JPH0127894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用空調装置等に用いられる冷凍
サイクルの能力制御に関するものである。

従来周知の自動車用空調装置は、第１図に示す
ごとく圧縮機１、凝縮機２、レシーバ３、膨張弁
４、蒸発器５からなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを
有している。そして、圧縮機１は電磁クラツチ
７、ベルト３１、プーリ３２を介して自動車エン
ジン３０により駆動されるようになつている。

しかしながら、このような構成では空調装置ス
イツチを投入した状態のままエンジン起動スイツ
チを接続すると、電磁クラツチが接続され、エン
ジンといつしよに圧縮機が稼動することになる。
そのため、エンジンへ比較的大きな負荷が加わる
（始動時のエンジン出力の約30％）ので、始動性
を悪化させるという欠点がある。

また、エンジンが起動した後自動車走行時に、
空調装置スイツチを投入する場合でもクラツチ７
が接続する瞬間非常に大きな圧縮機起動トルク
（定常時の３倍以上）がエンジンに加わるため、
走行中シヨツクが感じられ走行フイーリングを悪
くし、さらに電磁クラツチの摩擦面にも大きな摩
擦トルクが加わり、電磁クラツチの寿命を短くす
るという欠点がある。

本発明は、上記欠点を解消するために、エンジ
ン起動スイツチ投入時、圧縮機内部の容量可変部
材を動かして、圧縮機容量を小容量にして、かつ
この小容量にする間は電磁クラツチを連結しない
ようにすることによつて、換言すれば電磁クラツ
チが接続する時には、常に小容量の状態で圧縮機
が稼動するようにすることによつて、始動時エン
ジンに加わる負荷を小さくしてエンジンの始動性
を向上させ、また、電磁クラツチ接続に伴う圧縮
機起動トルクを小さくして走行フイーリングを改
善し、そして、クラツチ接続時、大きな摩擦トル
クを減らすことによつて、クラツチの寿命を長く
することを目的とする。

以下本発明を図に示す実施図について説明す
る。本発明装置における冷凍サイクルは第１図と
同じでよいので、説明は省略する。

第２図は本発明装置の制御システムの全体を概
略的に示すもので、１１は自動車用空調装置の樹
脂製通風ケーシングで、その内部には第１図図示
の蒸発器５およびモータ駆動の送風機８が設けら
ている。通風ケーシング１１の左端側は図示しな
い内外気切替箱を介して内気吸入口および外気吸
入口に連通し、右端側は図示しないヒータユニツ
トを介して車室内への吹出口（冷房用上方吹出
口、暖房用下方吹出口等）に連通している。

前記蒸発器５の出口側冷媒回路には圧縮機１２
が接続されており、この圧縮機１２は電磁クラツ
チ１３、ベルト３１、プーリ３２を介して自動車
エンジン３０により駆動される。更に、この圧縮
機１２は後記するように吐出容量を可変する容量
可変部材を内蔵する可変容量型として構成してあ
る。

１４は蒸発器５直後の空気温度を感知するため
のサーミスタからなる温度感知器、２３は蒸発器
５の配管内を流れる冷媒の温度を感知するための
サーミスタからなる温度感知器で、蒸発器５の出
入口配管内に設置する。２４は前記圧縮機１２に
内蔵される容量可変部材の位置を検出する位置検
出装置で、容量可変部材の動きに連動するポテン
シヨンメータよりなる。１５は蒸発器直後の空気
温度の制御値を決める設定抵抗、１６は制御回路
で、上記各素子１４，１５，２３，２４の信号が
入力されるようになつている。すなわち、上記素
子１４，２３，２４を直列接続し、この直列回路
と設定抵抗１５との接続点Ａの電位が制御回路１
６に入力されるようになつている。

１８はサーボモータ１７の駆動トルクを圧縮機
１２の容量可変部材に伝えるためのウオームギヤ
である。

１９ａは圧縮機１２の運転を断続するためのリ
レー接点で、電磁クラツチ１３の通電を断続する
ものである。１９ｂはコイルで、通電されるとリ
レー接点１９を閉とするものである。また、２５
はこのコイル１９ｂが接点１９を閉じるべく作動
するのを所定時間遅らせる時限回路である。２１
は空調装置の作動スイツチ、２２は車載の電源バ
ツテリである。２０はエンジン３０の起動時に投
入されるスイツチ、例えばイグニツシヨンスイツ
チである。

