JPH02274612A - 自動車用空調装置の制御装置 - 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調装置の制御装置に関し、特に容量
可変型圧縮機の制御に用いられる制御御装置に関する。

（従来の技術） 従来、圧縮機として、クランク室に配設された斜板の回
転運動を揺動板の揺動運動に変換して、この揺動運動に
よって複数のピストンを往復動させて、流体（冷媒）の
圧縮を行うようにした斜板式圧縮機があり、さらに、ク
ランク室圧力を５！整して斜板の支軸に対する傾斜角を
変化させることによって、ビストンストロークを変化さ
せて、圧縮容量を変化させるようにした所謂容量可変型
斜板式圧縮機（以下単に容量可変型圧縮機と呼ぶ）が知
られている（例えば特開昭５８− １５８３８２号公報）。

この種の容量可変型圧縮機では、第１４図に月＼すよう
に蒸発圧力（／Ａ度）を冷媒流量の変化に関係なくほぼ
所定の値に維持するため、吸入圧力制御点は吐出圧力が
上昇するにつれて徐々に低下するようにしている。

つまり、従来の容量可変型１圧縮機では、第１４図に示
すように吐出圧力により吸入圧力制御点が一義的に決定
される。

（発明が解決しようとする課ｍ） ところで従来の容量可変型圧縮機においては、例えば、
低外気温の際、斜板傾斜角が小さくてよく、吐出圧力が
低下する。このため第１４図に示す特性から明らかなよ
うに吸入圧力制御点が上昇する。このため、除湿能力が
低下することになり車室窓ガラス内面の曇りを防止する
ことか困難となって、安全視界の確保を損なうという問
題点かある。

本発明の目的は、必要に応じて除湿能力を選択すること
のできる容量可変型圧縮機を提供することにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明によれば、最大圧縮容量と最小圧縮容量とで規定
される範囲で容量制御を行う容量可変型圧縮機、蒸発器
、及び凝縮器を備える自動車用空調装置に用いられ、前
記容量制御状態を解除する解除手段と、前記蒸発器の冷
却状態を示す状態量を検出する検出手段と、前記検出状
態量に応じて前記容量可変型圧縮機の運転及び停止を行
う第１の制御手段と、前記検出状態量に応じて前記解除
手段を制御する第２の制御手段と、前記検出状態量にか
かわらず前記第２の制御手段が前記解除手段を制御して
前記容量可変型圧縮機を最大圧縮容量状態とするための
起動手段とを釘することを特徴とする自動車用空調装置
の制御装置が得られる。

さらに、エンジンの回転数と外気温度とがそれぞれ予め
定められた設定値以下となると前記容量可変型圧縮機を
最大圧縮容量に制御する第３の制御手段を有することが
望ましい。

（実施例） 以下本発明について実施例によって説明する。

まず第１図を参照して、コンプレッサーハウジング１は
、円筒状のケーシング１１を有し、その一端がフロント
エンドプレート１２によって閉塞され、内部にクランク
室２が形成されている。さらに、コンプレッサーハウジ
ング１はシリンダブロック３を０１えており、シリンダ
ブロック３上には弁板１３を介して、シリンダヘッド１
４が取付けられ、シリンダヘッド１４には吸入室１５及
び吐出室１６が形成されている。クランク室２の内周面
にはフロントエンドプレート１２とシリンダブロック３
にその両端が固定された回転防止板１７が設けられてい
る。

回転主軸４は、前述したクランク室２内の中央に貫通延
在しており、フロントエンドプレート１２とシリンダブ
ロック３に各々ニードルベアリング４１と４２を介して
回転可能に枢支されている。

前述したクランク室２内に延在した回転支軸４にはロー
タ５がビン５１によって固着されている。

該ロータ５にはビン５２をＨするブラケット５３か形成
されており、該ビン５２を斜板６から伸びるアーム部６
１に形成された長孔６２にスライド１ｉＪ能に嵌入して
いる。

