JPS6235085A - 圧縮機の制御方法 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器からなる
冷凍回路に係り、詳しくは圧縮機起動時の圧縮負荷を低
減し、かつ、蒸発器における冷凍能力あるいは冷房能力
を向上させる圧縮機の制御方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、例えば、車両用空調装置等の冷凍回路には、蒸発
器内の蒸発圧力及び膨張弁内のばねの付勢力と、蒸発器
出口での冷媒の温度を検知する感温筒内のガス圧力との
バランスにより膨張弁開度をコントロールする圧力式膨
張弁が・使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記圧力式膨張弁では圧力の変化は温度の変
化よりも遅れるため、圧縮機停止後、膨張弁の全閉まで
に所定の時間を要し、この間に高温高圧冷媒が蒸発器内
へ侵入し、蒸発器内には多量の冷媒が残留することにな
る。この結果、圧縮機が起動されると圧縮機内には蒸発
器内の多量の冷媒が吸入されるため、圧縮負荷が太き（
なる。

従って、車両の加速性能が低下するとともに、アイドリ
ング時において運転者が不快な振動を感じるという問題
点があった。

また、蒸発器内で高温高圧冷媒が冷凍能力を有する低温
液冷媒と混合して蒸発器内の冷媒の温度が上昇し、冷房
効果が減殺されるという問題点があった・ 発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するため、吸入圧力または
蒸発器の吹出口で検出した吹き出し温度と、設定した吸
入圧力または吹き出し温度とを演算回路により比較演算
して、検出吸入圧力または検出温度が、設定吸入圧力ま
たは設定温度に達したとき、前記演算回路から出力され
る信号により膨張弁を閉じるとともに、前記信号と同期
して出力される信号により遅延回路を介して圧縮機のク
ラッチを、膨張弁の閉鎖よりも遅らせて切り離すという
構成を採用している。

（作用） この発明は前記手段を採用したことにより、次のように
作用する。

冷媒回路外部から冷媒循環量がコントロールされ、圧縮
機停止前に蒸発器内への高温高圧冷媒の流入が極く限ら
れた量となるため、蒸発器内の冷凍能力を有する低温液
冷媒の温度変化は少なく、圧縮機停止後もある一定時間
冷凍効果が維持される。

また、膨張弁がほぼ全閉した後、圧縮機が停止されるま
での間、蒸発器内の冷媒は冷房負荷及び圧縮機の吸入動
作により蒸発されて吸い出され、蒸発器内の冷媒密度は
希薄となる。従って、圧縮機の起動時において希薄なガ
ス冷媒が吸入されるため、圧縮負荷が小さくなり、圧縮
機起動時のＩＪｊ撃が低減される。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図
について説明する。

第１図は車両用空調装置の冷凍回路を示し、冷媒を吸入
して圧縮し、吐出する圧縮機１には同圧縮機］をエンジ
ン（図示路）に対し接続したり、遮断したりするクラッ
チ２が設けられている。また、同圧縮機１の吐出側には
管路３を介して凝縮器４が接続され、圧縮機ｌから吐出
された高温高圧冷媒を凝縮し、常温高圧冷媒にする。凝
縮器４の他端には管路５を介してレシーバ６が接続され
、同レシーバ６の他端には管路７を介して電子膨張弁８
が接続されている。電子膨張弁８には管路９を介して蒸
発器工０が接続され、同蒸発器ＩＯの近傍には送風ファ
ン１１が設けられるとともに、吹き出し温度を検出する
ための温度検出器１２が設けられている。さらに、蒸発
器１ｏは管路１３により圧縮機１の吸入側に接続されて
いる。

次に、上記冷凍回路の制御装置を第２図についてａＫ明
すると、演算回路を含む中央処理装置（以下、ＣＰＵと
いう）２１には、軍室内温度設定器２２が接続され、吹
き出し温度の設定信号が入力されるようになっている。

また、同ＣＰＵ２１にはエンジン回転数検出器２３が接
続され、回転数検出信号が入力されるようになっている
。

ＣＰＵ２１にはクラッチ制御回路２４と、例えばワンシ
ョットマルチバイブレークよりなる遅延回路２５が接続
され、同遅延回路２５はクラッチ制御回路２４に接続さ
れている。クラッチ制御回路２４には保持回路としての
バッファー２６が接続され、同バフファー２６には前記
クラッチ２が接続されている。

また、ＣＰＵ２１には電子膨張弁８の制御回路２７が接
続され、同制御回路２７には保持回路止してのバッファ
ー２８が接続され、同バッファー２８には前記電子膨張
弁８が接続されている。

