JPH0150607B2 - - Google Patents
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- JPH0150607B2 JPH0150607B2 JP62331341A JP33134187A JPH0150607B2 JP H0150607 B2 JPH0150607 B2 JP H0150607B2 JP 62331341 A JP62331341 A JP 62331341A JP 33134187 A JP33134187 A JP 33134187A JP H0150607 B2 JPH0150607 B2 JP H0150607B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3205—Control means therefor
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- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車用空調装置に用いられる冷凍
サイクルの能力制御に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to capacity control of a refrigeration cycle used in an automotive air conditioner.
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、凝縮器2、レシバー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
有しており、圧縮機1は電磁クラツチ7を介して
自動車エンジン(図示せず)により駆動されるの
で、エンジン回転数が増加するに伴い、圧縮機回
転数が増加することになる。従つて、このように
圧縮機回転数が増加したり、外気温の低下等によ
り冷房負荷の減少が生じると、蒸発器5のフイン
温度、即ち冷媒の蒸発温度が0℃以下に低下し
て、フインに霜が付着したり、氷結したりして送
風機8によつて送風される風量が減少し、冷房能
力が低下する。そのため、この着霜現象を防止し
たり車室内の温度制御を目的として、蒸発器5直
後の空気温度をサーミスタ等の温度感知器6にて
感知し、第2図に示す制御回路9にてリレー10
の接点10aを開閉することにより、圧縮機1の
電磁クラツチ7を断続し、圧縮機1の稼動時間を
調整することによつて、冷媒の蒸発温度を制御
し、併せて蒸発器直後の空気温度を制御するよう
にしている。しかしながら、このような構成で
は、冷房負荷が低下したり、圧縮機1の回転数が
増加したりすると、圧縮機能力過剰の状態とな
り、冷凍サイクルの能力が、冷房負荷を上まわる
ことになるので、第3図に示すように蒸発器5直
後の空気温度Tが低下し、c点で設定温度To以
下となる。しかしながら、温度感知器6はその熱
容量のため、制御回路9を作動させるまでに、第
3図のIに示す時間的な遅れを持つており、c点
から、制御回路9が働くa点までの間(すなわち
前記Iの時間)、空気温度Tはさらに減少し、設
定温度Toよりもかなり低くなる。そして、a点
で制御回路9が働き、クラツチ7が切れると、圧
縮機1は停止し膨張弁4が閉じ蒸発器5の液冷媒
の供給が止まる。すると、蒸発器5内圧力PLが
上昇し、冷媒の過熱域が増加するため、蒸発器5
の有効伝熱面積が減少する。その結果、蒸発器5
直後の空気温度Tが急上昇することになり、d点
で設定温度To以上になる。しかし上記と同様の
理由により、温度感知器6の時間的遅れ(の時
間)があるため、制御回路9が作動するb点まで
空気温度Tが上昇し続ける。b点で制御回路9が
作動し、クラツチ7が再び接続され、圧縮機1が
動き始め、以後上記動作を繰り返すことになる。 A conventionally well-known automobile air conditioner has a vapor compression refrigeration cycle consisting of a compressor 1, a condenser 2, a receiver 3, an expansion valve 4, and an evaporator 5, as shown in FIG. Since it is driven by the automobile engine (not shown) through the clutch 7, as the engine speed increases, the compressor speed will increase. Therefore, when the compressor rotational speed increases or the cooling load decreases due to a drop in outside temperature, etc., the fin temperature of the evaporator 5, that is, the evaporation temperature of the refrigerant, decreases to below 0°C. If frost adheres to the fins or freezes, the amount of air blown by the blower 8 decreases, and the cooling capacity decreases. Therefore, in order to prevent this frosting phenomenon and control the temperature inside the vehicle, the air temperature immediately after the evaporator 5 is detected by a temperature sensor 6 such as a thermistor, and a control circuit 9 shown in FIG. 10
By opening and closing the contact 10a of the compressor 1, the electromagnetic clutch 7 of the compressor 1 is turned on and off, and by adjusting the operating time of the compressor 1, the evaporation temperature of the refrigerant is controlled, and the air temperature immediately after the evaporator is controlled. I'm trying to control it. However, in such a configuration, if the cooling load decreases or the rotational speed of the compressor 1 increases, the compression function becomes excessive, and the capacity of the refrigeration cycle exceeds the cooling load. , as shown in FIG. 3, the air temperature T immediately after the evaporator 5 decreases and becomes below the set temperature To at point c. However, due to its heat capacity, the temperature sensor 6 has a time delay as shown in I in FIG. 3 before the control circuit 9 is activated. During this period (i.e., time I), the air temperature T further decreases and becomes considerably lower than the set temperature To. Then, when the control circuit 9 operates at point a and the clutch 7 is disengaged, the compressor 1 is stopped, the expansion valve 4 is closed, and the supply of liquid refrigerant to the evaporator 5 is stopped. Then, the pressure inside the evaporator 5 increases, and the superheated region of the refrigerant increases.
The effective heat transfer area decreases. As a result, evaporator 5
Immediately after, the air temperature T rises rapidly and becomes equal to or higher than the set temperature To at point d. However, for the same reason as above, there is a time delay in the temperature sensor 6, so the air temperature T continues to rise until the point b where the control circuit 9 is activated. At point b, the control circuit 9 is activated, the clutch 7 is reconnected, the compressor 1 begins to operate, and the above operation is repeated thereafter.
ところが、上記のような動作を繰り返すため、
次のごとき問題点が発生する。 However, since the above operation is repeated,
The following problems occur.
(1) 圧縮機稼動時、圧縮機1は冷房能力に比べ能
力過剰となつているが、圧縮機停止時には蒸発
器5内部での液冷媒不足による過熱域増加のた
めの冷房能力低下があり、全体として無駄な動
力を消費していることになる。(1) When the compressor is operating, the compressor 1 has excess capacity compared to the cooling capacity, but when the compressor is stopped, the cooling capacity decreases due to an increase in the superheated region due to a shortage of liquid refrigerant inside the evaporator 5. Overall, power is wasted.
(2) 圧縮機1の断続運転により蒸発器吹出空気温
度が著しく変動し、冷房感が悪化する。(2) Due to the intermittent operation of the compressor 1, the temperature of the air blown from the evaporator fluctuates significantly, which worsens the feeling of cooling.