第３図は本発明の制御器を構成する制御回路１
６及び時限回路２５の具体的一例を示すもので、
設定抵抗１５と前記直列回路との接続点Ａの電位
を入力とする２つの比較器１６１，１６２を有し
ており、第１の比較器１６１の基準電位V₁の方
が第２の比較器１６２の基準電位V₂より高くし
てある。この基準電位V₁とV₂の差は可変抵抗１
６３により自由に調整できる。第１の比較器１６
１の出力１６１ａによつて、トランジスタ１６４
ａ，１６４ｂがオンオフされ、第２の比較器１６
２の出力１６２ａによつてトランジスタ１６５が
オンオフされる。１６６〜１７１はサーボモータ
１７駆動用のトランジスタである。

イグニツシヨンスイツチ２０が閉成されると、
時限回路２５のコンデンサ２５０に充電される。
所定時間ｔ経過してコンデンサ２５０の充電電圧
が基準電圧V₃より高くなると比較器２５１の出
力２５１ａが“Lo”レベルから“Hi”レベルに
逆転する、その為トランジスタ２５２がオンし、
トランジスタ２５３がオフし、トランジスタ２５
４がオンする。そして、トランジスタ２５４がオ
ンすればコイル１９ｂに電流が流れ、リレー接点
１９ａが閉じて電磁クラツチ１３に通電される。

所定時間ｔが経過する前でコンデンサ２５０の
電圧が末だ高まつておらず、トランジスタ２５２
がオフの状態ではそのコレクタ電圧が抵抗２５
５，２５６、及びダイオード１７２，１７３を介
してトランジスタ１６５，１６４ａのベースに流
れ、トランジスタ１６５，１６４ａを強制的にオ
ンする。

第４図は上記制御回路１６の作動特性を示すも
ので、制御回路１６は温度感知器１４のサーミス
タ抵抗値R₁₄と温度感知器２３のサーミスタ抵抗
値R₂₃と位置検出装置２４のポテンシヨンメータ
抵抗値R₂₄の直列総抵抗R_sが設定抵抗１５の抵抗
値R₁₅とバランスするようにサーボモータ１７の
回転を制御するものであり、第１の比較器１６１
は前記直列総抵抗R_sが設定抵抗１５の抵抗値R₁₅
より可変抵抗１６３の抵抗値R₁₆₃だけ大きくなる
と、つまりR_s＞R₁₅＋R₁₆₃になると、その出力１
６１ａが“Lo”レベルより“Hi”レベルとなり、
逆にR_sがR₁₅＋R₁₆₃より一定値R_cだけ小さくなる
と、つまりR_s＜（R₁₅＋R₁₆₃）−R_cになると、その
出力１６１ａは“Hi”レベルより“Lo”レベル
に復帰するようになつている。

一方、第２の比較器１６２はR_s＝R₁₅の時点で
その出力１６２ａが“Lo”レベルより“Hi”レ
ベルとなり、逆にR_sがR₁₅より一定値R_cだけ小さ
くなると、つまりR_s＜R₁₅−R_cになると、その出
力１６２ａが“Hi”レベルより“Lo”レベルに
復帰するようになつている。R_cは第１、第２の
比較器１６１，１６２のヒステリシス特性による
一定の抵抗値幅である。

次に、本発明における可変容量型圧縮機１２の
構成作動について詳述する。

第５図ないし第７図において、１０１はシヤフ
トであり、電磁クラツチ１３およびＶベルト３
１、プーリ３２を介して駆動源をなす自動車用エ
ンジン３０に連結し、エンジン３０の駆動力によ
り回転するものである。１０２はシヤフト１０１
にキー止めにより固定され、シヤフト１０１と一
体に回転する斜板であり、この斜板１０２の回転
はシユー１０３を介してピストン１０４を往復運
動させる。１０５，１０６はハウジングで、前記
ピストン１０４の往復運動を支持するシリンダ部
１０７を有しており、前後に２分割されてアルミ
ニウム等でダイカスト成形されている。１０８は
このハウジング１０５，１０６内に形成された吸
入通路室である。そして、第６図および第７図に
示すようにシリンダ部１０７は５ケ所１０７ａ，
１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ形成さ
れており、最下方のシリンダ部１０７ｃと１０７
ｄ間のみ88゜の角度で間隔が設けてあり、他のシ
リンダ部間の間隔はいずれも68゜となるようにな
つている。

また、吸入通路室１０８は第７図に示すように
各シリンダ部１０７間に形成されており、この吸
入通路室１０８はすべて図示しない１つの冷媒導
入口に接続され、この導入口を経て蒸発器５の出
口側冷媒回路に連通している。

