に達すると圧縮
機は停止される。これにより吹出し空気温度は
徐々に上昇を始め、温度検出素子Th1による検出
温度Tth1がT1に達すると再び圧縮機は駆動さ
れ、以後このような圧縮機の駆動、停止が行なわ
れて吹出し空気温度は所定の温度幅に維持され
る。
さて本考案では温度検出素子Th1に隣接する位
置に温度検出素子Th1に比して熱応答性の良い別
の温度検出素子Th2を設けることを特徴とする。
第２図は温度検出素子Th1とTh2の熱応答特性
を示した図であり、温度ＴLの雰囲気中から温度
ＴHの雰囲気中に移動した時の検出温度の時間変
化（実際には抵抗値の時間変化）を示す。図から
明らかなように、温度検出素子Th1（図中実線）
に比して温度検出素子Th2（図中破線Tth2）の方
が応答性が優れている。
このような温度検出素子Th2による冷媒蒸発器
の吹出口における検出温度の時間変化を第１図に
破線で示す。ここで、図に示す温度検出素子
Th1，Th2で検出された温度は、実際の吹出温度
に対し熱応答遅れがあるから、実際の吹出温度と
温度検出素子Th1，Th2の検出温度Tth1，Tth2と
の間の関係は、温度変化の周期が同じで、温度の
変動幅は実際の温度変化幅≧検出温度Tth2の変
化幅≧検出温度Tth1の変化幅となる。したがつ
て、ある変動幅で吹出温度が変化し、それにとも
ない温度検出素子Th1の検出温度Tth1が第１図に
示す如くT1≧Tth1≧T2の間で変化した場合、温
度検出素子Th1より熱応答性の良い温度検出素子
Th2の検出温度Tth2は、温度上昇の場合はTth2≧
T1に、下降時はTth2≦T2となる。
ところで、第１図の如き圧縮機の駆動、停止動
作は、圧縮機の駆動時間が停止時間に比して短
い、つまり圧縮機の稼動率が低い動作であり、実
際に必要な冷房能力に対し圧縮機の冷房能力が過
剰状態にあることを意味している。この状態では
設定温度T2付近での温度検出素子Th1，Th2の検
出温度Tth1，Tth2の差｜Tth1−Tth2｜は大とな
る。
第３図は圧縮機の駆動時間が停止時間に比して
長い、つまり圧縮機の冷房能力がほぼ適正能力を
発揮している場合の各温度検出素子による検出温
度の時間変化を示した図である。この状態では前
述した検出温度の差｜Tth1−Tth2｜は小さくな
る。
以上の説明で明らかなように、実際に必要な冷
房能力に対して圧縮機の冷房能力が過剰状態にあ
るかどうかは、両温度検出素子の検出温度差で判
定できることになる。
本考案では第１図、第３図に示した如く、圧縮
機停止の設定温度T2よりも低い温度T3を設定
し、温度検出素子Th2の検出温度Tth2と設定温度
T3とを比較してこの比較結果により圧縮機の圧
縮能力を切り替えるものである。
すなわち、第１図に示すごとく、圧縮機の稼動
率が低い場合は、温度検出素子Th2の検出温度
Tth2≦T3となり、この時圧縮能力が減少するよ
うに切り替えられる。逆に第３図に示すごとく、
圧縮機の稼動率が高い場合は、温度検出素子Th2
の検出温度Tth2＞T3となり、圧縮能力が大、小
いずれの状態にあつても切り替えられることは無
く、現状維持となる。しかし温度検出素子Th1の
検出温度Tth1＞T1となれば、圧縮能力は増加す
るように切り替えられる。
なお圧縮能力可変型冷媒圧縮機としては、本出
願人がすでに提案した（特開昭57−148089号）ス
クロール型圧縮機を利用する。この圧縮機は、簡
単に言えば、一対のうず巻体を角度をずらせてか
み合せ、一方のうず巻体に相対的な旋回運動を与
えて、両うず巻体間に形成した密閉空間を中心方
向へ容積の減少を伴なわせながら移動させ、中心
部から圧縮流体を吐出させるようにしたものであ
る。そして二つのうず巻体間に形成される密閉空
間の最初の吸入流体を電磁弁によつて途中から吸
入側に逃がし実質的な吸入容積を減少させるよう
に構成することにより、圧縮容積を２段階に切り
替えできるようにしている。
第４図はこのような圧縮機の回転数に対する冷
房能力特性の一例を示し、圧縮容積が大容積CC1