(3) クラツチ7が断続する時、クラツチ摩擦面に
働くトルク差が大きくクラツチの耐久性に悪影
響を及ぼす。(3) When the clutch 7 is disengaged, the difference in torque acting on the friction surface of the clutch is large, which adversely affects the durability of the clutch.
(4) クラツチ7が接続する時、エンジンに比較的
大きなトルクが加わるためシヨツク等により走
行フイーリングを悪くする。(4) When the clutch 7 is engaged, a relatively large torque is applied to the engine, which causes a shock, etc., which deteriorates the running feeling.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、容量可変部材を備えた圧縮機を用いることに
より、圧縮機の断続による空気温度の変動の防止
と、クラツチ等の耐久性の向上とを図ることがで
き、蒸発器の温度制御をスムーズに行なつて蒸発
器本体の例えば氷結等による冷房能力の低下を防
止できるとともに、エンジン回転数の変動に対し
ても高い応答性をもつて蒸発器の温度抑制を適切
に維持することができる自動車用冷凍サイクル制
御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention was made in view of the above problems, and by using a compressor equipped with a variable capacity member, it is possible to prevent fluctuations in air temperature due to intermittent operation of the compressor and to improve the durability of the clutch, etc. This makes it possible to smoothly control the temperature of the evaporator and prevent a decrease in cooling capacity due to freezing of the evaporator body, for example. An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle control device for an automobile that can appropriately maintain temperature control.
そして本発明では、上記目的を達成するため
に、
自動車エンジンにより駆動され、かつ吐出容量
を変化させる容量可変部材を内蔵する可変容量型
圧縮機と、
この圧縮機の吸入側に接続される蒸発器の直後
の空気温度または蒸発器表面温度を感知する温度
感知手段と、
自動車エンジンの回転数を検出する回転検出手
段と、
前記圧縮機の容量可変部材を駆動する駆動装置
と、
前記温度感知手段の検出信号を入力し、前記温
度感知手段による検出温度が、所定温度より低下
しないように前記圧縮機の容量可変部材を制御す
る制御手段と、
前記回転検出手段の検出信号を入力とし、エン
ジン回転数の増加量に応じて前記圧縮機の吐出容
量を減少させるように前記制御手段による前記容
量可変部材の制御を補正する補正手段とを備える
という技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a variable capacity compressor that is driven by an automobile engine and includes a variable capacity member that changes the discharge capacity, and an evaporator that is connected to the suction side of this compressor. a temperature sensing means for sensing the air temperature or evaporator surface temperature immediately after the temperature sensing means; a rotation sensing means for sensing the rotational speed of the automobile engine; a driving device for driving the variable capacity member of the compressor; control means that inputs a detection signal and controls a variable capacity member of the compressor so that the temperature detected by the temperature sensing means does not fall below a predetermined temperature; and a correction means for correcting the control of the variable capacity member by the control means so as to reduce the discharge capacity of the compressor in accordance with the amount of increase in the displacement.
このような本発明の構成によると、温度感知手
段と制御手段とにより、蒸発器の直後の空気温度
または蒸発器表面温度が所定温度より低下しない
ように圧縮機の吐出容量が制御され、この蒸発器
の例えば凍結等が防止される。 According to the configuration of the present invention, the temperature sensing means and the control means control the discharge capacity of the compressor so that the temperature of the air immediately after the evaporator or the surface temperature of the evaporator does not fall below a predetermined temperature. For example, freezing of the container is prevented.
一方、回転検出手段と補正手段とにより、エン
ジン回転数の増加量に応じて圧縮機の吐出容量を
減少させるように上記制御手段による吐出容量の
制御が補正される。このため、上記制御手段によ
る蒸発器の温度制御を維持したまま、エンジン回
転数の変化に伴なう吐出冷媒量の変化が抑制さ
れ、エンジン回転数の変化による圧縮機回転数の
変化によつて吐出冷媒量が変化し、蒸発器の温度
が変化することが防止される。従つて、蒸発器の
温度を変動させる要因であるエンジン回転数に応
じた補正が行なわれるので、エンジン回転数の変
動に対しても高い応答性をもつて蒸発器の温度制
御が維持される。 On the other hand, the rotation detection means and the correction means correct the control of the discharge capacity by the control means so as to reduce the discharge capacity of the compressor in accordance with the amount of increase in the engine speed. Therefore, while maintaining the temperature control of the evaporator by the control means, changes in the amount of refrigerant discharged due to changes in the engine speed are suppressed, and changes in the compressor speed due to changes in the engine speed are suppressed. This prevents the amount of refrigerant discharged from changing and the temperature of the evaporator from changing. Therefore, since correction is performed according to the engine speed, which is a factor that changes the temperature of the evaporator, the temperature control of the evaporator is maintained with high responsiveness even to fluctuations in the engine speed.
以下本発明を図に示す実施例について説明す
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4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が設けられている。通風
ケーシング11の一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、他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を介して自動
車エンジンにより駆動される。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の入口側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、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
シヨメータよりなる。25は圧縮機12を駆動す
る自動車エンジンの回転数を検出する回転検出器
で、その入力端子25aにはエンジン回転数に対
応した周波数のパルス信号例えば点火コイル一次
側回路のパルス信号が印加されるようになつてい
る。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. Since the refrigeration cycle in the apparatus of the present invention may be the same as that shown in FIG. 1, the explanation will be omitted. FIG. 4 schematically shows the entire control system of the device of the present invention. Reference numeral 11 is a resin ventilation casing of an automotive air conditioner, and inside it is the evaporator 5 shown in FIG. 1 and a motor-driven blower. 8 is provided. One end of the ventilation casing 11 communicates with an inside air inlet and an outside air inlet through an outside/outside air switching box (not shown), and the other end communicates with an air outlet (an upper cooling air outlet) into the vehicle interior through a heater unit (not shown). , lower air outlet for heating, etc.). A compressor 12 is connected to the outlet side refrigerant circuit of the evaporator 5,
This compressor 12 is driven by an automobile engine via an electromagnetic clutch 13. Further, the compressor 12 is configured as a variable capacity type having a built-in capacity variable member for varying the discharge capacity, as will be described later. 14 is a temperature sensor consisting of a thermistor for sensing the air temperature immediately after the evaporator 5; 23 is a temperature sensor consisting of a thermistor for sensing the air temperature on the inlet side of the evaporator 5; 24 is a temperature sensor for the compressor 12; This is a position detection device that detects the position of the built-in variable capacitance member, and consists of a potentiometer that is linked to the movement of the variable capacitance member. A rotation detector 25 detects the rotation speed of the automobile engine that drives the compressor 12, and a pulse signal of a frequency corresponding to the engine rotation speed, for example, a pulse signal of the ignition coil primary circuit, is applied to its input terminal 25a. It's becoming like that.