１０９，１１０はサイドハウジングで、前記ハ
ウジング１０５，１０６の外側にバルブプレート
１１１，１１２を挾んで配設されており、このサ
イドハウジング１０９，１１０のうち、前記吸入
通路室１０８にバルブプレート１１１，１１２の
吸入側連通穴（図示せず）を介して直接連通する
部分には吸入室１１３が形成されており、さらに
このサイドハウジング１０９，１１０のうち、吸
入室１１３の内周で前記ピストン１０４と対向す
る位置には吐出室１１４が形成されている。この
吐出室１１４はバルブプレート１１１，１１２の
図示しない吐出側連通穴を経てハウジング１０
５，１０６の吐出通路室１１４ａ（第７図）に通
じている。

１１５，１１６はバルブプレート１１１，１１
２とハウジング１０５，１０６との間に介在する
弾性金属（例えばばね鋼）製の円板状弾性金属板
で、この弾性金属板１１５，１１６のピストン１
０４と対向する位置は図示しないがＵ字状に切欠
かれて吸入弁が形成してある。なお、ハウジング
１０５，１０６、サイドハウジング１０９，１１
０及びバルブプレート１１１，１１２は通しボル
ト１１７によつて一体に連結されており、通しボ
ルト１１７は組付けを容易とするためハウジング
１０５，１０６内では吸入通路室１０８内を通る
ようになつている。

１１８，１１９は通常のニードルベアリングを
用いたラジアルベアリングであり、ハウジング１
０５，１０６にアウターレースを固定させてシヤ
フト１０１を回転自在に保持するものである。１
２０，１２１はスラストベアリングであり、ハウ
ジング１０５，１０６の中心部と斜板１０２との
間に位置して、斜板１０２のスラスト方向（軸方
向）にかかる力、つまり斜板１０２がピストン１
０４を往復運動させるとき受ける反力を支持する
ものである。

１２２はシヤフトシールで、サイドハウジング
１０９，１１０のうち駆動源側（換言すれば電磁
クラツチ１３側）に位置するサイドハウジング１
０９とシヤフト１０１との間に位置して、圧縮機
内部の冷媒ガスおよび潤滑油が外部へ漏れないよ
う気密を保持するものである。

１２３はサーボモータ１７の保持具で、後側の
サイドハウジング１１０にビス１２４にて固定さ
れている。サーボモータ１７のウオームギヤ１８
は第６図に示すようにウオームギヤ１２５によつ
て作動軸１２６に連結されている。この作動軸１
２６は最下方のシリンダ部１０７ｃ，１０７ｄ間
のスペースを利用し、後側のバルブプレート１１
２から前側のバルブプレート１１１に至る間に配
設されており、かつ作動軸１２６のバルブプレー
ト１１１，１１２に隣接する部位には、それぞれ
平歯車１２７，１２８が取り付けられている。

１２９，１３０は環状をした可変リングで容量
可変部材をなすものであり、この可変リング１２
９，１３０はハウジング１０５，１０６のうち、
シリンダ部１０７の外周に設けた円筒状空間内に
圧縮機駆動シヤフト１０１と同心状となるべく配
設されている。この可変リング１２９，１３０に
は作動軸１２６の回転力が平歯車１２７，１２８
及び可変リング１２９，１３０内周部に設けられ
た歯１２９ａ，１３０ａを介して伝えられ回動す
るようになつている。

そして、各シリンダ部１０７の壁面には可変リ
ング１２９，１３０に最も近い位置に各２ケ所づ
つバイパス孔１３１ａ，１３１ｂが設けられてお
り、このバイパス孔１３１ａ，１３１ｂは可変リ
ング１２９，１３０の内周面に円周方向に設けら
れたバイパス溝１３２ａ，１３２ｂ、可変リング
１２９，１３０内にシヤフト１０１と平行に配設
されたバイパス溝１３３、及び可変リンク１２
９，１３０の内周面のうち、圧縮機中央側に全周
にわたつて設けられたバイパス溝１３４を介し
て、ハウジング１０５，１０６にあけられたバイ
パスポート１３５へ連通するようになつており、
更にこのバイパスポート１３５はハウジング１０
５，１０６に設けられた吸入通路室１０８に導通
させるべく形成されている。