と小容積CC2の２段階に可変の特性を曲線C1，C2
で示している。曲線Ｃは定容積圧縮機の特性を示
す。またＱは夏季において通常の乗用車の車内温
度を快適温度（23〜25℃）に維持するのに必要と
される冷房能力（例えば2300Kcal／ｈ）であ
る。
第５図は本考案による制御装置の一実施例の回
路図であり、上述した圧縮機の駆動、停止及び圧
縮容積の切り替えを行なう。
この回路は、温度検出素子Th1の抵抗値の変
化、すなわち冷媒蒸発器の吹出し空気温度の変化
を比較器２で検出し、その出力に応じてオン，オ
フするトランジスタTr1、リレーRy1により電磁
クラツチMgへの通電を制御して圧縮機の駆動、
停止を行なう回路と、比較器３により温度検出素
子Th2による検出温度と設定温度T3とを比較する
と共に、比較器１により温度検出素子Th1による
検出温度と設定温度T1とを比較し、その比較結
果に応じてオン，オフするトランジスタTr2、リ
レーRy2により圧縮機の圧縮容積切替え用電磁弁
SVの開閉を行なう回路とを含む。Ｓはメインス
イツチ、Ｅはバツテリー電源である。
次に動作を説明する。
比較器２は、温度設定用可変抵抗器VRにより
決まる設定温度T2を規定するａ点電圧Vaを基準
電圧としてｂ点電圧Vbとの比較を行なう。電圧
Vbは、温度検出素子Th1による検出温度Tth1す
なわち、その抵抗値によつて決まり、検出温度
Tth1＞設定温度T2の場合、Vb＞Vaとなつて比較
器２の出力は高レベルとなりトランジスタTr1は
オンとなる。これによつて圧縮機が駆動される。
逆に検出温度Tth1＜設定温度T2でVb＜Vaになる
とトランジスタTr1がオフとなつて圧縮機は停止
する。ここで抵抗器Ｒ３は、比較器２の出力にヒ
ステリシスを与えるためのもので、これによつて
以後の圧縮機の駆動時の温度T1と停止時の温度
T2とにデイフアレンシヤルを生ずるようにして
いる。
比較器３は、可変抵抗器VRにより決まる別の
設定温度T3を規定するｃ点電圧Vcを基準電圧と
してｄ点電圧Vdとの比較を行なう。電圧Vdは、
温度検出素子Th2による検出温度Tth2すなわち、
その抵抗値によつて決まり、検出温度Tth2＜設
定温度T3の場合、Vd＜Vcとなつて比較器３の出
力は低レベルとなりトランジスタTr2はオンとな
る。これによつて電磁弁SVに通電され、圧縮機
の圧縮容積は小容積CC2となる。ここで比較器３
の出力が一度低レベルとなると正帰還抵抗器Ｒ４
によりｄ点の電圧Vdは、ｃ点の基準電圧Vcより
も低い状態Vd＜Vcとなり後述する比較器１の出
力が高レベルになるまで、比較器３の出力は低レ
ベルに維持され、圧縮機の圧縮容積は小容積CC2
で使用されることになる。勿論、このような小容
積への切替えは、第１図に示したように冷房能力
過剰状態にある時に行なわれる動作であり、第３
図のような冷房能力適正状態のもとでは圧縮機の
駆動、停止が繰り返されるだけである。また第１
図のような冷房能力過剰状態で圧縮能力が小容積
CC2へ切り替えられることにより、冷房運転は第
３図のような冷房能力適正状態へ移行することに
なり、この状態では上述したように、検出温度
Tth2＞T3となつても圧縮能力は小容積CC2のま
まで圧縮機の駆動、停止が繰り返される。そして
以下に述べるように、温度検出素子Th1による検
出温度Tth1＞設定温度T1になつた時圧縮能力が
大容積CC1へ切り替えられる。
すなわち、比較器１は設定温度T1を規定する
ｅ点電圧Veを基準電圧としてｂ点と同電位のｆ
点電圧Vfとの比較を行なう。比較器１の出力は
比較器３の非反転入力端子に接続されている。こ
れによつて検出温度Tth1＞設定温度T1の場合、
Ve＜Vfとなつて比較器１の出力が高レベルとな
り、比較器３の出力レベルも高レベルになつてト
ランジスタTr2がオフとなることにより、圧縮機
は大容積CC1となる。これは圧縮機を大容積CC1
で駆動したにもかかわらず冷房能力が不足した場
合、あるいは大容積CC1から小容積CC2へ切り替