一方、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
14,15,23,24,25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に回転検出器25の出力を加
え、この接続点Aの電位が制御回路16に入力さ
れるようになつている。17は前記圧縮機12内
の容量可変部材を駆動するためのサーボモータ
で、制御回路16の出力によつて制御される。1
8はサーボモータ15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。19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。20は制御回路で、エンジン回転
数、外気温等を感知し、これらの低下によつてリ
レー接点19を開にするものである。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。 On the other hand, 15 is a setting resistor that determines the control value of the air temperature immediately after the evaporator, and 16 is a control circuit to which signals from the above-mentioned elements 14, 15, 23, 24, and 25 are input. That is, the element 14,
23 and 24 are connected in series, the output of the rotation detector 25 is added to a connection point A between this series circuit and the setting resistor 15, and the potential at this connection point A is input to the control circuit 16. Reference numeral 17 denotes a servo motor for driving the variable capacity member within the compressor 12, which is controlled by the output of the control circuit 16. 1
8 converts the driving torque of the servo motor 15 to the compressor 12.
This is a worm gear for transmitting power to the variable capacity member. Reference numeral 19 denotes a relay contact for on/off operation of the compressor 12, which is used to turn off/on energization of the electromagnetic clutch 13. Reference numeral 20 denotes a control circuit that senses the engine speed, outside temperature, etc., and opens the relay contact 19 when these decrease. 21 is an operating switch for the air conditioner, and 22 is an on-vehicle power battery.
第5図は制御回路16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163により自由に調整できる。第1の比較器
161の出力161aによつてトランジスタ16
4a,164bがオンオフされ、第2の比較器1
62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。 FIG. 5 shows a specific example of the control circuit 16, which has two comparators 161 and 162 that receive as input the potential at the connection point A between the setting resistor 15 and the series circuit. Reference potential V 1 of comparator 161
is set higher than the reference potential V 2 of the second comparator 162. The difference between the reference potentials V 1 and V 2 can be freely adjusted using the variable resistor 163. The output 161a of the first comparator 161 causes the transistor 16
4a and 164b are turned on and off, and the second comparator 1
Transistor 165 by output 162a of 62
is turned on and off. 166 to 171 are transistors for driving the servo motor 17.
回転検出器25には周波数−電圧(F−V)変
換回路25bが備えられており、その出力電圧は
第6図aに示すようにエンジン回転数の上昇に伴
なつて低下するように構成されている。この周波
数−電圧変換回路25bの出力電圧は演算増幅器
25cとトランジスタ25dと抵抗25eとダイ
オード25fとからなる電圧−電流変換回路によ
つてトランジスタ25dのコレクタ電流の大きさ
に変換される。すなわち、演算増幅器25cは前
記回路25bの出力電圧とトランジスタ25dの
エミツタ電位とが等しくなるように作用するの
で、トランジスタ25dのコレクタ電流はエンジ
ン回転数が低い程大きく、エンジン回転数の上昇
に伴なつて減少するようになつている。 The rotation detector 25 is equipped with a frequency-voltage (F-V) conversion circuit 25b, and its output voltage is configured to decrease as the engine rotation speed increases, as shown in FIG. 6a. ing. The output voltage of the frequency-voltage conversion circuit 25b is converted into the magnitude of the collector current of the transistor 25d by a voltage-current conversion circuit consisting of an operational amplifier 25c, a transistor 25d, a resistor 25e, and a diode 25f. That is, since the operational amplifier 25c acts so that the output voltage of the circuit 25b and the emitter potential of the transistor 25d become equal, the collector current of the transistor 25d increases as the engine speed decreases, and increases as the engine speed increases. It is starting to decline.
第6図bは制御回路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のポテンシヨメータ抵
抗値R24の直列総抵抗Rs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、回転検出器25の出力
はエンジン回転数の変動による圧縮機容量の変化
を補正するものである。いま、説明の便宜上、回
転検出器25の出力による補正量を無視して説明
すると、第1の比較器161は前記直列総抵抗
Rsが設定抵抗15の抵抗値R15より可変抵抗16
3の抵抗値R163だけ大きくなるし、つまりRs>
R15+R163になると、その出力161aが“Lo”
レベルより“Hi”レベルとなり、逆にRsがR15+
R163より一定値Rcだけ小さくなると、つまりRs
<(R15+R163)−Rc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。 FIG. 6b shows the operating characteristics of the control circuit 16. The control circuit 16 is configured to control the thermistor resistance value R14 of the temperature sensor 14, the thermistor resistance value R23 of the temperature sensor 23, and the potentiometer of the position detection device 24. Meter resistance value R Total series resistance of 24 Rs Resistance value of setting resistor 15
The rotation of the servo motor 17 is controlled to be balanced with R15 , and the output of the rotation detector 25 is used to correct changes in compressor capacity due to fluctuations in engine speed. Now, for convenience of explanation, the amount of correction by the output of the rotation detector 25 will be ignored. The first comparator 161
Rs is the resistance value of the setting resistor 15. From R 15 , the variable resistor 16
The resistance value of 3 increases by R 163 , that is, Rs>
When R 15 + R 163 , the output 161a becomes “Lo”
level becomes “Hi” level, and conversely Rs becomes R 15 +
When R is smaller than 163 by a certain value Rc, that is, Rs
<(R 15 + R 163 )−Rc, the output 161a
is now returning to the "Lo" level rather than the "Hi" level.
一方、第2の比較器162はRs=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RsがR15より一定値Rcだけ小さ
くなると、つまりRs<R15−Rc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。Rc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。 On the other hand, the output 162a of the second comparator 162 changes from the "Lo" level to the "Hi" level when Rs= R15 , and conversely, when Rs becomes smaller than R15 by the constant value Rc, that is, Rs< R15 . -Rc, the output 162a returns from the "Hi" level to the "Lo" level. Rc is a constant resistance value width due to the hysteresis characteristics of the first and second comparators 161 and 162.
