JPS6374717A - 自動車用空気調和装置 - 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、自動車用空気調和装置に係り、特に、起動時
の冷房能力を向上させるのに好適な自動車用空気調和装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車用空気調和装置では、車速の変化に応じて圧縮機
の回転速度も広範囲に変化し、かつ、空気調和装置が四
季を通じて使用されるため熱負荷の変化幅も大きい。し
たがって、車速にかかわらず熱負荷に応じた圧縮機容量
を用いて省動力化を図るように、圧縮機の容量制御が行
われている。

この種の自動車用空気調和装置としては、特開昭５２−
９６０４０７号公報や、ニス・エイ・イー・テクニカル
　ペーパー　シリーズ、　８５００４０　（１９８５年
）第４ページから第５ページ（ＳＡＥ　Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌＰａｐｅｒ　５ｅｒｉｅｓ　８５００４０（１９８
５）　ｐ　４〜５　）に論じられているように、自動車
用空気調和装置の圧縮機容量に対して、熱負荷が小さく
なった場合、圧縮機吸入圧力（または蒸発圧力）が設定
値以下に下らないように斜板式圧縮機の斜板傾転角を調
整し、ビストンストロークを減少させて圧縮機の容量を
低下させていた。

しかし、いわゆるクールダウン時のように車内温度が高
い高熱負荷状態から圧縮機を起動する場合、蒸発器の熱
容量のため蒸発器フィン温度がまだ十分に低下していな
いにもかかわらず、圧縮機吸入圧力（または蒸発圧力）
が設定値以下になると圧縮機容量が低下するので、車室
内が十分に冷却されないことについて配慮されていなか
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、圧縮機容量に対して熱負荷が小さくな
った場合、蒸発器フィンへの着霜、凍結を防止するため
に、定常運転状態で着霜を生じる蒸発圧力やこれに相当
する圧縮機吸入圧力以下にこれらの圧力が低下しないよ
うに圧縮機の容量を低下させていた。しかし、クールダ
ウン時のように、車室内温度の高い高熱負荷状態から圧
縮機を起動する過渡状態では、蒸発圧力または圧縮機吸
入圧力が定常状態で着霜を生じる圧力になっても、蒸発
器の熱容量のためフィンの温度は着霜を生じる温度まで
低下していない、このため、この状態で圧縮機の容量を
低下させると冷房能力が低下して車室内が十分に冷却さ
れないという問題があった。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、蒸発器のフィンへの着霜。

凍結を生じさせることなく、クールダウン時の冷房能力
を向上させうる自動車用空気調和装置の提供を、その目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る自動車用空気
調和装置の構成は、少なくとも、エンジンにより駆動さ
れる圧縮機と、この圧縮機に接続され、車室空気を冷却
する蒸発器とを備えた自動車用空気調和装置において、
圧縮機の容量可変手段と、蒸発器のフィン温度または吹
き出し空気温度を検出する温度検出手段とを備え、この
温度検出手段の検出値が設定値以下になると前記容量可
変手段が圧縮機容量を減じる側に作動するように制御回
路を設けたものである。

なお付記すると、上記目的は、蒸発器フィンの温度また
は蒸発器吹き出し空気温度を直接検知して、これらの値
が着霜、凍結を生じる温度以下にならないように圧縮機
の容量を制御することにより達成されるものである。

〔作用〕

一般に、車室温度が高い高熱負荷状態で圧縮機を起動す
ると、直ちに圧縮機吸入圧力や蒸発圧力は低下するが、
蒸発器は熱容量を持っているので、その温度低下に時間
遅れを生じる。蒸発器フィンまたは蒸発器空気吹き出し
口に設置した温度検出手段は、圧力に遅れて変化するこ
れらの温度を検知し、この温度がフィン着霜温度以下に
なると、制御装置は圧縮機クランクケース内の圧力を調
整する制御弁に信号を発し、クランフケ−入内の圧力を
上昇させることにより圧縮機容量を低下させてフィン温
度の低下を防ぎ、着霜、凍結を防止する。これによって
、フィンに着霜、凍結を生じることなく、圧縮機吸入圧
力または蒸発圧力を検知して容量を制御する場合に比べ
、長時間大容量で圧縮機を運転できるのでクールダウン
時の冷房能力を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

まず、第１図は１本発明の一実施例に係る自動車用空気
調和装置の構成図である。

第１図に示す自動車用空気調和装置は、基本的には圧縮
機１．凝縮器２、膨張弁３．蒸発器４゜およびこれら機
器を接続する冷媒配管によって冷凍サイクルが構成され
、冷媒は矢印に示す方向に流れる。蒸発器４は、図示し
ないが伝熱用のフィンを備え、冷風の吹き出し部を車室
内に開口している。