本実施例においては、シリンダ１０７壁面にあ
けられたバイパス孔１３１ａ，１３１ｂはそれぞ
れシリンダ容積を３等分する位置に配設されてお
り、圧縮機中央部側のポート１３１ｂのみ、ある
いは両方のポート１３１ａ，１３１ｂが可変リン
グ１２９，１３０の回転角に対応してバイパス溝
１３２ａ，１３２ｂに対向するような配置になつ
ている。（第８，９図参照）。

さらにバイパス溝１３２ａ，１３２ｂは５つの
シリンダ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７
ｄ，１０７ｅにそれぞれ対応して配設されている
が、第１０図に示すごとく可変リング１２９，１
３０の円周方向にそれぞれ異なつた長さで設けら
れており、可変リング１２９，１３０の回転角に
応じ、吸入通路室１０８と導通するシリンダ１０
７の数が異なるよう工夫されている。

すなわち、本実施例の場合、回転角が0゜の場
合、全てのバイパス孔１３１ａ，１３１ｂ（計20
個）が可変リング１２９，１３０のバイパス溝１
３３に直接対向するように位置し、このバイパス
溝１３３、バイパス溝１３４及びハウジング１０
５，１０６のバイパスポート１３５を介して吸入
通路室１０８に導通しており、正味の圧縮仕事を
するシリンダ容積は最小となつている。

そして、回転角が4゜の場合にはシリンダ１０７
ｅに設けられたバイパス孔１３１ａのみが、バイ
パス溝１３２ａと導通しておらず、残りのバイパ
ス孔１３１ａ，１３１ｂはいずれも吸入通路室１
０８と導通している。以後、回転角が8゜、12゜…
と4゜づつ増えていくに従い、吸入通路室１０８と
導通しないバイパス孔が１個づつ増加していき、
回転角が36゜の時には、シリンダ１０７ａに設け
られたバイパス孔１３１ｂのみがバイパス溝１３
２ｂを介して吸入通路室１０８と導通し、他は導
通していない状態となり、回転角が40゜になつた
とき全てのバイパス孔１３１ａ，１３１ｂが閉塞
され、圧縮仕事のためのシリンダ容積は最大とな
る。

この可変リング１２９，１３０の回転角と正味
の圧縮仕事をするシリンダ容積との関係を示すと
第１１図のようになり、最大容積Vmaxと1/3
Vmaxとの間でシリンダ容積を10段階にわたつて
微細に制御できる。

なお、この可変リング１２９，１３０の回転位
置は位置検出装置２４のポテンシヨンメータによ
つて電気信号として検出できるようになつてい
る。即ち、作動軸１２６の端面に形成されたウオ
ームギヤ１２５が位置検出装置２４の作動歯車２
４１にも歯合するようになつており、作動軸１２
６（ウオームギヤ１２５）の回動に応じて位置検
出装置２４のポテンシヨンメータ抵抗値が可変し
て、その結果可変リング１２９，１３０の位置に
応じて定まる電気信号が出力されるようになつて
いる。

位置検出装置２４は、その側面に形成されたス
テー２４２を介してサイドハウジング１１０にビ
ス２４３により固定されている。なお、サイドハ
ウジング１１０のうち、位置検出装置２４が保持
される部位および前述のサーボモータ１７が保持
される部位には収納用の溝を形成することによ
り、サーボモータ１７、位置検出装置２４等の保
持をより確実にすると共に、サイドハウジング１
１０の面よりサーボモータ１７等があまり飛び出
ないようにしてある。また、図示していないが、
サーボモータ１７、ウオーム歯車１８，１２５、
位置検出装置２４等は防塵のためカバーで覆われ
ている。

次に、上記斜板式圧縮機１２部のみの作用を説
明すると、電磁クラツチ１３が接続され、シヤフ
ト１および斜板２が回転し始めると、蒸発器５で
気化された冷媒ガスはハウジング１０５，１０６
に設けられた図示しない導入口より吸入通路室１
０８へ導入され、バルブプレート１１１，１１２
の吸入側連通穴（図示せず）を通つて前後のサイ
ドハウジング１０９，１１０の吸入室１１３へ流
入する。そして斜板１０２の回転に伴ないシリン
ダ部１０７内を往復運動するピストン１０４が吸
入行程となつたとき、冷媒ガスはバルブプレート
１１１，１１２中の吸入口より弾性金属板１１
５，１１６に形成された吸入弁を経てシリンダ部
１０７内へ吸い込まれる。