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。 Next, the configuration and operation of the variable displacement compressor 12 according to the present invention will be described in detail.
第7図ないし第9図において、101はシヤフ
トであり、その左端側は第4図図示の電磁クラツ
チ13および図示しないVベルトを介して駆動源
をなす自動車用エンジンに連結し、エンジンの駆
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1
01と一体に回転する斜板であり、この斜板10
2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8図および
第9図に示すようにシリンダ部107は5ケ所1
07a,107b,107c,107d,107
e形成されており、最下方のシリンダ部107c
と107d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9
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
てエバポレータ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111,113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9図)に通
じている。115,116はバルブプレート11
1,112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104と対向する位置には図示しないU字形の
切欠きを設け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10
9,110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10
8内を通るようになつている。 In FIGS. 7 to 9, 101 is a shaft, the left end of which is connected to an automobile engine serving as a drive source via an electromagnetic clutch 13 shown in FIG. It is rotated by 102 is fixed to the shaft 101 with a key, and the shaft 1
This is a swash plate that rotates together with the swash plate 10.
The rotation of No. 2 is caused by the piston 104 via the shoe 103.
make a reciprocating motion. Housings 105 and 106 have a cylinder portion 107 that supports the reciprocating motion of the piston 104, and are divided into two parts, front and rear, and die-cast from aluminum or the like.
108 is a suction passage chamber formed within the housings 105 and 106. As shown in FIGS. 8 and 9, the cylinder portion 107 is provided at five locations 1
07a, 107b, 107c, 107d, 107
e is formed, and the lowermost cylinder portion 107c
There is a gap of 88° only between and 107d,
The spacing between the other cylinder parts is 68°. Further, the suction passage chamber 108 is located in the ninth
As shown in the figure, it is formed between each cylinder part 107, and all of these suction passage chambers 108 are connected to one refrigerant inlet (not shown), and communicate with the refrigerant circuit on the outlet side of the evaporator 5 through this inlet. There is. Reference numerals 109 and 110 denote side housings, which are disposed outside the housings 105 and 106 with valve plates 111 and 113 sandwiched between them.
A suction chamber 113 is formed in a portion of the side housings 109 and 110 that directly communicate with each other through a suction side communication hole (not shown).
A discharge chamber 114 is formed on the inner periphery of the suction chamber 113 at a position facing the piston 104 . This discharge chamber 114 is connected to the valve plates 111 and 112.
The housing 10 is connected to the housing 10 through a discharge side communication hole (not shown).
It communicates with the discharge passage chamber 114a (FIG. 9) of No. 5,106. 115, 116 are valve plates 11
1,112 and the housings 105, 106. A U-shaped elastic metal plate (not shown) is located at a position facing the piston 104 of the elastic metal plate 115, 116, and is made of an elastic metal such as spring steel. A notch is provided to form a suction valve. In addition, the housings 105 and 106, the side housing 10
9, 110 and the valve plates 111, 112 are integrally connected by a through bolt 117, and the through bolt 117 is connected to the suction passage chamber 10 in the housings 105, 106 to facilitate assembly.
It is designed to pass through 8.
118,119は通常のニードルベアリングを
用いたラジカ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れてシヤ
フト101を回転自在に保持するものである。1
20,121はスライドベアリングであり、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を往復連動させるとき受ける反力を支持する
ものである。 118 and 119 are radical bearings using normal needle bearings, and the housing 1
An outer race is fixed to 05 and 106 to rotatably hold the shaft 101. 1
Reference numerals 20 and 121 denote slide bearings, which are located between the center portions of the housings 105 and 106 and the swash plate 102, so that the force applied in the thrust direction (axial direction) of the swash plate 102, that is, the swash plate 102
This supports the reaction force received when 04 is moved back and forth.
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。 122 is a shaft seal, and the side housing 1 is located on the drive source side (in other words, on the electromagnetic clutch 13 side) among the side housings 109 and 110.
09 and the shaft 101 to maintain airtightness so that the refrigerant gas and lubricating oil inside the compressor do not leak to the outside.
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。サードモータ17のウオームギヤ18
は第8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側
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。1
29,130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。 Reference numeral 123 denotes a holder for the servo motor 17, which is fixed to the rear side housing 110 with screws 124. Worm gear 18 of third motor 17
is connected to an operating shaft 126 by a worm gear 125, as shown in FIG. This operating shaft 1
26 utilizes the space on the lowermost cylinder portions 107c and 107d to attach the valve plate 11 on the rear side.
Spur gears 127 and 128 are disposed between the valve plate 111 and the valve plate 111 on the front side, and are attached to portions of the operating shaft 126 adjacent to the valve plates 111 and 112, respectively. 1
Reference numerals 29 and 130 are annular variable rings that constitute variable capacity members, and this variable ring 12
9,130 is housing 105,106,
It is disposed in a cylindrical space provided on the outer periphery of the cylinder portion 107 so as to be concentric with the compressor drive shaft 101 . The rotational force of the operating shaft 126 is applied to the variable rings 129, 130 through the spur gears 127, 128.
The rotation is transmitted through teeth 129a, 130a provided on the inner periphery of the variable rings 129, 130.
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、及び可変リング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105,10
6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。 Two bypass holes 131a and 131b are provided in the wall surface of each cylinder portion 107 at positions closest to the variable rings 129 and 130, and these bypass holes 131a and 131b are located on the inner periphery of the variable rings 129 and 130. Bypass grooves 132a and 132b provided in the circumferential direction on the surface, bypass grooves 133 arranged in parallel to the shaft 101 in the variable rings 129 and 130, and the variable ring 12
The inner circumferential surfaces of the housings 9 and 130 communicate with a bypass port 135 formed in the housings 105 and 106 through a bypass groove provided all around the center side of the compressor. This bypass port 135 is connected to the housing 105, 10
It is formed so as to be electrically connected to the suction passage chamber 108 provided in 6.
本実施例においては、シリンダ107壁面にあ
げられたバイパス孔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10,11図参照)。 In this embodiment, the bypass holes 131a and 131b raised in the wall surface of the cylinder 107 are arranged at positions that divide the cylinder volume into three equal parts, and either only the port 131b on the center side of the compressor, or both the ports 131a , 131b are arranged to face the bypass grooves 132a, 132b in accordance with the rotation angle of the variable rings 129, 130 (see FIGS. 10 and 11).