圧縮機１は、自動車のエンジンのクランクプーリ（図示
せず）と圧縮機ブーＩＪ　５とをエンドレスベルト（図
示せず）で連結しエンジンによって駆動される。

この圧縮機プーリ５は、クランクケース１１内のシャフ
ト６に固定され、このシャフト６には斜板７の支点８が
当該シャフト６の回転軸心に偏心して取付けられている
ので、斜板７はシャフト６を軸として傾転運動をなすと
ともに、支点８を中心として揺動することにより、その
傾転角を連続的に変化させることができる。このことは
、先に述べた特開昭５２−９６４０７５号公報や、ニス
・エイ・イー、テクニカルペーパーシリーズ、８５００
４０（１９８５年）第４ページから第５ページ（ＳＡＥ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒ　５ｅｒｉｅｓ　８５
００４０　（１９８５）　Ｐ４〜５　）記載の圧縮機と
同様である。

この斜板７には、ピストン９の駆動板１０が、斜板７と
相対的に回転可能なように設けられ、複数個あるピスト
ン９のヘッドに作用する圧力により生じる力の合力の、
支点８を中心とするモーメント（図上時計まわり）と、
ピストン９の背面に作用するクランクケース１１内の圧
力により生じる合力の、支点８を中心とするモーメント
（図上反時計まわり）との釣合いで斜板７の傾転角が定
まるもので、このことも上述の公報および文献記載の圧
縮機と同様である。

第１図に示す自動車用空気調和装置では、蒸発器４のフ
ィン温度または吹き出し空気温度を検出して回路を開閉
する温度検出手段に係る温度スイッチ１２が設けられ、
その温度検出端１２ａは蒸発器４のフィンの上または蒸
発器４の空気吹き出し部分に設置されている。この温度
スイッチ１２により回路を開閉するリレー１３にはソレ
ノイドコイル１４が接続されていて１回路が閉じてソレ
ノイドコイル１４に通電されると磁力を生じ、ばね１５
の力に打ち勝ってプランジャ１６を吸引し、制御弁１７
を開くように構成されている。なお、弁室１８は圧縮機
１の吸入ポート１９と連通しており吸入圧力が作用して
いる。

このような構成の自動車用空気調和装置の作用を次に述
べる。

自動車の車室内温度の高い高熱負荷状態で圧縮機１を起
動すると、蒸発器４のフィン温度や吹き出し空気温度は
高いので、温度スイッチ１２はＯＮとなりリレー１３も
ＯＮしてソレノイドコイル１４に通電され制御弁１７は
開となる。このため、クランクケース１１内の圧力は圧
縮機吸入圧力まで低下し、したがって、ピストンヘッド
に作用する力による支点８まわりのモーメント（図上時
計回り）が勝り、斜板７とシャフト６のなす角度（鋭角
）が減少してピストン９のストロークが増大し圧縮機１
は最大容量で運転される６一方、車室温度が低下して低
熱負荷状態となると、蒸発器４のフィン温度や吹き出し
空気温度が低下し、これらが設定値に係るフィン着霜、
凍結限界温度以下になると温度スイッチ１２はＯＦＦと
なり、リレー１３がＯＦＦとなって制御弁１７が閉じる
。このため、クランクケース１１内の圧力はブローバイ
ガスによって上昇し、ピストン９の背面に作用する圧力
による支点８まわりのモーメント（反時計回り）が勝り
、斜板７が立ってピストン９のストロークが減少し、圧
縮機１の容量が低下するので蒸発器４のフィン温度が上
昇しフィンの着霜、凍結が防止できる。

本実施例によれば、直接蒸発器４のフィン温度または吹
き出し空気測度を検知して斜板式圧縮機の容量を制御す
るので、蒸発器フィンへの着霜。

凍結を生じることなく、クールダウン時の冷房能力を向
上させることができる。

次に、第２図は、本発明の他の実施例に係る自動車用空
気調和装置の構成図である。図中、第１図と同一符号の
ものは、先の実施例と同等部分であるから、その説明を
省略する。

第２図の実施例が第１図の実施例と異なるところは、プ
ランジャ１６Ａに設けた制御弁１７Ａが、ソレノイドコ
イル１４に通電されたときに弁を閉じるようになってい
る点である。このとき、温度スイッチ１２′は、温度検
出端１２ａの検知した温度が設定値以下のときＯＮとな
るようセットされている。このように構成すると、先の
第１図の実施例と同様の効果が期待されるほか、高熱負
荷で運転される期間の長い地方では、ソレノイドコイル
１４に通電する時間が短かくなり、省電力となるという
特有の効果がある。