次に、ピストン１０４が圧縮行程に移ると、前
記吸入弁によつて吸入口がとじられ、シリンダ部
１０７内の冷媒ガスはピストン１０４により圧縮
され、バルブプレート１１１，１１２の吐出口お
よび吐出弁（図示せず）を経てサイドハウジング
１０９，１１０内の吐出室１１４へ吐出され、再
びバルブプレート１１１，１１２の図示しない吐
出側連通穴よりハウジング１０５，１０６内の吐
出通路室１１４ａへ流入し、その後ピストン１０
４の圧縮行程で高温、高圧になつた冷凍ガスはハ
ウジング１０５，１０６の図示しない吐出口より
凝縮器２へ送られる。

上記作動時において、シヤフト１０１の回転数
はエンジンの回転数に応じて可変されることにな
るため、圧縮機１２としての吐出能力もエンジン
の回転数によつて増減し、エンジンの高回転時等
には冷媒サイクルの運転状態より要求される能力
に比して圧縮機１２の吐出能力の方が異常に大き
くなつてしまうという事態も起こりうる。しかし
ながら、本構成の圧縮機１２ではこのように吐出
能力が過大となる状態ではシリンダ１０７の吐出
容量を減少させて吐出能力の低減が図れるように
なつている。

そこで、この圧縮機１２の能力制御機構の作動
を以下説明する。蒸発器５直後の空気温度は感知
器１４によつて感知され、その感知温度が冷房負
荷の増大により高くなると、感知器１４のサーミ
スタ抵抗値R₁₄が減少し、その結果前述のR_s（＝
R₁₄＋R₂₃＋R₂₄）が設定抵抗１５の抵抗値R₁₅よ
り減少し、第４図においてR_sが（R₁₅−R_c）より
小さくなると（R_s＜R₁₅−R_c）、第２の比較器１
６２の出力１６２ａが“Hi”レベルより“Lo”
レベルに反転し、トランジスタ１６５がオフする
ので、トランジスタ１６８，１６９，１７０がオ
ンする。

このとき、第４図の特性からわかるように第１
の比較器１６１の出力１６１ａは“Lo”レベル
であり、トランジスタ１６４ａがオフし、トラン
ジスタ１６４ｂがオンしているので、トランジス
タ１６６，１６７，１７１はオフしている。その
結果、サーボモータ１７にはトランジスタ１７０
のエミツタ・コレクタおよびトランジスタ１６９
のコレクタ・エミツタを通して電流が流れ、サー
ボモータ１７は正回転し、ウオームギヤ１８を介
してウオームギヤ１２５、作動軸１２６、平歯車
１２７，１２８、および可変リング１２９，１３
０が第７図の時計方向に回転するので、第１０図
で定義された可変リング１２９，１３０の回転角
が増加し、正味シリンダ容積が増加する。従つ
て、圧縮機能力が増大し、蒸発器直後の空気温度
は次第に低下する。これにより、感知器１４の抵
抗値R₁₄が次第に増大する。

またこのとき位置検出装置２４も可変リング１
２９，１３０の回転と同時に作動し、その抵抗値
R₂₄が増大し、その結果R_sが設定抵抗１５の抵抗
値R₁₅より大きくなると（R_s＞R₁₅）、第２の比較
器１６２の出力１６２ａが“Hi”レベルとなり、
トランジスタ１６５がオン状態になるので、トラ
ンジスタ１６８，１６９，１７０がオフする。こ
のとき、第１の比較器１６１の出力１６１ａはま
だ“Lo”レベルであるので、トランジスタ１６
６，１６７，１７１はオフ状態を継続している。
従つて、サーボモータ１７への通電が断たれ、サ
ーボモータ１７が停止し、可変リング１２９，１
３０の位置が保持され、冷房負荷に応じた圧縮機
容量が設定される。

一方、冷房負荷の減少（蒸発器吸込空気温の低
下等）により、蒸発器直後の空気温度が低下して
感知器１４のサーミスタ抵抗値R₁₄が増大し、R_s
が設定抵抗１５の抵抗値R₁₅と可変抵抗１６３の
抵抗値R₁₆₃の和より大きくなると、すなわちR_s＞
R₁₅＋R₁₆₃になると、第１の比較器１６１の出力
１６１ａが“Lo”レベルより“Hi”レベルとな
り、トランジスタ１６４ａがオンし、トランジス
タ１６４ｂがオフするので、トランジスタ１６
６，１６７，１７１がオンする。