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12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133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105,106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107e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108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1
31bのみがバイパス溝132b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13図のように
なり、最大容積Vmaxと1/3Vmax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。 Further, the bypass grooves 132a, 132b are connected to the five cylinders 107a, 107b, 107c, 107.
d and 107e, respectively, as shown in FIG.
The cylinders 10 are provided with different lengths in the circumferential direction of the cylinders 30 and communicate with the suction passage chamber 108 according to the rotation angle of the variable rings 129 and 130.
It has been devised so that the number of 7s is different. That is,
In the case of this embodiment, when the rotation angle is 0°, all the bypass holes 131a and 131b (20 holes in total) are located so as to directly oppose the bypass grooves 133 of the variable rings 129 and 130, and the bypass grooves 133, It is connected to the suction passage chamber 108 via the bypass groove 134 and the bypass ports 135 of the housings 105 and 106, and the cylinder volume that performs the net compression work is minimized. When the rotation angle is 4 degrees, only the bypass hole 131a provided in the cylinder 107e is not in communication with the bypass groove 132a, and the remaining bypass holes 131a and 131b are both in communication with the suction passage chamber 108. ing. Thereafter, as the rotation angle increases by 4 degrees such as 8 degrees, 12 degrees, ..., the number of bypass holes that do not communicate with the suction passage chamber 108 increases one by one, and when the rotation angle is 36 degrees, the cylinder Bypass hole 1 provided in 107a
Only the bypass holes 131b are in communication with the suction passage chamber 108 via the bypass groove 132b, and the others are not in communication. When the rotation angle reaches 40 degrees, all the bypass holes 131a and 131b are closed, and due to compression work. The cylinder volume of is maximum. The relationship between the rotation angle of the variable rings 129 and 130 and the cylinder volume that performs net compression work is shown in Figure 13, and the cylinder volume is changed over 10 stages between the maximum volume Vmax and 1/3 Vmax. can be precisely controlled.
なお、上記可変リング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241
と歯合するようになつており、作動軸126(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2
43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110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等は防塵のため図示しないカバーで覆わ
れている。 Note that the rotational positions of the variable rings 129 and 130 can be detected as electrical signals by potentiometers of the position detection device 24.
That is, the worm gear 125 formed on the end surface of the operating shaft 126 is connected to the operating gear 241 of the position detection device 24.
The resistance value of the potentiometer of the position detection device 24 is varied according to the rotation of the operating shaft 126 (worm gear 125), and as a result, the resistance value of the potentiometer of the position detection device 24 is varied according to the position of the variable rings 129, 130. A fixed electrical signal is output. The position detection device 24 is attached to the side housing 110 by a screw 2 through a stay 242 formed on the side surface thereof.
43. Note that storage grooves are formed in the side housing 110 at the portion where the position detection device 24 is held and the portion where the servo motor 17 described above is held, so that the servo motor 17, the position detection device 24, etc. In addition to ensuring more secure holding, the servo motor 17 and the like are prevented from protruding too much from the surface of the side housing 110. Although not shown, the servo motor 17, worm gears 18, 125, position detection device 24, etc. are covered with a cover (not shown) to prevent dust.
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101および斜板102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10
5,106に設けられた図示しない導入口より吸
入通路室108へ導入され、バルブプレート11
1,112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内を往復連動するピスト
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115,116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109,1
10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1
14aへ流入し、その後ピストン104の圧縮行
程で高温・高圧になつた冷媒ガスはハウジング1
05,106の図示しない吐出口より凝縮器2へ
送られる。 Next, to explain the operation of only the swash plate compressor 12, when the electromagnetic clutch 13 is connected and the shaft 101 and the swash plate 102 begin to rotate, the refrigerant gas vaporized in the evaporator 5 is transferred to the housing 10.
It is introduced into the suction passage chamber 108 through an inlet (not shown) provided in the valve plate 11.
It flows into the suction chambers 113 of the front and rear side housings 109, 110 through suction side communication holes (not shown) No. 1,112. When the piston 104, which reciprocates in the cylinder portion 107 as the swash plate 102 rotates, enters the suction stroke, refrigerant gas is formed on the elastic metal plates 115, 116 from the suction ports in the valve plates 111, 112. The air is sucked into the cylinder portion 107 through the suction valve. Next, when the piston 104 moves to the compression stroke, the suction port is closed by the suction valve, the refrigerant gas in the cylinder portion 107 is compressed by the piston 104, and the refrigerant gas is compressed through the discharge ports of the valve plates 111, 112 and the discharge valve. (not shown) through the side housing 109,1
10 is discharged to the discharge chamber 114 in the housing 105, 106, and then the discharge passage chamber 1 in the housing 105, 106 is discharged again from the discharge side communication hole (not shown) of the valve plate 111, 112.
The refrigerant gas flows into the housing 14a and becomes high temperature and high pressure during the compression stroke of the piston 104.
The water is sent to the condenser 2 from unillustrated discharge ports 05 and 106.
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
には冷凍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20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、本発明の圧縮機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。 During the above operation, the rotational speed of the shaft 101 is varied according to the engine rotational speed, so the discharge capacity of the compressor 12 also increases or decreases depending on the engine rotational speed, and when the engine is at high rotational speed, etc. In this case, a situation may occur in which the discharge capacity of the compressor 20 becomes abnormally larger than the capacity required by the operating state of the refrigeration cycle. However, in the compressor 12 of the present invention, in such a state where the discharge capacity becomes excessive, the discharge capacity of the cylinder 107 is reduced to reduce the discharge capacity.