斜板６は、前述したように外周端近傍に形成したアーム
部６１に長孔６２を形成し、該長孔６２にビン５２を嵌
入するとともに内壁面が球面状に形成され回転主軸４に
摺動可能に取り付けられた球面ブツシュ２１に当接して
摺動可能となっている。

揺動板７は、外周端に突設したビン７１を回転防止板１
７に嵌合係止させることによって回転主軸４廻りの回転
が防止され、前記斜板６の軸受部６４にニードルベアリ
ング７２を介して嵌合するとともにニードルベアリング
７３を介して傾斜面６６上に配置されている。

更に、揺動板７の外周端には、後述するピストンロッド
３３の枢支部７４が凹設されている。

前述したシリンダブロック３には吐出容量制御手段８の
うち後述する圧力作動制御装置１０と、回転主軸４と略
弔行に配置されたシリンダ３１とが形成されている。

シリンダ３１の内部にはピストン３２が設けられ、各々
のピストン３２はピストンロッド３３を介して揺動板７
に連結されている。従って、回転主軸４が回転すると回
転止？ｄｌ　４とともにロータ５と斜板６が回転するが
揺動板７は、回転防止用ピン７１と回転防止板１７との
係合によって回転主軸４例りの回転が阻市されているた
め、揺動運動のみを行う。そして、この揺動板７の揺動
運動によりピストンロッド３３を介してピストン３２が
シリンダ３１内を滑動し往復運動を行う。このピストン
の往復運動によって吸入室１５と連通した吸入孔３４か
らシリンダ内に流体を吸入し、吐出口３５から逆止弁３
６を作動させて吐出室１６に流体を吐出する。

外部作動制御装置９は、クランク室２からシリンダブロ
ック３および弁板１３を貫通した貫通孔９１、その貫通
孔９１と連通ずるようにシリンダヘッド１４に設けた制
御室９２、この制８室９２と吸入室１５とを連通ずる孔
９３とで構成されたクランク室２と吸入室１５とを結ぶ
連通孔と、この連通孔を開閉するため制御室９２内に設
けたソレノイドバルブ９４とを有している。

ソレノイドバルブ９４は、外部動作信号の印加によって
動作し、非動作時にはその作動杆であるニードル９４ａ
が弁板１３に開けられた貫通孔９１を閉塞し、動作時に
は、ニードル９４ａが後退し、貫通孔９１と制御室９２
とを連通ずる。

圧力作動１り御装置１０は、クランク室２からシリンダ
ブロック３および弁板１３を貫通して吸入室１５に延び
るバイパス孔］−０１と、該バイパス孔の途中に設けた
感圧室１０２と、感圧室１０２内に配置されたベローズ
１０Ｂと有しており、ベローズ１０３は、バイパス孔の
うち、弁板１３に設けられた開口部１０１ａを開閉する
ニードル弁１０３ａを有している。

ベローズ１０３は周囲の圧力、従って、ここでは感圧室
内圧力従ってまたクランク室内圧力が一定値以上になる
と縮少し、ニードル弁１０３ａか後退して開口部１０１
ａを開き、クランク室２と吸入室１５とが連通される。

そしてクランク室内圧力が一定値以下になると、ベロー
ズが膨張し、ニードル弁１０３ａが開口部１０１ａを閉
じ、クランク室２と吸入室】５との連通が遮断される。

つまり、クランク室２と吸入室１５は異なる通路９１及
び１０１で連通可能となっており、通路９１及び１０１
はベローズ１０３の伸縮によって動作する圧力作動制御
装置１０と、ソレノイドバルブ９４への通電・非通電に
よって動作する外部動作信号Ｖｉ１９とによって開閉制
御される。

ソレノイドバルブ９４への通電が遮断された場合（ＯＦ
　Ｆｉｌ：態）、ニードル９４ａが貫通孔９１を閉塞す
るため、クランク室２と吸入室１５の連通は圧力作動制
御装置１０の開閉によって制御される。この場合、ベロ
ーズ１０３の動作特性から、クランク室内圧力が一定に
なるように圧力作動制御装置１０が動作する。吸入圧力
は蒸発器（図示せず）の熱負荷及び圧縮機回転数ととも
に変化するが、このクランク室圧力と吸入圧力との圧力
差か所定値になった時斜板６の角度変化が生じ、吐出容
量の制御が行われる。つまりソレノイドバルブ９４非通
電時では通常の吐出容量制御が可能となる。

