JPS63223459A - 気体圧縮機の容量可変制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、カークーラー等に用いられる気体圧縮機（コ
ンプレッサ）で、特にその圧縮作業室の容量を可変とし
た気体圧縮機のその容量可変制御装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、圧縮作業室の容量を可変とした気体圧ｍｓに
おいて、蒸発器の冷房度合に関連する温度あるいは圧力
を検知し制御手段にフィードバックすることで最適な蒸
発器の冷房度合が得られるように、圧縮作業室の容量を
電気的に可変制御するよう構成することにより、車両の
エンジン回転速度にかかわらず圧縮作業室の容量を最適
なものに調整することができ、車室内の過冷房あるいは
冷房不足を防止するとともに、消費動力を軽減して燃費
が悪化することを防止し、さらに気体圧Ｗｉ機の異常検
出も容易にてきるようにしたものである。

（従来の技術） 通常、乗用車などの冷房に用いられる気体圧縮機はエン
ジンに並設され、このエンジンのクランクシャフトプー
リからＶベルトて駆動されて、気体圧ｆＩｉ機側に装着
された電磁クラッチてエンジン側との駆動連結を断続す
るようにしている。

したがって、この種の気体圧縮機の能力はエンジンの回
転速度に比例して向上することになるが、このことは逆
に高速度で走行した場合には気体圧縮機も高速で駆動さ
れるために、車室内を過冷房気味にしてしまう原因とな
るとともに、これに比例して消費動力が増大して燃費が
悪化するという問題点があり、特にロータリ一式の気体
圧縮機においてはこのような傾向が著しい。

この対策としては、気体圧縮機の駆動速度に応じて冷媒
カスの圧縮作業室の容量を変化させる、いわゆる容量可
変型の気体圧ｆｉ機が種々提案されている。

たとえば、本出願人による先の出願に係る容量可変型の
気体圧縮機がある（昭和６２年１月９日提出の特許願）
。この気体圧ＷＪ機は、所定角度内で回転可能な略円盤
状の容量制御プレートを備え、この容量制御プレートの
周縁にはバイパス用凹部か形成され、気体圧縮機が高速
で駆動されると容量制御プレートが回転してそのバイパ
ス用凹部はフロントサイドプロ・ツクに形成されたバイ
パス孔と連通し、圧縮作業室の冷媒カスを一部吸入室に
バイパスさせて圧縮作業室の容量を減少させる。このこ
とにより、気体圧縮機か高速で駆動されても車室内を過
冷房気味にすることを防止することができるとともに、
消費動力が軽減して燃費が悪化するのを防止することが
てきる。

そのような各基制御プレートの回転は、一端部が吸入室
内に突入して他端部が外部に対向し、吸入室内に進入あ
るいは外側に後退自在にフ［７ントヘツドに支持された
駆動シリンダにより駆動される。そして、駆動シリンダ
とフロントヘッドとの間には駆動シリンダを吸入室内に
進入させる方向に押圧するスプリングが介装されている
。このなめ、高速運転時にベーンが高速で回転すると、
吸入室内の吸入圧が下がるためにスプリングのバネ圧か
吸入圧に打ち勝ち、駆動シリンダが吸入室内に進入して
駆動ピンを介して容量制御プレートを回転させ、その四
部がバイパス孔と連通ずることにより圧縮ｆ１業室の容
量を小さくするようになっている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の気体圧縮機にあっては
、吸入室内の吸入圧とスプリングのバネ圧との差圧によ
る駆動シリンダの移動を介して容量制御プレートの回転
を駆動するようになっており、そのスプリングのバネ圧
が一定なために、容量制御プレートが回転するときの吸
入室内の吸入圧は常に一定であり、容量制御プレートが
回転するときの吸入室内の吸入圧を任意に調整すること
ができなかった。たとえば、吸入室内の吸入圧を１．．
５ｋｇ１０Ｍから２．０ｋｇ／ｃＪに変更する場合には
、スプリング自体を交換するか、あるいはスプリングの
ハネ圧を調整する手段か別個に必要となる。

このため、種々の外部榮件、たとえば車室内および車室
外の温度、空調ダクトの吹出し温度、蒸発器の出口圧力
等の各ファクターを総合的に勘案して、その都度圧縮作
業室の容量を最適なものに調整することができなかった
。すなわち、車室内の過冷房を防止するとはいりでも、
その程度は真夏と春あるいは秋とでは異なり、また同じ
季節でも天気が良い日と悪い日とでは異なるため、晟適
な圧縮作業室の容量もそれらに対応して異なるはずだか
らである。