そこで、この圧縮機12の容量制御機構の作動
を以下説明する。蒸発器直後の空気温度は感知器
14によつて感知され、また蒸発器入口側の空気
温度は感知器23によつて感知されるが、蒸発器
5の吸込空気温度が上昇した冷房負荷が増大する
と、両感知器14,23の感知温度が上昇して両
感知器14,23のサーミスタ抵抗値R14、R23
が減少し、その結果前述のRs(=R14+R23+R24)
が設定抵抗15の抵抗値R15より減少し、第6図
bにおいてRsが(R15−Rc)より小さくなると
(Rs<R15−Rc)、第2の比較器162の出力16
2a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6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1
64bがオンしていたので、トランジスタ16
6,167,171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107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12
7、128、および可変リング129,130が
第9図の時計方向に回転するので、第12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が次第に増大し、またこのとき位置検出装置
24も可変リング129,130の回転と同時に
作動し、その抵抗値R24が増大し、その結果Rsが
設定抵抗15の抵抗値R15より大きくなると(Rs
>R15)、第2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16
1の出力161aはまだ“Lo”レベルであるの
で、トランジスタ166,167,171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129,130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。 Therefore, the operation of the capacity control mechanism of the compressor 12 will be explained below. The air temperature immediately after the evaporator is sensed by the sensor 14, and the air temperature at the evaporator inlet side is sensed by the sensor 23, but the cooling load increases due to the rise in the intake air temperature of the evaporator 5. Then, the sensing temperatures of both sensors 14 and 23 rise, and the thermistor resistance values R 14 and R 23 of both sensors 14 and 23 increase.
decreases, and as a result, the aforementioned Rs (=R 14 + R 23 + R 24 )
decreases from the resistance value R 15 of the setting resistor 15, and when Rs becomes smaller than (R 15 - Rc) in FIG. 6b (Rs<R 15 - Rc), the output 16 of the second comparator 162
2a is reversed from “Hi” level to “Lo” level,
Since transistor 165 is turned off, transistors 168, 169, and 170 are turned on. At this time, as can be seen from the characteristics in FIG. 6, the output 161a of the first comparator 161 is at "Lo" level,
Transistor 164a turns off and transistor 1
Since transistor 64b was on, transistor 16
6,167,171 are off. the result,
Current flows through the servo motor 17 through the emitter-collector of the transistor 107 and the collector-emitter of the transistor 169, and the servo motor 17 rotates in the forward direction.
7, 128, and variable rings 129, 130 rotate clockwise in FIG. 9, the rotation angle of variable rings 129, 130 defined in FIG. 12 increases, and the net cylinder volume increases. Therefore, the compression power increases and the air temperature immediately after the evaporator gradually decreases. As a result, the resistance value of the sensor 14
R14 gradually increases, and at this time, the position detection device 24 also operates simultaneously with the rotation of the variable rings 129, 130, its resistance value R24 increases, and as a result, Rs becomes larger than the resistance value R15 of the setting resistor 15 . (Rs.
>R 15 ), the output 162a of the second comparator 162 becomes "Hi" level, and the transistor 165 turns on, so the transistors 168, 169,
170 is turned off. At this time, the first comparator 16
Since the output 161a of the transistor 1 is still at the "Lo" level, the transistors 166, 167, and 171 continue to be in the off state. Therefore, the servo motor 17
The power is cut off, the servo motor 17 stops,
The positions of the variable rings 129 and 130 are maintained, and the compressor capacity is set according to the cooling load.
一方、冷房負荷の減少により蒸発器入口空気温
および蒸発器直後の空気温度が低下して、感知器
14,23のサーミスタ抵抗値R14、R23が増大
し、Rsが設定抵抗15の抵抗値R15と可変抵抗1
63の抵抗値R163の和より大きくなると、すなわ
ちRs>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
166,167,171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167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125、作動軸
126、平歯車127,128、可変リング12
9,130が第9図の反時計方向へ回転し、第1
2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、蒸発器直後の空気温
度が上昇して感知器14の抵抗値R14が減少し、
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Rsが(R15+
R163)−Rcより減少すると、すなわちRs<(R15+
R163)−Rc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164b
がオンし、トランジスタ166,167,171
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。 On the other hand, due to the decrease in the cooling load, the air temperature at the inlet of the evaporator and the air temperature immediately after the evaporator decrease, and the thermistor resistance values R 14 and R 23 of the sensors 14 and 23 increase, and Rs becomes the resistance value of the setting resistor 15. R 15 and variable resistor 1
When the resistance value R 163 of 63 becomes larger than the sum of R 163, that is, when Rs>R 15 + R 163 , the first comparator 161
The output 161a changes from the "Lo" level to the "Hi" level, turning on the transistor 164a and turning off the transistor 164b, turning on the transistors 166, 167, and 171. As a result, a current in the opposite direction flows through the servo motor 17 through the emitter and collector of the transistor 171 and the collector and emitter of the transistor 167, causing the servo motor 17 to rotate in the opposite direction, and passing through the worm gear 18 to the worm gear 125, Operating shaft 126, spur gears 127, 128, variable ring 12
9,130 rotates counterclockwise in FIG.
Since the variable ring rotation angle in Figure 2 is reduced, the compressor capacity is reduced. As a result, the air temperature immediately after the evaporator increases, and the resistance value R14 of the sensor 14 decreases.
At this time, the position detection device 24 is also activated and its resistance value R 24 decreases, resulting in Rs becoming (R 15 +
R 163 ) − Rc, that is, Rs < (R 15 +
R163 ) - Rc, the output 161a of the first comparator 161 becomes "Lo" level, and the transistor 164a turns off, so the transistor 164b
turns on, transistors 166, 167, 171
is turned off, the servo motor 17 stops again, and the positions of the variable rings 129 and 130 are maintained.
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。 In the above operation, the position detection device 24 constantly detects the rotational position of the variable rings 129, 130 and provides negative feedback to the input side of the control circuit 16, thereby preventing excessive rotation of the variable rings 129, 130. , servo motor 17, variable ring 129,
Prevents 130 hunting. Moreover, this also makes it possible to minimize overshoot and undershoot in evaporator temperature control.
また、蒸発器直後の空気温度を制御するに当つ
て、蒸発器直後の空気温度以外に冷房負荷を示す
蒸発器入口側の空気温度をも感知しているため、
冷房負荷の変動に対応して圧縮機12の容量制御
を行つて、蒸発器温度制御をより一層安定に適確
に行うことができる。 In addition, in controlling the air temperature immediately after the evaporator, in addition to the air temperature immediately after the evaporator, the air temperature on the evaporator inlet side, which indicates the cooling load, is also sensed.
By controlling the capacity of the compressor 12 in response to fluctuations in the cooling load, the evaporator temperature can be controlled more stably and accurately.