次に、冷凍回路の作用について説明する。

冷凍回路が作動状態のとき、ＣＰＵ２１には温度検出器
１２により検出された吹き出し温度（以下、単に検出温
度という）Ｔに比例した信号が入力される。また、ＣＰ
Ｕ２１にはエンジン回転数検出器２３により検出された
回転数Ｎの検出信号が入力される。

ＣＰＵ２１内の演算回路は温度設定器２２により設定さ
れた設定温度Ｔｏと検出温度Ｔとの比較演算を行ない、
検出温度Ｔが下がって設定温度Ｔ。

に達したとき、電子膨張弁８の制御回路２７に、電子膨
張弁８を閉鎖させるだめの閉鎖指令信号を出力し、この
閉鎖指令信号はバッファー２８を介して電子膨張弁８に
出力され、電子膨張弁８をほぼ全閉状態に保持する。ま
た、ＣＰＵ２１は閉鎖指令信号と同時に、遅延回路２５
を介してクラ・ノチ制御回路２４に、クラッチ２を切り
離すだめのクラッチＯＦＦ信号を出力し、このクラッチ
ＯＦＦ信号はバッファ−２６を介してクラッチ２に出力
され、クラッチ２を切状態に保持する。

このとき、第３図に示すようにクラッチ印加電圧は電子
膨張弁８の開度に比べて遅延回路２５を経た時間ｔだけ
遅れるため、電子膨張弁８の閉鎖後、クラッチ２は時間
を経過して切状態となり、圧縮器１が停止される。従っ
て、時間ｔの間、蒸発器１０内の液冷媒は冷房負荷及び
圧縮機１の吸入動作により蒸発されて吸い出され、蒸発
器１０内には希薄なガス冷媒のみが残る。このため、蒸
発器１０内の冷凍能力を有する低温液冷媒の温度は変化
せず、圧縮機１の停止後も冷房効果が維持される。また
、圧縮機１の起動時において希薄なガス冷媒が吸入され
るため、圧縮負荷が小さくなり、車両の進行状態に対す
る衝撃、アイドリング時の車両の振動が低減される。

検出温度Ｔが設定温度Ｔｏよりも高くなると、ＣＰＵ２
１からはクラッチ制御回路２４に、クラッチ２をＯＮす
るためのクラッチＯＮ信号を出力して圧縮機１を起動さ
せると同時に、電子膨張弁の制御回路２７に、電子膨張
弁８を開放させるための開放指令信号を出力して電子膨
張弁８を開放するようにしている。第３図に示すように
、電子膨張弁８は温度検出器１２による検出温度Ｔの変
化に応じてＣＰＵ２１から出力される開度制御信号によ
って、徐々に開度が大きくなるようにコントロールされ
、冷媒循ｙＪ量を増加させることにより、圧縮負荷の立
ち上がりをなめらかにし、圧縮機１起動時の衝撃を低減
する。また、第３図に示すように電子膨張弁８はほぼ全
開後、こまやかな開度調節が行なわれ、ジグザグ状のグ
ラフとなっている。

また、ＣＰＵ２１内の演算回路は予め設定されたエンジ
ン回転数の増加率と、エンジン回転数検出器２３により
検出された回転数Ｎの増加率との比較演算を行ない、検
出された回転数Ｎの増加率が設定されたエンジン回転数
の増加率に達したとき、電子膨張弁の制御回路２７に、
電子膨張弁８を全閉させるための閉鎖指令信号を出力す
る。また、ＣＰＵ２１は閉鎖指令信号と同時に、遅延回
路２５を介してクラッチ制御回路２４に、クラッチ２を
切り離すためのクラッチＯＦＦ信号を出力する。従って
、エンジン回転数Ｎの増加率が大きい状態、すなわち、
急加速時において圧縮負荷が低減されるため、加速性能
の低下が軽減される。

さらに、通常は圧縮機の容量に応じた膨張弁を必要とす
るのであるが、この実施例では膨張弁として電子膨張弁
８を使用しているので、可変容量圧縮機のように冷媒循
環量が大きく変化する圧縮機に対しても、こまやかな開
度調節ができる。

なお、この発明は次のように実施してもよい。

（１）前記実施例の温度検出器１２を省略し、蒸発器１
０と圧縮機１との間の管路１３に圧力検出器を設ける構
成とすること。この場合、制ｔａｎ装置のＣＰＵ２１に
は外部に設けた圧力設定器を接続し、圧力検出位置での
適正な吸入圧力の設定信号を入力するようにする。