また、前記構成では吸入室内の吸入圧を一定に保つよう
に画一的に作動するため、運転初期時の高速運転時には
冷房能力が弱い。特に夏期の日中においては運転初期時
は、また車室内か十分冷えてないのに高速運転状態に入
ると圧縮作業室の容量を小さくしてしまう。このため急
速に車室内を冷房する必要があるにもかかわらず、この
要求を満たすことができなかった。

さらに、気体圧ｍ機のＯＮ時は最大容量からスタートす
るため、クラッチ、エンジンに大きな衝撃が加わり、円
滑な始動を行うことかできないという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は上記問題点を解決するため、圧縮作業
室の容量を可変とした気体圧縮機に用いちれる気体圧縮
機の容量可変装置において、圧縮作業室の容量を可変に
する容量可変アクチュエータと、蒸発器の冷房度合に関
連する温度あるいは圧力を検知する検知手段と、この検
知手段から信号を入力し前記容量可変アクチュエータに
信号を出力して制御する制御手段と、を備え、蒸発器の
冷房度合に関連する温度あるいは圧力の変化に基づいて
気体圧縮機の圧縮作業室の容量を制御するような構成と
したものである。

（作用） このような構成の気体圧Ｗｉ機の容量可変制御装置によ
れば、制御手段は検知手段からの信号により、蒸発器の
冷房度合に関連する温度あるいは圧力の変化に基づいて
圧縮作業室の容量を制御することができるため、種々の
外部条件、たとえば車室内および車室外の温度、空調タ
クトの吹出し温度等の各ファクターをも総合的に勘案し
て、その都度容量可変アクチュエータの作動を制御して
圧縮作業室の容量を麩適なものに調整することができる
。特に、気体圧縮機の吸入圧あるいは蒸発器の出口圧力
の変化の場合は車室内の温度あるいは空調タクトの吹出
し温度等よりも迅速に現われるため、それらの温度のみ
に基づいて圧縮作業室の容量を制御する場合のような時
間的遅れを防止して、実際の車室内の温度に対する最適
な冷房効率を実現することができる。

このため、車両のエンジン回転数にかかわらず、季節に
より、あるいは天気の良し悪し等により、制御手段が容
量可変アクチュエータの作動を制御して圧縮作業室の容
量を最適なものに調整することができ、その条件下にお
ける車室内の過冷房あるいは冷房不足を防止するととも
に、消費動力を軽減して燃費が悪化することを防止する
ことができる。

したがって、たとえば夏期の日中における運転初期時の
高速運転時において、まだ車室内が十分冷えてない場合
には、検知手段からの信号により蒸発器の冷房度合を検
出して、圧縮作業室の容量が小さくならないように容量
可変アクチュエータの作動を制御して、気体圧縮機の高
速運転時にあっても車室内が十分冷えるまで圧縮作業室
の容量を最大に維持する。このことにより上記のような
場合においても車室内を急速に冷房することができる。

さらに、気体圧縮機の０８時は圧縮作業室の容量が散大
容量からスタートするとクラッチ、エンジンに大きな衝
撃が加わるか、気体圧縮機の０８時には制御手段はクラ
ッチ、エンジンにそのような大きな衝撃が加わらないよ
うに、圧縮作業室の容量を数紙にするよう容量可変アク
チュエータの作動を制御して、車両を円滑に始動させる
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１．２図は本発明による気体圧縮機の容量可変制御
装置の一実施例を示ず図である。

ます構成について説明すると、第１図において、１は冷
凍サイクル２の途中に設けられた気体圧縮機であり、こ
の気体圧縮機１の上流側にはエバポレータ４（蒸発器）
か配置され、その下流側にはコンデンサ５（凝縮器）が
配置されている。

コンデンサ５の下流側には受液器７か配置され、さらに
その下流側でエバポレータ４の上流側には膨張弁８が配
置されている。気体圧縮機１には容量可変アクチュエー
タとしてのパルスモータ１０か設けられ、このパルスモ
ータ１０はたとえば前記従来例のように容量制御プレー
トを回転駆動することにより圧縮作業室の容量を可変に
するようになっている。

