JPS63488Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車輌に搭載されるカーエアコン或いは
カークーラ等の空気調和システムの圧縮機容量制
御装置に関する。

自動車用空気調和装置（以下単に空調装置とい
う）に使用されている圧縮機は機関のアイドリン
グから高速運転状態まで広い回転数の範囲で用い
られ、アイドリングの低速回転域でも冷房性能が
要求されるために圧縮機容量即ち、１回転当たり
の冷媒の吐出流量は比較的大きく設定されてい
る。このため高速回転域においては冷房能力が余
剰となると共に動力消費が大きく無駄な動力の損
失及び機関の過熱の要因となつている。そこで、
一般に機関と圧縮機とを電磁クラツチを用いて連
結し、空調装置から吹き出される冷風の温度が設
定温度以下となつたときに前記電磁クラツチを切
離して機関と圧縮機との結合を解除する方法が採
用されている。

しかしながら、単に前記電磁クラツチを断、続
する方法では室温を設定温度に保つためには断、
続の頻度が高くなりこれに伴い機関の負荷が変動
し運転者に不快感を及ぼす要因となるばかりでな
く、快適な冷房制御を行うことが出来ない。

本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、送
風機の風量を検出して当該風量が所定の風量設定
値よりも大きいか否かを判別する送風量判別手段
と、機関の吸気圧を検出して当該機関の負荷の大
きさが所定の負荷設定値よりも大きいか否かを判
別する負荷状態判別手段と、車室の室温を検出し
て当該室温が所定の室温設定値より高いか否かを
判別する温度判別手段と、当該風量が前記風量設
定値よりも小さいと判別された場合には、当該室
温が前記室温設定値より低いと判別され、且つ、
前記負荷状態判別手段により当該負荷が前記負荷
設定値より大きいと判別されたときに空気調和装
置の前記機関に連結される圧縮機を停止させ、他
のときに該圧縮機を小容量で運転させ、当該風量
が前記風量設定値よりも大きいと判別された場合
には、当該室温が前記室温設定値より高いと判別
され、且つ、当該負荷が前記負荷設定値より小さ
いと判別されたときに該圧縮機を大容量で運転さ
せ、他のときに圧縮機を小容量で運転させる容量
制御手段とを備えたことを特徴と機関の過負荷を
防止すると共に、特に冷房運転時に機関の負荷変
動如何にかかわらず、常時快適な空調制御を可能
とした車輌の空気調和システムの圧縮機容量制御
装置を提供するものである。

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第１図は本考案に係る空気調和システムの制御
装置を実行するためのフローチヤートを示し、空
調装置の電源が投入されるとスタートし、送風機
のフアン風量が所定の風量設定値よりも大きいか
否かを判別（ステツプ１）し、背定（Yes）のと
きには室温が所定の室温設定値よりも高いか否か
を判別（ステツプ２）し、その答えが肯定
（Yes）のときには機関のブースト圧（以下吸気
圧という）が所定の負荷設定値としての吸気圧設
定値よりも大きいか否かを判別（ステツプ３）
し、肯定（Yes）のときには圧縮機の容量を小さ
く（小容量）（ステツプ４）して機関の負荷を軽
減する。（ステツプ２）の答えが否定（No）のと
き即ち室温が前記室温設定値よりも低いときには
前述と同様に圧縮機の容量を小容量（ステツプ
４）とする。また、（ステツプ３）の答えが否定
（No）即ち、機関の負荷が小さいとき（中負荷以
下）には圧縮機の容量を大きく（大容量）（ステ
ツプ５）して冷房能力を最大にする。

（ステツプ１）の答えが否定（No）のとき即
ち、風量が前記風量設定値よりも小さいときには
室温が前記室温設定値よりも高いか否かを判別
（ステツプ６）し、その答えが肯定（Yes）の場
合には前述と同様に（ステツプ４）に進み圧縮機
の容量を小容量にする（ステツプ６）の答えが否
定（No）の場合には吸気圧が前記吸気圧設定値
よりも大きいか否かを判別（ステツプ７）し、そ
の答えが否定（No）の場合即ち、機関の負荷が
中負荷以下の場合には（ステツプ４）に進み、前
述と同様に圧縮機を小容量にする。また、（ステ
ツプ７）の答えが肯定（Yes）の場合即ち、機関
の負荷が過負荷のときには電磁クラツチを切離
（オフ）して機関から圧縮機を切り離し、圧縮機
の作動を停止させ（ステツプ８）、機関の過負荷
を防止する。