次に、第３図は、本発明のさらに他の実施例に係る自動
車用空気調和装置の構成図である。図中、第１図と同一
符号のものは、第１図の実施例と同等部分であるから、
その説明を省略する。

第３図の実施例では、プランジャ１６Ｂに制御弁に係る
スプール弁２１を設け、圧縮機１の吐出ポート２０とク
ランクケース１１内とを連通ずる高圧連通孔２２および
吸入ポート１９とクランクケース１１内とを連通ずる低
圧連通孔２３を設け、前記スプール弁２１で選択的に一
方を開、他方を閉とできるように構成した点が、先の第
１図の実施例と異なるところである。このとき、温度ス
イッチ１２′は、第２図の実施例と同様、温度検出端１
２ａの検知した温度が設定値以下のときＯＮとなるよう
にセットされている。

このように構成すると、フィン温度または蒸発器４の吹
き出し空気温度が設定値以下のとき、ソレノイドコイル
１４に通電されるプランジャ１６が吸引されて、スプー
ル弁２１は高圧連通孔２２を開き、低圧連通孔２３を閉
じるので、圧縮機１の吐出圧力がクランクケース１１内
に導びかれて速やかにクランクケース１１内の圧力が上
昇して速溶性のある容量制御ができる。

次に、第４図は、本発明のさらに他の実施例に係る自動
車用空気調和装置の構成図である。図中、第１図と同一
符号のものは、第１図の実施例と同等部分であるから、
その説明を省略する。

第４図の実施例では、蒸発器４のフィン温度や吹き出し
空気温度を検出するのに、温度検出手段としてサーミス
タ等の温度センサ２４を使用し。

この温度センサ２４による検出値と目標設定回路２６で
設定されたこれらの温度の目標値信号との差を差動増幅
器２５で増幅し、この信号を基に演算制御回路２７で制
御弁１７の開度を決定し、駆動回路２８で開度信号に見
合った電圧ソレノイドコイルに印加するように制御回路
を構成している。

このような制御回路構成は、例えばマイクロコンピュー
タを用いて行うことができる。

このように構成すると、圧縮機１の斜板７の傾転角を連
続的に変化させることができるので、先の第１図ないし
第３図の各実施例にくらべ、蒸発器４の吹き出し空気温
度変動の小さな、きめ細かい制御が可能になる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、蒸発器のフィンへ
の着霜、凍結を生じさせることなく、クールダウン時の
冷房能力を向上させうる自動車用空気調和装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る自動車用空気調和装
置の構成図、第２図は、本発明の他の実施例に係る自動
車用空気調和装置の構成図、第３図は、本発明のさらに
他の実施例に係る自動車用空気調和装置の構成図、第４
図は、本発明のさらに他の実施例に係る自動車用空気調
和装置の構成図である。 １・・・圧縮機、４・・・蒸発器、７・・・斜板、８・
・・支点。 ９・・・ピストン、１０・・・駆動板、１１・・・クラ
ンクケース、１２．１２’・・・温度スイッチ、１２ａ
・・・温度検出端、１３・・・リレー、１４・・・ソレ
ノイドコイル、１６，１６Ａ、１６Ｂ・・・プランジャ
、１７゜１７Ａ・・・制御弁、２１・・スプール弁、２
４・・・温度センサ、２５・・・差動増幅器、２６・・
・目標設定回路、２７・・・演算制御回路、２８・・・
駆動回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも、エンジンにより駆動される圧縮機と、
   この圧縮機に接続され、車室空気を冷却する蒸発器とを
   備えた自動車用空気調和装置において、圧縮機の容量可
   変手段と、蒸発器のフイン温度または吹き出し空気温度
   を検出する温度検出手段とを備え、この温度検出手段の
   検出値が設定値以下になると前記容量可変手段が圧縮機
   容量を減じる側に作動するように制御回路を構成したこ
   とを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、圧縮機
   の容量可変手段は、クランクケース内の圧力を制御する
   ことにより斜板の傾転角を調整するものであって、蒸発
   器のフイン温度または吹き出し空気温度が設定値以下に
   なると、温度検出手段の検出信号に従つて、前記クラン
   クケース内の圧力を調整する制御弁に制御信号が与えら
   れるものである自動車用空気調和装置。
3. ３．特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、クラン
   クケース内の圧力を調整する制御弁は、ＯＮ−ＯＦＦ動
   作で制御されるものである自動車用空気調和装置。
4. ４．特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、クラン
   クケース内の圧力を調整する制御弁は、その弁開度が、
   蒸発器のフイン温度または吹出し空気温度の検出値と設
   定値との偏差に応じて連続的に変化するように演算制御
   回路を設けたものである自動車用空気調和装置。