パルスモータ１０には制御手段としてのマイクロプロセ
ッサ１２が結線されており、このマイクロプロセッサ１
２は、冷凍サイクル２のエバポレータ４より下流側に配
置された圧力センサ１１（検知手段）にも結線されてい
る。圧力センサ１１は、気体圧縮機１の吸入圧の変化を
検知するようになっている。マイクロプロセッサ１２と
パルスモータ１０との間にはパルスドライバ６か配置さ
れ、マイクロプロセッサ１２と圧力センサ１１との間に
はＡ／Ｄ変換器９か配置されている。マイクロプロセッ
サ１２には圧力センサ１１からの信号のほかに、設定温
度および車室内の現在温度に対応する信号が入力するよ
うになっている。

次に作用について説明する。エバポレータ４から気体圧
縮機の吸入室内に吸入された低温低圧の冷媒カスは、圧
縮作業室内で圧縮されて高温高圧となり、油分離室を通
ってコンデンサ５に送られてそこで液化される。液化さ
れた冷媒は受液器７および膨張弁８を経てエバポレータ
４に送られ、エバポレータ４で蒸発気化して車室内空気
を冷却し、低温低圧の冷媒ガスとなる。

第２図に示すように、車両のエンジン始動時は、マイク
ロプロセッサ１２は予め記憶された判断手順によりパル
スモータ１０にパルス信号を出力し、このことにより圧
縮作業室の容量を最低にするようパルスモータ１０の作
動を制御して、車両を円滑に始動させることができる。

すなわち、マイクロプロセッサ１２はエンジンが軽負荷
になるような最適吸入圧を演算し、さらに吸入室内がａ
Ｘ吸入圧になるための信号パルス数を演算する。

そしてパルスドライバ６を介してパルスモータ１０にそ
のパルス数のパルス信号を出力し、圧縮作業室の容量を
最低にするようパルスモータ１０を作動させる。次にそ
のことにより変化した吸入圧を圧力センサ１１により読
み込みマイクロプロセッサ１２にフィードバックして、
先のｔｃ　３Ｔ１吸入圧との差（圧力偏差）を演算する
。さらにその圧力偏差が許容値内か判断し、許容値内の
ときはマイクロプロセッサ１２はその制御手順を車両の
エンジン始動後の始めに戻す。圧力偏差が許容値内にな
いときはマイクロプロセッサ１２はその圧力偏差に応じ
て圧力偏差が少なくなるようにパルスモータ１０を作動
させる。この補正動作を数回繰り返し、それでも圧力偏
差が許容値内にならないときは故障であると判断してコ
ンプレッサ異常の表示装置を作動させる。

車両のエンジン始動後は、マイクロプロセッサ１２は運
転者の操作による所望の設定温度、および所定のセンサ
による車室内の現在温度に対応するそれぞれの信号を読
み込み、それら設定温度と現在温度との温度差を演算す
る。次にこの温度＝　　１１　− 差からｉｎ吸入圧を演算し、さらに吸入室内が最適吸入
圧になるための信号パルス数を演算する。

そしてパルスドライバ６を介してパルスモータ１０にそ
のパルス数のパルス信号を出力し、圧縮作業室の容量を
制御する。次にそのことにより変化した吸入圧を圧力セ
ンサ１１により読み込みマイクロプロセッサ１２にフィ
ードバックして、最適吸入圧との差（圧力偏差）を演算
する。さらにその圧力偏差が許容値内か判断し、許容値
内のときはマイクロプロセッサ１２はその制御手順を車
両のエンジン始動後の始めに戻す。圧力偏差が許容値内
にないときはマイクロプロセッサ１２はその圧力偏差に
応じてパルスモータ１０を作動させて圧縮作業室の容量
を変化させＩ＆適吸入圧になるように補正する。この補
正を数回繰り返し、それでも圧力偏差が許容値内になら
ないときは故障であると判断してコンプレッサ異常の表
示装置を作動させる。