即ち、風量の切り換えと連動して圧縮機の容量
を段階（ステツプ）制御する際に、風量が小さい
場合、室温が前記室温設定値よりも低く機関負荷
が大きいときには圧縮機を停止（オフ）し、それ
以外では全て圧縮機を小容量運転とする。風量が
大きい場合、室温が前記室温設定値より高く且つ
機関負荷が小さいときにのみ圧縮機を大容量運転
とし、それ以外では全て小容量運転とする。尚、
中風量は大風量と同様に取り扱う。

第２図は本考案の制御装置を適用した空調シス
テムの一実施例をしめすブロツク図で、機関１に
電磁クラツチ２を介して接続された圧縮機３は冷
媒を圧縮して凝縮器４に送り、この凝縮器４にお
いて液化させた後受液器５に貯溜させる。この高
圧の冷媒は膨張弁６によりその圧力が下げられて
蒸発器７に吹き込まれる。冷媒は蒸発器７におい
て気化し、周囲の熱を奪う。この蒸発器７のパイ
プ７ａの間に送風機８で車室内の空気を通すと、
その空気が冷風に変わり車内を冷房する。気化さ
れた冷媒は低圧調整弁９を通して圧縮機３に送ら
れ、再度使用される。電磁クラツチ２は付勢（オ
ン）時には機関１に圧縮機３を接続し、消勢（オ
フ）には機関１から圧縮機３を切り離す。即ち、
電磁クラツチ２は圧縮機３の作動、不作動を制御
する。

容量制御用電磁弁１０は付勢時には圧縮機３の
容量を小容量に、消勢時には大容量に制御する。
即ち、圧縮機３の容量を段階（ステツプ）制御す
る。制御装置１１は前述したように風量、室温及
び機関の負荷状態に基づいて電磁クラツチ２及び
電磁弁１０をオン、オフ制御し、機関１の過負荷
を防止しつつ快適な冷房制御を行う。したがつ
て、電磁クラツチ２、電磁弁１０、制御装置１１
等は容量制御手段を構成する。

第３図は本考案の制御装置の一実施例を示すブ
ロツク図で、電源１１０はスイツチ１１１を介し
て定電圧回路１１２及び線１４０に接続され、定
電圧回路１１２の入力側とアースとの間にはコン
デンサC₁が接続され、定電圧回路１１２の出力
側は線１４１に接続され、所定の定電圧V₀を出
力する。送風量判別手段を構成する風量センサ１
１５は送風機８（第２図）の所定位置に配設され
ており抵抗R₁を介して比較器１２０の非反転入
力端子に接続され、風量センサ１１５と抵抗R₁
との接続点とアースとの間にはコンデンサC₂が
接続されている。抵抗R₂と可変抵抗VR１との直
列回路は線１４１とアースとの間に接続され、こ
れら両者の接続点は比較器１２０の反転入力端子
に接続され、非反転入力端子と出力端子との間に
は抵抗R₃が接続されている。この比較器１２０
の出力端子はＤ型フリツプフロツプ回路１２３の
入力端子Ｄに接続されている。抵抗R₄とコンデ
ンサC₃との直列回路は入力端子Ｄとアースとの
間に接続され、これら両者の接続点はＤ型フリツ
プフロツプ回路１２３の入力端子CPに接続され
ている。Ｄ型フリツプフロツプ回路１２３の出力
端子Ｑはアンド回路１２５，１２８及び抑止回路
１２６の各入力端子に接続され、出力端子はア
ンド回路１２７，１３０及び抑止回路１３１の入
力端子に接続されている。

温度判別手段を構成する温度センサ１１６は室
内に配設されておりその出力端子は抵抗R₅を介
して比較器１２１の非反転入力端子に接続され、
温度センサ１１６と抵抗R₅の接続点とアースと
の間にはコンデンサC₄が接続されている。抵抗
R₆と可変抵抗VR２の直列回路は線１４１とアー
スとの間に接続され、これら両者の接続点は比較
器１２１の反転入力端子に接続され、非反転入力
端子と出力端子との間には抵抗R₇が接続されて
いる。比較器１２１の出力端子はアンド回路１２
５、抑止回路１２６及びアンド回路１２７の各入
力端子に接続されている。

負荷状態判別手段を構成する絶対圧センサ１１
７は機関１（第２図）の図示しない吸気管内に配
設され、その出力端子は抵抗R₈を介して比較器
１２２の非反転入力端子に接続され、絶対圧セン
サ１１７と抵抗R₈との接続点とアースとの間に
はコンデンサC₅が接続されている。抵抗R₉と可
変抵抗VR３との直列回路は線１４１とアースと
の間に接続され、これら両者の接続点は反転入力
端子に接続され、非反転入力端子と出力端子との
間には抵抗R₁₀が接続されている。比較器１２２
の出力端子はアンド回路１２８，１２９，１３０
及び抑止回路１３１の各入力端子に接続されてい
る。