これにより、サーボモータ１７にはトランジス
タ１７１のエミツタ・コレクタ、トランジスタ１
６７のコレクタ・エミツタを通して、前記とは逆
方向の電流が流れ、サーボモータ１７が逆回転
し、ウオームギヤ１８を介して、ウオームギヤ１
２５、作動軸１２６、平歯車１２７，１２８、可
変リング１２９，１３０が第７図の反時計方向へ
回転し、第１０図の可変リング回転角が減少する
ので、圧縮機容量が減少する。その結果、蒸発器
５直後の空気温度が上昇して感知器１４の抵抗値
R₁₄が減少する。

またこのとき位置検出装置２４も同時に作動し
てその抵抗値R₂₄が減少し、その結果R_sが（R₁₅
＋R₁₆₃）−R_cより減少すると、すなわちR_s＜（R₁₅
＋R₁₆₃）−R_cになると、第１の比較器１６１の出
力１６１ａが“Lo”レベルとなり、トランジス
タ１６４ａがオフするので、トランジスタ１６４
ｂがオンし、トランジスタ１６６，１６７，１７
１がオフし、サーボモータ１７は再び停止し、可
変リング１２９，１３０の位置が保持される。

上記作動において位置検出装置２４は可変リン
グ１２９，１３０の回転位置を常に検出して、制
御回路１６の入力側に負帰還することにより、可
変リング１２９，１３０の過剰な回転を未然に阻
止して、サーボモータ１７、可変リング１２９，
１３０のハンチングを防ぐ。また、これにより蒸
発器温度制御のオーバーシユート、アンダーシユ
ートも僅小にできる。

一方、自動車用空調装置においては圧縮機１２
を自動車走行用エンジンにて駆動しているため、
自動車の走行状況の変動に伴なつて圧縮機１２の
回転数が大幅に変動することになる。また、凝縮
器２は一般に自動車の走行ラム圧による冷却風を
受けるように設置されているので、凝縮器能力も
自動車の走行状況の変動により変動することにな
る。従つて、自動車の走行状況は蒸発器温度制御
の外乱要素になる。

ただ圧縮機回転数の変動による冷媒流量の変
動、凝縮器能力の変動等と蒸発器部の冷媒温度と
は相関関係があるので、本例ではこの点に着目し
て蒸発器部の冷媒温度を感知器２３により感知し
て制御回路１６に入力することにより、蒸発器部
の冷媒温度に対応した圧縮機容量を設定すること
ができ、これにより圧縮機容量の制御が安定し
て、可変リング１２９，１３０の回転位置を頻繁
に移動させる必要がなくなり、蒸発器の温度制御
をスムーズに行なうことができる。

以上のごとくして、空調装置の運転状況に応じ
て圧縮機容量が自動的に制御され、その時々の最
適な圧縮機容量に設定される。そして、感知器１
４の感知温度が設定温度範囲内（第４図の特性図
で言えば、R₁₆₃の抵抗値幅）にあるときはサーボ
モータ１７への通電が遮断されて可変リング１２
９，１３０の位置が保持され、所定の容量にて圧
縮機１２の運転が継続される。

また、蒸発器５のフロスト防止のために蒸発器
直後の空気温度を制御する場合は、この空気温度
が例えば３℃〜５℃の範囲内に入るよう圧縮機容
量を制御するとよい。

上記のように、設定温度に幅を持たせ、その設
定温度範囲内に蒸発器直後の空気温度がある間
は、サーボモータ１７を停止することにより、冷
房負荷変動、エンジン回転数変動が激しい場合で
も、サーボモータ１７の稼動時間を減らして、そ
の耐久性を向上できるとともに、設定温度幅を可
変抵抗１６３により任意に選択できるため、負荷
変動等の程度に応じて設定幅を変えて安定した制
御を行なうことができる。

また、前述のように、圧縮機容量を微細に可変
制御することにより温度制御を行つているため、
空調装置の幅広い運転状態において電磁クラツチ
１３を断続することなく、圧縮機１２を回転させ
たままとすることができ、その結果、電磁クラツ
チ１３の断続に伴なうクラツチ１３及び圧縮機１
２の耐久性劣化、及び走行フイーリングの悪化を
防止することができる。しかも、電磁クラツチ１
３の断続の遅れに伴なう冷房感の悪化も防止で
き、同時に高能力のまま無駄に圧縮機１２を回転
させることもなくなつて全体としては省動力とな
る。