このように、気体圧縮機の吸入圧を検知するとともに車
室内の温度を勘案してその都度パルスモータ１０の作動
を制御し、吸入圧を最適吸入圧に近づけるよう制御する
ことにより圧縮作業室の容量を最適なものに調整するこ
とができる。特に、気体圧縮機の吸入圧の変化は車室内
の温度よりも迅速に現われるなめ、車室内の温度のみに
基づいて圧縮作業室の容量を制御する場合のような時間
的遅れを防止することができる。このため、エンジンの
回転速度が変化しても車室内の温度変化が発生する前に
気体圧縮機の圧縮作業室の容量をコントロールして車室
内の温度変化を抑え、最適な冷房効率を実現することが
できる。

さらに、車室内の温度のほかに車室外の温度をも勘案し
てパルスモータ１０の作動を制御するようにすれば、季
節により、あるいは天気の良し悪し等により圧縮作業室
の容量をその条件下における最適なものに調整すること
かできる。このため、車両のエンジン回転速度にかかわ
らず、車室内の過冷房あるいは冷房不足を防止するとと
もに、消費動力を軽減して燃費が悪化することを防止す
ることができる。

したかって、たとえば夏期の日中における運転初期時で
かつ高速運転時において、また車室内か十分冷えてない
場合には、圧力センサ１１からの信号により気体圧縮機
の吸入圧の変化を検知して、マイクロプロセッサ１２は
吸入圧か高くならないようにパルスモータ１０の作動を
制御して、高速運転時にあっても車室内が十分冷えるま
で圧縮作業室の容量を最大に維持する。このことにより
上記のような場合においても車室内を急速に冷房するこ
とかできる。

なお、」ユ記実施例においては圧縮作業室の容量を可変
にする容量可変アクチュエータとしてパルスモータを用
いるようになっているが、油圧装置により圧縮作業室の
容量を可変にしてソレノイドバルブをその各基可変アク
チュエータとしてもよい。

また、上記実施例においては圧力センサにより吸入圧の
変化を検出するようになっていたか、そのほか車室空気
がエバポレータ４を通過する空調ダクトの吹出し温度の
変化を検知する等、エバポレータ４の冷房度合を検知で
きる部位であれはどこでもよい。

さらに、上記実施例においてはマイクロプロセッサが設
定温度とともに車室内の現在温度に対応する信号を読み
込むようになっていたか、車室内の温度のかわりに空調
タクトの吹出し温度に対応する信号を読み込むようにし
てもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、車両のエンジン回
転速度にかかわらず、季節により、あるいは天気の良し
悪し等により、圧縮作業室の容量を最適なものに調整す
ることがてき、その条件下における車室内の過冷房ある
いは冷房不足を防止するとともに、消費動力を軽減して
燃費か悪化することを防止することができる。

このため、たとえば夏期の日中における運転初期時の高
速運転時においてまだ車室内が十分冷えてない場合には
、気体圧縮機の高速運転時にあっても車室内が十分冷え
るまで圧縮作業室の容量を最大に維持することにより車
室内を急速に冷房−１’）　　　− することができる。

また、気体圧縮機のＯＮ時にはクラッチ、エンジンに大
きな衝撃が加わらないように圧縮作業室の容量を数紙に
なるよう制御して、車両を円滑に始動させることができ
る。

さらに、制御手段が容量可変アクチュエータを何回補正
制御しても検知手段の検知した値が最適値に近づかない
ときは故障と判断することにより、気体圧Ｗ４機の異常
を早期かつ容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明による気体圧縮機の容量可変装置の
一実施例を示す図であり、第１図はその全体構成図、第
２図はその制御手順を示すフローチャートである。 １・・・気体圧＃１２ｉ機 ２・・・冷凍サイクル ４・・・エバポレータ ５・・・コンデンサ １７　　　−　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　Ａ。 ６・・・パルスドライバ ７・・・受液器 ８・・・膨張弁 ９・・・Ａ／Ｄ変換器 １０・・・パルスモータ（容量可変アクチュエータ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮作業室の容量を可変とした気体圧縮機に用いられる
   気体圧縮機の容量可変装置において、圧縮作業室の容量
   を可変にする容量可変アクチュエータと、蒸発器の冷房
   度合に関連する温度あるいは圧力を検知する検知手段と
   、この検知手段から信号を入力し前記容量可変アクチュ
   エータに信号を出力して制御する制御手段と、を備え、
   蒸発器の冷房度合に関連する温度あるいは圧力の変化に
   基づいて気体圧縮機の圧縮作業室の容量を制御するよう
   にしたことを特徴とする気体圧縮機の容量可変制御装置
   。