またソレノイドバルブ９４へ通電された場合（ＯＮ状Ｂ
）ニードル９４ａが後退して貫通孔９１が開き、クラン
ク室２と吸入室１５は圧力作動制御装置１０の動作にか
かわらず、常時連通可能となる。この場合クランク室２
と吸入室１５との圧力差が無くなり、この結果斜板６の
傾きが最大となり、圧縮機は最大容量に維持される。第
２図も参照して、本発明に用いられる制御装置は、例え
ば、蒸発器出口側空気忍度を検知するサーミスタ２１０
と、除湿をしようとする場合に作動させるデミストスイ
ッチ２２０と、サーミスタ２１０の出力及びデミストス
イッチ２２０の作動に応じてマグネットクラッチ１５０
及びソレノイドバルブ９４の制御を行うコントローラ２
００を備えている。

ここで、第３図〜第６図を参照して本発明にかかる制御
装置の一実施例について説明する。

前述のように、コントローラ２００は蒸発器出口側空気
温度（以下出口温度という）に基づいてマグネットクラ
ッチ１５０とソレノイドバルブ９４を制御する。この場
合、マグネットクラッチ１５０は出口温度Ｔ１でオフ（
ＯＦＦ）され、出口温度Ｔ２でオン＜ＯＮ）される。一
方、ソレノイドバルブ９４は出口温度Ｔ、でＯＦＦされ
、出口温度Ｔ４でＯＮされる。なお、この場合、Ｔ、＜
Ｔ、＜Ｔ、＜’ｒ４である。

第４図に制御装置の制御回路の一例を示す。サーミスタ
２１０の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ１とで決まるＡ点及びＡ′点
の電位は蒸発器出口側空気温度を示している。また抵抗
Ｒ２と抵抗Ｒ５とで決まるＢ点の電位はマグネットクラ
ッチ１５０の０ＦＦ（オフ温度）Ｔ＋を設定しており、
復帰温度（オン温度）Ｔ２は抵抗Ｒ７で設定されている
。さらに抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５とで決まる０点の電位は、
ソレノイドバルブ９４のＯＦＦ点Ｔ、を設定しており、
復帰温度Ｔ４は抵抗Ｒ６で設定されている。

つまりＡ点電位とＢ点電位をオペアンプ２０１で比較し
、その判定結果によりＢ点電位を制御してトランジスタ
２０３に流れるベース電流を制御し、リレー２０５の接
点を開閉してマグネットクラッチ１５０の０Ｎ−ＯＦＦ
制御を行わせるものである。同様にして、Ａ′点電位と
Ｇ点電位をオペアンプ２０２で比較し、その判定結果に
よりＧ点電位を制御してトランジスタ２０４に流れるベ
ース電流を制御し、リレー２０６の接点を開閉してソレ
ノイドバルブ９４の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行わせるもので
ある。

デミストスイッチ２２０はその一端を抵抗Ｒ１１を介し
て電源側に、また他端はＧ点に接続されており、Ｇ点電
位の制御を行っている。つまり、デミストスイッチ２２
０の接点がＯＦＦの場合、Ｇ点電位は前述のＡ′点電位
の大小すなわち蒸発器出口側空気温度によってのみ制御
される。しかしデミストスイッチ２２０の接点がＯＮに
なるとＧ点電位は常時所要電位に維持され、トランジス
タ２０４が作動してリレー２０６の接点がＯＮとなり、
常時ソレノイドバルブ９４がＯＮとなる。その結果、デ
ミストスイッチ２００．がＯＮになると圧縮機は最大容
量運転となる。従って、通常の冷房あるいは温度５！Ｊ
節という場合には、デミストスイッチ２２０をＯＦＦと
することにより第５図に示す制御特性となる。一方、単
室窓ガラス内面が曇った場合など除湿を必要とするよう
な場合にはデミストスイッチ２２０をＯＮとすることに
より最大容量運転となり、この結果、第６図に示すよう
に固定容量圧縮機の場合と同様のクラッチサ・ｒクリン
グ制御となり、除湿能力が改善できる。