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し、これにより冷凍サイクル
の冷媒流量の変動が生ずることになる。そこで、
本発明ではこの点に鑑み、エンジン回転数を回転
検出器25にて検出し、この回転検出器25の出
力信号を制御回路16に入力することにより、エ
ンジン回転数の変動にも対応して圧縮機容量を制
御できる。つまり、回転検出器25の出力電流は
前述したようにエンジン回転数が低いほど増加
し、エンジン回転数が高くなるにつれて減少する
ようになつているので、エンジン回転数が低下す
ればA点の電位が低下し(これはRsが減少した
場合と実質的に同じ)、圧縮機容量が増加する。
逆に、エンジン回転数が増加すれば、A点の電位
が上昇し(これはRsが増大した場合と実質的に
同じ)、圧縮機容量が減少する。このように、エ
ンジン回転数に対応した圧縮機容量を設定するこ
とにより、圧縮機容量の制御が更に安定して、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。 On the other hand, in an automobile air conditioner, the compressor 12
Because it is driven by a car engine,
The rotational speed of the compressor 12 changes significantly as the driving conditions of the vehicle change, which causes a change in the refrigerant flow rate of the refrigeration cycle. Therefore,
In view of this point, the present invention detects the engine rotation speed with the rotation detector 25, and inputs the output signal of this rotation detector 25 to the control circuit 16, thereby compressing the engine speed in response to fluctuations in the engine rotation speed. Machine capacity can be controlled. In other words, as mentioned above, the output current of the rotation detector 25 increases as the engine rotation speed decreases, and decreases as the engine rotation speed increases, so if the engine rotation speed decreases, the potential at point A decreases (which is essentially the same as if Rs decreases) and the compressor capacity increases.
Conversely, if the engine speed increases, the potential at point A increases (this is substantially the same as when Rs increases), and the compressor capacity decreases. In this way, by setting the compressor capacity in accordance with the engine speed, the control of the compressor capacity becomes more stable, eliminating the need to frequently move the rotational positions of the variable rings 129 and 130, and improving the evaporator's performance. Temperature control can be performed smoothly.
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6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。 As described above, the compressor capacity is automatically controlled according to the operating status of the air conditioner, and is set to the optimal compressor capacity at that time. And sensor 1
4 is within the set temperature range (in the characteristic diagram of FIG. 6, the resistance value range of R163 ), the servo motor 17 is deenergized and
9,130 is maintained, and the compressor 12 continues to operate at a predetermined capacity.
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。 When controlling the air temperature immediately after the evaporator to prevent frost in the evaporator 5, the compressor capacity may be controlled so that the air temperature falls within the range of, for example, 3°C to 5°C.
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。 As mentioned above, by setting a range in the set temperature and stopping the servo motor 17 while the air temperature immediately after the evaporator is within the set temperature range, it is possible to avoid severe fluctuations in cooling load and engine speed. However, since the operating time of the servo motor 17 can be reduced and its durability improved, and the set temperature range can be arbitrarily selected using the variable resistor 163, stable control can be achieved by changing the set range according to the degree of load fluctuation, etc. can be done.
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。 In addition, as mentioned above, temperature control is performed by finely variable control of the compressor capacity, so
The compressor 12 can be kept rotating without disconnecting the electromagnetic clutch 13 in a wide range of operating conditions of the air conditioner, and as a result, the clutch 13 and the compressor 1 can be kept rotating without disconnecting the electromagnetic clutch 13.
It is possible to prevent deterioration of durability and deterioration of running feeling as described in No. 2. Moreover, the electromagnetic clutch 1
It is possible to prevent the deterioration of the feeling of cooling caused by the delay in the intermittent operation of the compressor 12, and at the same time, there is no need to rotate the compressor 12 unnecessarily while maintaining its high capacity, resulting in overall power savings. Furthermore, in conventional cooling capacity control that intermittents the compressor, when the compressor is stopped, the inside of the evaporator 5 immediately becomes overheated, and even when the compressor is started again, the evaporator 5 remains in the overheated region until the overheated region is removed. During this time, the power to operate the compressor was essentially wasted, but with a system that controls the cooling capacity without stopping the compressor, as in the conventional method, the evaporation Since the compressor is not overheated, the compressor is not operated unnecessarily as described above.
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。 In addition, in the above-mentioned embodiment, the bypass holes 131a and 131b of the cylinder 107 are connected to the bypass groove 132.
a, 132b, 133, 134, etc., but the communication destination may be any space as long as the pressure is lower than the internal pressure of the cylinder 107, in other words, the space where the internal pressure is the suction pressure. ,
Depending on the shape of the compressor, this communication destination may be connected to the suction chamber 1.
13, the crank chamber (rotation space of the swash plate 2), or another cylinder 107 in the suction stroke.
また、上記実施例では10気筒の斜板式圧縮機を
用いているが複数の気筒数を有する斜板式圧縮機
ならば、いずれを使用し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101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。 Further, in the above embodiment, a 10-cylinder swash plate compressor is used, but it goes without saying that any swash plate compressor having a plurality of cylinders may be used. Further, in the above embodiment, the variable ring 129,
130 is disposed in the cylindrical space on the outer periphery of the housings 105 and 106, but it goes without saying that it may also be disposed between the compressor drive shaft 101 and each cylinder 107.
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、ベーン型等の他
の型式のものを使用することができる。 Further, as long as the compressor 12 is of a variable capacity type, it is not limited to the swash plate type, and other types such as a vane type can be used.
また、容量可変部材は可変リング129,13
0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。 In addition, the variable capacity members are variable rings 129, 13.
The configuration is not limited to 0, and can be changed to various configurations depending on the type of compressor, etc.
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合せ
等を用いることもできる。 In addition to the servo motor 17, a combination of a negative pressure diaphragm mechanism and a link mechanism may be used as the drive device.
また、蒸発器5の冷却度合を検出するために前
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。 In addition, in the above example, the air temperature immediately after the evaporator was detected in order to detect the degree of cooling of the evaporator 5.
In addition to this, the evaporator surface temperature may also be detected.
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
行うことができる。 In addition, a setting resistor 15 is provided on the control panel of the air conditioner so that the user can manually operate the setting resistor 15.
If the user is allowed to freely set the resistance value R 15 of 5, the room temperature can be controlled by controlling the capacity of the compressor.