（２）第４図に示すように、レシーバ６と蒸発器１０と
の間には蒸発器１０での冷媒の蒸発圧力及び加熱度調節
ばね１５の付勢力と、蒸発器ＩＯ出口での冷媒の温度を
検知する感温筒１７内のガス圧力とのバランスによりダ
イアフラム１６を上下動させて膨張弁開度をコントロー
ルする圧力式膨張弁１４が設けられている。感温筒１７
には小型冷凍装置としての電子冷凍１８が設けられてい
る。

また、第５図に示すように制御装置は前記実施例の電子
膨張弁の制御回路２７が電子冷凍制御回路２９に置き換
えられている。その他の構成は前記実施例と同様になっ
ている。

上記のように構成した冷凍回路の作用について説明する
と、ＣＰＵ２１内の演算回路は設定温度Ｔｏと検出温度
Ｔとの比較演算を行ない、検出温度Ｔが下がって設定温
度Ｔｏに達したとき、電子冷凍制御回路２９に、電子冷
凍１８に電流を流すための電子冷凍制御信号を出力し、
電子冷凍１８の冷却効果により感温筒１７を冷却する。

また、ＣＰＵ２１は電子冷凍制御信号と同時に、遅延回
路２５を介してクラッチ制御回路２４に、クラッチ２を
切り離すためのクラッチＯＦＦ信号を出力し、時間ｔだ
け遅れてクラッチ２を開放する。

このとき、感温筒１７は電子冷凍１８により冷却され１
．同感温筒１７内のガス圧が低下し、蒸発器１０での冷
媒の蒸発圧力及び加熱度調節ばね１５の付勢力との差圧
によりダイアフラム１６は第４図において上向きに作用
して、同膨張弁１４は閉じる方向となる。なお、前記遅
れ時間を内に圧力式膨張弁１４ば全閉されるようになっ
ており、クラッチ２の開放時には同膨張弁１４から蒸発
器１０内への高温高圧冷媒の流入は極く限られた量とな
り、蒸発器１０内の冷凍能力を有する低温液冷媒と混合
して、蒸発器１０内の冷媒温度を上昇させるに至らず、
冷房効果が減殺されることなく、圧縮機１の停止後も冷
房効果が維持される。

この実施例では通常使用されている圧力式膨張弁】４を
備えた冷凍回路に対し、小型冷凍装置を付加するだけで
冷凍回路外部から膨張弁開度をコントロールすることが
できる。

（３）通常使用されている圧力式膨張弁１４を備えた冷
凍回路に対し、電子冷凍１８等の小型冷凍装置を付加し
た冷凍回路において、圧力設定器及び圧力検出器を設け
て、冷凍回路外部から膨張弁開度をコントロールするこ
と。

（４）前記実施例では車両用空調装置に実施したが、例
えば、冷蔵庫、家庭用空調機等の圧縮機、凝縮器、膨張
弁及び蒸発器からなる任意の冷凍回路に実施すること。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば膨張弁が全閉し
た後、圧縮機が停止されるまでの間、茎発器内の液冷媒
は冷房負荷及び圧縮機の吸入動作により蒸発器内で蒸発
されて吸い出され、蒸発器内には希薄なガス冷媒のみが
残り、圧縮機の起ｕＪ時において圧縮機には希薄なガス
冷媒が吸入されるので、圧縮負荷を小さくできる。また
、圧縮機停止前に蒸発器内への高温高圧冷媒の流入をほ
とんどなくすことができるため、冷凍能力を有する低温
液冷媒の温度を変化させず、圧縮機停止後も冷凍効果を
維持できる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍回路を示す説明図、第２図は制御装置を示
すブロック図、第３図はクラッチ印加電圧と電子膨張弁
開度を示すグラフ、第４図は冷凍回路の別例を示す説明
図、第５図は制御装置を示すブロック図である。 圧縮機１、クラッチ２、凝縮器４、電子膨張弁８、蒸発
器ｌＯ１圧力式膨張弁１４、電子冷凍１８、ＣＰＵ２１
、クラッチ制御回路２４、遅延回路２５、電子膨張弁制
御回路２７、電子冷凍制御回路２９゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次循
   環する冷凍回路において、吸入圧力または蒸発器の吹出
   口で検出した吹き出し温度と、設定した吸入圧力または
   蒸発器の吹出口で吹き出し温度とを演算回路により比較
   演算して、検出吸入圧力または検出温度が、設定吸入圧
   力または設定温度に達したとき、前記演算回路から出力
   される信号により膨張弁を閉じるとともに、前記信号と
   同期して出力される信号により遅延回路を介して圧縮機
   のクラッチを、膨張弁の閉鎖よりも遅らせて切り離す圧
   縮機の制御方法。