アンド回路１２５の出力端子はＤ型フリツプフ
ロツプ回路１２４の入力端子Ｄに接続され、この
アンド回路１２５の出力端子とアースとの間に直
列に接続された抵抗R₁₁とコンデンサC₆との接続
点はＤ型フリツプフロツプ回路１２４の入力端子
CPに接続されている。Ｄ型フリツプフロツプ回
路１２４の出力端子Ｑはアンド回路１２８，１２
９の各入力端子に接続され、アンド回路１２８の
出力端子は抵抗R₁₂を介してトランジスタTr₁の
ベースに接続され、このトランジスタTr₁のコレ
クタは電磁弁１０（第２図）のリレー回路のリレ
ーコイル１３５を介して線１４０に接続され、エ
ミツタは接地されている。

アンド回路１２９，１２７及び抑止回路１２
６，１３１の各出力端子はオア回路１３２の各入
力端子に接続されている。オア回路１３２の出力
端子は抵抗R₁₃を介してトランジスタTr₂に接続
され、このトランジスタTr₂のコレクタは電磁弁
１０のリレー回路のリレーコイル１３６とダイオ
ードD₁との並列回路を介して線１４０に接続さ
れ、エミツタは接地されている。

アンド回路１３０の出力端子は抵抗R₁₄を介し
てトランジスタTr₃のベースに接続され、このト
ランジスタTr₃のコレクタは電磁クラツチ２のリ
レー回路のリレーコイル１３７とダイオードD₂
との並列回路を介して線１４０に接続され、エミ
ツタは接地されている。リレーコイル１３５が付
勢されると電磁弁１０が消勢され、リレーコイル
１３６が付勢されると電磁弁１０が付勢される。
また、リレーコイル１３７が付勢されると電磁ク
ラツチ２が切り離される。

以下第１図のフローチヤートに従つて動作を説
明する。

スイツチ１１１を閉成すると線１４０に電圧Ｖ
が出力されると共に線１４１に電圧V₀が出力さ
れ、各比較器１２０，１２１，１２２の各反転入
力端子には抵抗R₂，R₆，R₉と可変抵抗VR１，
VR２，VR３とにより決定される設定電圧が印
加される。風量センサ１１５、温度センサ１１
６、絶対圧センサ１１７は夫々送風機８の風量、
室温、吸気圧を検出し対応する信号を出力する。
比較器１２０は風量信号が設定値よりも大きいと
き即ち、風量が設定値よりも大きいときには出力
がハイレベル（以下１という）となり、Ｄ型フリ
ツプフロツプ回路１２３の出力端子Ｑの出力が１
となり、アンド回路１２５，１２８及び抑止回路
１２６が作動可能となる。比較器１２１は温度信
号が設定値よりも大きいとき即ち、室温が設定値
よりも高いときには出力が１となり、しかしてア
ンド回路１２５の出力が１となり、Ｄ型フリツプ
フロツプ回路１２４の出力端子Ｑの出力が１とな
り、アンド回路１２８，１２９が作動可能とな
る。比較器１２２は吸気圧信号が設定値よりも小
さいとき即ち、機関負荷が設定値よりも小さいと
きには出力がローレベル（以下０という）とな
り、かかる状態においてはアンド回路１２８の出
力が１となり、トランジスタTr₁が導通（以下オ
ンという）してコイル１３５が付勢され、この結
果電磁弁１０が消勢され、圧縮機３が大容量に制
御される。

比較器１２２の出力が１即ち、吸気圧が設定値
よりも大きく機関負荷が大きいときにはアンド回
路１２９の出力が１、オア回路１３２の出力が１
となり、トランジスタTr₂がオンとなる。この結
果リレーコイル１３６が付勢され、電磁弁１０が
付勢され、圧縮機３が小容量に制御される。

アンド回路１２１の出力が０のとき即ち、室温
が設定値よりも低いときには抑止回路１２６の出
力が１となり、オア回路１３２の出力が１とな
り、前述と同様に圧縮機３が小容量に制御され
る。このように風量が設定値よりも大きい場合、
室温が設定値よりも高く且つ機関負荷が小さいと
きにのみ圧縮機３を大容量運転とし、それ以外の
ときには全て小容量運転制御する。