上述したごとく本発明によれば、蒸発器直後の
空気温度あるいは蒸発器表面温度を感知し、この
温度が所定温度より低下しないように可変容量型
圧縮機の吐出容量を制御するとともに、可変容量
型圧縮機を駆動する自動車エンジンの回転数を感
知し、この回転数に応じて、上記の蒸発器温度に
応じた吐出容量の制御を補正しているから、圧縮
機の断続使用による耐久性の低下や空気温変動に
よる冷房感の悪化を防止できるとともに、圧縮機
の消費動力を低減することかできる。 As described above, according to the present invention, the air temperature immediately after the evaporator or the evaporator surface temperature is sensed, and the discharge capacity of the variable displacement compressor is controlled so that this temperature does not fall below a predetermined temperature. Since the rotation speed of the automobile engine that drives the compressor is sensed and the control of the discharge capacity according to the evaporator temperature is corrected according to this rotation speed, durability decreases due to intermittent use of the compressor. It is possible to prevent the feeling of cooling from deteriorating due to air temperature fluctuations and to reduce the power consumption of the compressor.
さらに、蒸発器の温度制御をスムーズに行な
い、蒸発器本体の例えば氷結等による冷房能力の
低下を防止できるとともに、この蒸発器温度の変
動要因となるエンジン回転数の変動に対しても高
い応答性をもつて上記の蒸発器の温度制御を維持
することができる。 In addition, the temperature of the evaporator can be controlled smoothly to prevent the cooling capacity from decreasing due to freezing of the evaporator body, and it is also highly responsive to changes in engine speed, which is a factor in changing the evaporator temperature. The above temperature control of the evaporator can be maintained with
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図は第1図図示装置の能力制御回
路を示す電気回路図、第3図は従来周知の能力制
御方法による蒸発器内冷媒圧力と、蒸発器直後の
空気温度の変化を示す特性図、第4図は本発明装
置の全体制御系統を示す構成図、第5図は本発明
装置の制御回路16の具体的構成を例示する電気
回路図、第6図aは第5図に示す回路25bの出
力特性図、第6図bは第5図に示す比較器16
1,162の作動特性図、第7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8図のD
−D線に沿う形状で示す。第8図は同圧縮機の側
面図である。第9図は第7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10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11図
のB−B矢視断面図である。第11図は第10図
のC−C矢視断面図、第12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13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、24……位置検出器、25…
…回転検出器、129,130……容量可変部材
をなす可変リング。
Fig. 1 is a refrigeration cycle diagram of a conventionally well-known automobile air conditioner, Fig. 2 is an electric circuit diagram showing the capacity control circuit of the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a refrigerant in an evaporator using a conventionally well-known capacity control method. A characteristic diagram showing changes in pressure and air temperature immediately after the evaporator, FIG. 4 is a block diagram showing the overall control system of the device of the present invention, and FIG. 5 illustrates a specific configuration of the control circuit 16 of the device of the present invention. Electric circuit diagram, FIG. 6a is an output characteristic diagram of the circuit 25b shown in FIG. 5, and FIG. 6b is the comparator 16 shown in FIG.
1,162, FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of the compressor used in the present invention, and D in FIG.
- Shown as a shape along line D. FIG. 8 is a side view of the compressor. FIG. 9 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 7, showing the relationship between the bypass hole and the bypass groove of the variable ring. FIG. 10 is a diagram showing the positional relationship of the bypass grooves provided in the variable ring, and is a sectional view taken along the line BB in FIG. 11. Fig. 11 is a sectional view taken along the line C-C in Fig. 10, Fig. 12 is a sectional view showing the shape of the bypass groove corresponding to each cylinder, and Fig. 13 is the rotation angle of the variable ring and the net cylinder that performs compression work. It is an explanatory view showing the relationship with volume. 5... Evaporator, 8... Air blower, 11... Ventilation casing, 12... Compressor, 14, 23... Temperature sensor, 16... Control circuit, 17... Servo motor forming a drive device, 24... ...Position detector, 25...
...Rotation detector, 129, 130... Variable ring forming a variable capacity member.
Claims (1)
量を変化させる容量可変部材を内蔵する可変容量
型圧縮機と、 この圧縮機の吸入側に接続される蒸発器の直後
の空気温度または蒸発器表面温度を感知する温度
感知手段と、 自動車エンジンの回転数を検出する回転検出手
段と、 前記圧縮機の容量可変部材を駆動する駆動装置
と、 前記温度感知手段の検出信号を入力し、前記温
度感知手段による検出温度が、所定温度より低下
しないように前記圧縮機の容量可変部材を制御す
る制御手段と、 前記回転検出手段の検出信号を入力とし、エン
ジン回転数の増加量に応じて前記圧縮機の吐出容
量を減少させるように前記制御手段による前記容
量可変部材の制御を補正する補正手段と、 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。[Scope of Claims] 1. A variable capacity compressor that is driven by an automobile engine and has a built-in capacity variable member that changes the discharge capacity, and an air temperature or temperature sensing means for sensing the surface temperature of the evaporator; rotation detection means for detecting the number of rotations of the automobile engine; a drive device for driving the variable capacity member of the compressor; and inputting a detection signal of the temperature sensing means; A control means for controlling a capacity variable member of the compressor so that the temperature detected by the temperature sensing means does not fall below a predetermined temperature; A refrigeration cycle control device for an automobile, comprising: a correction means for correcting control of the variable capacity member by the control means so as to reduce a discharge capacity of the compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331341A JPS63173717A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Refrigeration cycle controller for automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331341A JPS63173717A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Refrigeration cycle controller for automobile |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56055265A Division JPS57169559A (en) | 1981-03-27 | 1981-04-13 | Refrigeration cycle controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63173717A JPS63173717A (en) | 1988-07-18 |
| JPH0150607B2 true JPH0150607B2 (en) | 1989-10-31 |
Family
ID=18242597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331341A Granted JPS63173717A (en) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | Refrigeration cycle controller for automobile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63173717A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6711906B2 (en) * | 2001-04-20 | 2004-03-30 | Hankison International | Variable evaporator control for a gas dryer |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316975A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Pick-up device in sheet feeder |
| JPS5316974A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Sludge hydroextracting device |
| JPS5316577A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-15 | Toshiba Corp | Electron beam exposure apparatus |
| US4102150A (en) * | 1976-11-01 | 1978-07-25 | Borg-Warner Corporation | Control system for refrigeration apparatus |
| JPS55138116U (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-02 |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62331341A patent/JPS63173717A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63173717A (en) | 1988-07-18 |
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