更に、従来の圧縮機を断続させる形式の冷房能
力制御では圧縮機を停止した時に蒸発器５内が直
ちに過熱状態となり再び圧縮機を運転させた時に
も、蒸発器５から過熱領域をなくするまでは有効
な冷房ができず、その間圧縮機を運転する動力が
実質的に無駄となつていたが、本例の如く圧縮機
を停止させることなく冷房能力制御を行なうもの
では、従来のように蒸発器を過熱状態とすること
がないので、上記の様に圧縮機を無駄に運転させ
ることもない。

また、本発明では時限回路２５を備えており、
電磁クラツチ１３を連結させた時には圧縮機１２
の吐出容量を必ず最小とすることができるように
なつている。以下、この点について説明する。

(1) 空調スイツチ２１を開放した状態で起動スイ
ツチ２０を投入し、エンジン３０を起動させる
時、 この場合は空調スイツチ２１開放によりコイ
ル１９ｂには電流が流れず、従つて接点１９ａ
は開いていて電磁クラツチ１３は切れている。
その為エンジン起動時に圧縮機１２が負荷とし
て加わることもなく、エンジン３０の始動性は
何ら損なわれない。

しかも、起動スイツチ２０を投入すればコン
デンサ２５０の充電電圧が基準電圧V₃以上と
なるまでの所定時間ｔは比較器２５１の出力２
５１ａは“Lo”レベルとなつており、トラン
ジスタ２５２がオフするので、トランジスタ１
６５，１６４ａが強制的にオン状態となる。従
つて、トランジスタ１６８，１６９，１７０は
オフとなり、逆にトランジスタ１６４ｂがオフ
し、トランジスタ１６６，１６７，１７１はオ
ンする。前記比較器２５１が逆転するまでの所
定時間ｔは、サーボモータ１７が可変リング１
３２ａを回動させるのに要する時間と同等、も
しくは若干多めにしてある。そのため、サーボ
モータ１７にトランジスタ１７１のエミツタ・
コレクタ、及びトランジスタ１６７のコレク
タ・エミツタを通して電流が流れるので、サー
ボモータ１７が逆回転して、第１０図の可変リ
ング回転角が充分減少し、圧縮機容量は確実に
最小容量となる。この場合は、比較器１６１，
１６２の出力と関係なく、サーボモータ１７が
逆回転するので、圧縮機容量は常に最小容量
（1/3Vmax）に設定される。従つて、その後空
調スイツチ２１を投入しても、圧縮機１２の始
動負荷は小さく、自動車の走行フイーリングを
さほど悪化させることはない。

(2) 空調スイツチ２１を閉成した状態で起動スイ
ツチ２０を投入しエンジン３０を起動させる
時、 この場合は、時限回路２５の作用により所定
時間ｔはコイル１９ｂに通電されず、電磁クラ
ツチ１３は切れているので、前述の場合と同
様、エンジン起動時に圧縮機１２が負荷として
加わることがなく、エンジン３０の始動性は損
なわれない。

所定時間ｔ経過すれば電磁クラツチ１３が連
結されるが、この状態では圧縮機容量は最小容
量（1/3Vmax）となつており、圧縮機１２の
始動に伴なう大きな負荷をエンジン３０に与え
ることはない。

なお、上述の実施例ではシリンダ１０７のバイ
パス孔１３１ａ，１３１ｂをバイパス溝１３２
ａ，１３２ｂ，１３３，１３４等を介して吸入通
路室１０８に連通したが、この連通先はシリンダ
１０７内圧力より低圧の空間、換言すれば内部が
吸入圧となつている空間であればどこでもよく、
圧縮機の形状によつては、この連通先を吸入室１
１３、クランク室（斜板２の回転空間）、もしく
は吸入行程にある他のシリンダ１０７内としても
よい。

また、上記実施例では10気筒の斜板式圧縮機を
用いているが10気筒以外の複数の気筒数の斜板式
圧縮機を用いてもよいことはいうまでもない。ま
た、上記実施例では可変リング１２９，１３０が
ハウジング１０５，１０６の外周部の円筒状空間
内に配設されているが、圧縮機駆動シヤフト１０
１と各シリンダ１０７との間に設けてもよいこと
はいうまでもない。

また、圧縮機１２としては可変容量型のもので
あれば、斜板型のものに限らず、ベーン型回転圧
縮機等の他の型式のものを使用することができ
る。

そして、容量可変部材も可変リング１２９，１
３０に限らず、圧縮機の型式等に応じて種々の形
態に変更し得る。即ち、電磁弁等によつてバイパ
ス通路を開閉するようにしてもよく、また、圧縮
機１２として回転型圧縮機を用いたような場合に
はバイパス孔の開口位置を移動させるようにして
もよい。

