JPH0150607B2 - - Google Patents

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。

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P_L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。

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。

(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。

(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。

(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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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。