比較器１２０の出力が０のとき即ち、風量が設
定値よりも小さいときにはＤ型フリツプフロツプ
回路１２３の出力端子が１となり、アンド回路
１２７，１３０，１３１が作動可能となる。かか
る状態において、比較器１２１の出力が１、即
ち、室温が設定値よりも高いときにはアンド回路
１２７の出力が１となり、前述と同様に圧縮機３
が小容量に制御される。また、比較器１２２の出
力が１のとき即ち、機関負荷が設定値よりも小さ
いときには抑止回路１３１の出力が１となり、ト
ランジスタTr₂がオンとなり前述と同様に圧縮機
３が小容量に制御される。更に、比較器１２２の
出力が１のとき即ち、機関負荷が大きいときには
アンド回路１３０の出力が１となり、トランジス
タTr₃がオンとなり、リレーコイル１３７が付勢
されて電磁クラツチ２が切離され、圧縮機３が機
関１から切り離されて停止する。即ち、風量が小
さい場合、室温が設定値より低く且つ機関負荷が
大きいときにのみ圧縮機３を停止し、それ以外の
ときには圧縮機３を小容量運転にする。

尚、本実施例においては風量センサにより風量
を検出する場合について記述したが、これに限る
ものではなく他の手段例えば第４図のフローチヤ
ートに示すようにフアン風量スイツチにより風量
を大容量（ステツプ１）、小容量（ステツプ２）
に設定するようにしてもよい。なお、他の動作に
ついては第１図の場合と同様でありその説明を省
略する。

以上説明したように本考案によれば、送風機の
風量を検出して当該風量が所定の風量設定値より
も大きいか否かを判別する送風量判別手段と、機
関の吸気圧を検出して当該機関の負荷の大きさが
所定の負荷設定値よりも大きいか否かを判別する
負荷状態判別手段と、車室の室温を検出して当該
室温が所定の室温設定値より高いか否かを判別す
る温度判別手段と、当該風量が前記風量設定値よ
りも小さいと判別された場合には、当該室温が前
記室温設定値より低いと判別され、且つ、前記負
荷状態判別手段により当該負荷が前記負荷設定値
より大きいと判別されたときに空気調和装置の前
記機関に連結される圧縮機を停止させ、他のとき
に該圧縮機を小容量で運転させ、当該風量が前記
風量設定値よりも大きいと判別された場合には、
当該室温が前記室温設定値より高いと判別され、
且つ、当該負荷が前記負荷設定値より小さいと判
別されたときに該圧縮機を大容量で運転させ、他
のときに圧縮機を小容量で運転させる容量制御手
段とを備えた構成としたので、圧縮機の容量を必
要最小限に段階的に制御することにより、機関の
過負荷を防止することができるとともに、機関の
負荷状態に応じて当該機関に及ぼす圧縮機の動力
損失を軽減することができる。更に電磁クラツチ
のオン、オフの回数の減少に伴う省動力化を図る
ことができ、もつて、特に冷房運転時における車
室内の快適な空調制御の確保を常時実現させるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る空気調和システムの制御
装置の作動を示すフローチヤート、第２図は空気
調和システムの構成図、第３図は本考案に係る制
御装置の一実施例を示すブロツク図、第４図は本
考案の他の実施例を示すフローチヤートである。 １……機関、２……電磁クラツチ（容量制御手
段）、３……圧縮機、８……送風機、１０……電
磁弁（容量制御手段）、１１……制御装置（容量
制御手段）、１１５……風量センサ（送風量判別
手段）、１１６……温度センサ（温度判別手段）、
１１７……絶対圧センサ（負荷状態判別手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 送風機の風量を検出して当該風量が所定の風量
   設定値よりも大きいか否かを判別する送風量判別
   手段と、機関の吸気圧を検出して当該機関の負荷
   の大きさが所定の負荷設定値よりも大きいか否か
   を判別する負荷状態判別手段と、車室の室温を検
   出して当該室温が所定の室温設定値より高いか否
   かを判別する温度判別手段と、当該風量が前記風
   量設定値よりも小さいと判別された場合には、当
   該室温が前記室温設定値より低いと判別され、且
   つ、前記負荷状態判別手段により当該負荷が前記
   負荷設定値より大きいと判別されたときに空気調
   和装置の前記機関に連結される圧縮機を停止さ
   せ、他のときに該圧縮機を小容量で運転させ、当
   該風量が前記風量設定値よりも大きいと判別され
   た場合には、当該室温が前記室温設定値より高い
   と判別され、且つ、当該負荷が前記負荷設定値よ
   り小さいと判別されたときに該圧縮機を大容量で
   運転させ、他のときに圧縮機を小容量で運転させ
   る容量制御手段とを備えたことを特徴とする車輌
   の空気調和システムの圧縮機容量制御装置。