また、駆動装置としてはサーボモータ１７の他
に負圧ダイヤフラム機構とリンク機構との組み合
せ等を用いることもできる。

また、蒸発器５の空気側温度として前述の例で
は蒸発器直後の空気温度を検出したが、これの他
に、蒸発器表面温度を検出してもよい。また、蒸
発器部冷媒温度のかわりに蒸発器部冷媒圧力を検
出してもよい。

また、設定抵抗１５を使用者が手動操作できる
ように空調装置の制御パネルに設け、設定抵抗１
５の抵抗値R₁₅を使用者が自由に設定できるよう
にすれば、圧縮機の容量制御により室温の制御を
行なうことができる。

また、制御器としてマイクロコンピユータを用
いれば、制御回路１６と時限回路２５は一体の回
路構成にできる。

更に、上述の例では起動スイツチ２０としてイ
グニツシヨンスイツチを例示したが、他にエンジ
ン３０の起動時に投入されるスイツチとしてスタ
ータスイツチを用いてもよく、また、デイーゼル
エンジンの場合には予熱スイツチを用いてもよ
い。

以上述べたように、本発明においては、エンジ
ン起動スイツチを投入した時には、圧縮機が一た
ん小容量になり、かつ、この小容量になるまでの
間は電磁クラツチが接続されないようになつてい
るので、エンジン起動時に加わるエンジンへの負
荷を低減し、エンジンの起動特性を何ら損なうこ
とがない。また、エンジン起動後の走行時に空調
スイツチを投入した時であつても圧縮機が小容量
になつているので、エンジンに加わる圧縮機始動
トルクを小さくし、走行中のシヨツクによる走行
フイーリングの悪化を防ぐことができる。そし
て、いずれの場合にも、電磁クラツチに加わる摩
擦トルクを大幅に低減させることになり、電磁ク
ラツチの耐久性が向上するという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来周知の自動車用空調装置の冷凍サ
イクル図、第２図は本発明装置の全体制御系統を
示す構成図、第３図は本発明装置の制御器の具体
的構成を例示する電気回路図、第４図は第３図に
示す比較器１６１，１６２の作動特性図、第５図
は本発明に用いる圧縮機の一実施例を示す断面図
で、第６図のＤ−Ｄ線に沿う形状を示す。第６図
は同圧縮機の側面図である。第７図は第５図のＡ
−Ａ矢視断面図で、バイパス孔と可変リングのバ
イパス溝との関係を示す。第８図は上記可変リン
グに設けられた各バイパス溝の位置関係を示す図
で、第９図のＢ−Ｂ矢視方向展開図である。第９
図は第８図のＣ−Ｃ矢視断面図、第１０図は各シ
リンダに対応するバイパス溝の形状を示す断面
図、第１１図は可変リングの回転角と圧縮仕事を
する正味シリンダ容積との関係を示す説明図であ
る。 ５……蒸発器、８……送風機、１１……通風ケ
ーシング、１２……圧縮機、１４，２３……温度
感知器、１６……制御回路、１７……駆動装置を
なすサーボモータ、２０……起動スイツチ、２４
……位置検出装置、２５……時限回路、３０……
自動車用エンジン、１２９，１３０……容量可変
部材をなす可変リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車用エンジンの駆動力を電磁クラツチを
   介して受ける圧縮機と、この圧縮機に内蔵され圧
   縮機の吐出容量を大容量から小容量にわたつて変
   化させる容量可変部材と、この容量可変部材を駆
   動する駆動装置と、前記自動車用エンジンの起動
   用スイツチの投入動作を検知する検知手段と、こ
   の検知手段より投入検知信号を受けると、前記駆
   動装置を作動させて前記圧縮機の吐出容量を小容
   量に制御すると共に、前記電磁クラツチの連結を
   所定時間阻止する制御手段とを具備することを特
   徴とする自動車用冷凍サイクル制御装置。 ２ 前記制御手段は、蒸発器の冷却度合に関連す
   る温度または冷媒圧力を感知する感知器の感知信
   号を受けるようにし、この感知信号によつても前
   記圧縮機の吐出容量が制御されるように構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の自動車用冷凍サイクル制御装置。 ３ 前記検知手段は、前記エンジンの起動用スイ
   ツチの投入動作を検知して起動される時限手段を
   含み、前記起動用スイツチの投入時点より一定時
   間の間投入検知信号を生ずるように構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   自動車用冷凍サイクル制御装置。