えられてから設定温度変更、車輌エンジン回転数
の変化、車外温度変化等の要因により冷房能力不
足状態になつて、検出温度Tth1＞設定温度T1に
なつた場合の動作である。
以上のように、本考案は圧縮能力可変型圧縮機
の駆動、停止制御を行なうクラツチサイクリング
方式による制御装置において、熱応答性の異なる
二つの温度検出素子を用いてこれらの検出温度差
により冷房能力の過剰状態を検出して圧縮機の圧
縮能力を減少させることができる。したがつて車
輌用空調装置において高速走行により冷房能力過
剰状態になつた場合に圧縮能力を小さくしてエン
ジン負荷を軽くすることにより、省エネルギー化
に寄与せしめることができる。また冷房能力過剰
状態になると圧縮能力が減少するように切り替え
られるので、圧縮能力が大きい状態での圧縮機の
駆動、停止の回数は大幅に減り、これによつて駆
動系へのシヨツク軽減化が図れる。
なお圧縮能力を可変とする圧縮機については、
上述したスクロール型圧縮機において容積を可変
としたものに限らない。例えば、圧縮機の入口と
出口間にバイパス路を設けてこの冷媒バイパス量
を調整可能にしたり、圧縮機の入口側に絞り弁を
設けて冷媒供給量を調整可能にすること、あるい
はすきま容積が可変の圧縮機を使用して、圧縮能
力を可変とすることができる。
また実施例では、温度T1，T2の設定を可変抵
抗器により手動で行なう場合について説明した
が、本考案は外気温、室内温等を検出して自動的
に設定する機構を備えた制御装置にも適用可能で
ある。更には空調装置をヒートポンプとして使用
する場合においても、冷房とは逆の動作を想定す
ることにより本考案が適用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第３図はそれぞれ、冷房能力過剰状
態、冷房能力適正状態での各温度検出素子の温度
検出特性を示した図、第２図は本考案に使用する
二つの温度検出素子の熱応答特性を示した図、第
４図は本考案に使用する圧縮能力可変型冷媒圧縮
機の回転数に対する冷房能力特性図、第５図は本
考案の一実施例の回路図を示す。 図中、１，２，３は比較器、Ry1，Ry2はリレ
ー、Mgは電磁クラツチ、SVは圧縮容積切替え用
電磁弁。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 圧縮能力が小容量と大容量とに可変の冷媒圧縮
    機を備え冷媒蒸発器の通風入口側あるいは通風吹
    出し側に第１の温度検出素子を配設してその検出
    温度に応じて第１の設定温度T1以上では前記冷
    媒圧縮機を駆動させ、前記第１の設定温度より低
    い第２の設定温度T2に低下すると停止させる空
    調装置の制御装置において、前記第１の温度検出
    素子に隣接する箇所に前記第１の温度検出素子よ
    り応答性の良好な第２の温度検出素子を配設し、
    該第２の温度検出素子の検出温度が前記第２の設
    定温度T2より低い第３の設定温度T3より低くな
    ると前記冷媒圧縮機の能力を小容量とし、その
    後、前記第１の温度検出素子の検出温度が前記第
    １の設定温度T1を越えると、前記冷媒圧縮機の
    能力を大容量に切り替える制御回路を有すること
    を特徴とする空調装置の制御装置。
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EP82306810A EP0085247B1 (en) 1981-12-21 1982-12-20 A control device for a compressor in a refrigerating system
AU91729/82A AU560801B2 (en) 1981-12-21 1982-12-21 Control device for compressor
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