次に第７図に本発明の第２の実施例を示す。この第２の
実施例は、第４図に示す制御回路と比べて、Ｇ点に接続
するスイッチ２２１とタイマー回路が付加されている点
が異なる。

デミストスイッチ２２１はａ接点及びｂ接点をＵ−てお
り、ａ接点が開（ＯＦＦ）の時、ｂ接点は閉（ＯＮ）　
、逆にａ接点が閉（ＯＮ）の時はｂ接点は開（ＯＦＦ＞
となるものである。ａ接点はオペアンプ２０７とＧ点の
間に有り、オペアンプ２０７の出力によるＧ点電位の制
御を行っており、またｂ接点は１八尾位を決定している
コンデンサＣ５の充？［の制御を行っている。

オペアンプ２０７は抵抗Ｒ，，，Ｒ，６及びＲ１７で決
まるＨ点電位とコンデンサＣ１の充電あるいは放電状態
によって決まる１八尾位を比較判定し、その結果により
出力を制御するものである。

ｂ接点がＯＮの時、コンデンサＣＩの充電量は抵抗ＲＩ
９で決まり、Ｈ点電位が１八尾位より常に高（なるよう
にＲ１５＋　Ｒ１６＋　Ｒ１７及びＲ１，が設定される
。つまりｂ接点がＯＮの時、第８図（ａ）に示すように
オペアンプ２０７は所要電位を出力するように設定しで
ある。尚このａ接点はＯＦＦとなっているため、Ｇ点電
位はサーミスタ２１０の出力のみによって制御されてい
る。またこの状態でａ接点をＯＮするとオペアンプ２０
７の出力電位がＧ点に印加され、サーミスタ２１０の出
力にかかわらずソレノイドバルブ９４は常時ＯＮとなる
。すなわちソレノイドバルブ９４は常にａ接点と同期し
て動作するようになっている。この時同時にｂ接点がＯ
ＦＦするため、コンデンサＣ１はオペアンプ２０７の出
力電位で充電され、１へ尾位がＨ点電位に達するとオペ
アンプ２０７の出力が切替り、この時点からコンデンサ
ＣＩは放電を開始する。つまりオペアンプ２０７の出力
は第８図（ｂ）に示すように所要の時間間隔で出力が切
替り、これに同期してソレノイドバルブ９４が動作する
。

この結果第９図に示す制御特性が得られ、除湿能力を必
要とするデミストスイッチＯＮ直後には最大容量運転と
なり、その後は所定時間間隔で容量制御と最大容量を繰
り返すもので、第１の実施例に比べて、省動力性が向上
する。

次に第１０図に本発明の第３の実施例を示す。

この実施例では第１の実施例においてＧ点の電位をエン
ジン回転数及び外気温に連動して制御するようにしたも
のであり、エンジン回転数に連動するスイッチ部３０及
び外気温に連動するスイッチ部４０を備えている。これ
らエンジン回転数スイッチ部３０及び外気温スイッチ部
４０は図示のように電源側（＋側）とＧ点との間に直列
に接続されている。

エンジン回転数スイッチ部３０は、第１１図に示すよう
に、イグニッションパルス電圧検出器３１、比較判定器
３２、スイッチ駆動器３３、及びスイッチ３４を備えて
おり、イグニッションパルス電圧検出器３１によってエ
ンジンの回転数が検出され、イグニッションパルス電圧
検出器３１は検出エンジン回転数に対応する電圧のイグ
ニッションパルスを出力する。比較判定器３２にはエン
ジンのアイドリング状態に対応する回転数（以下アイド
リング回転数（Ｎ、）という）及びアイドリング回転数
（Ｎ＋）より高い回転数（以下設定回転数（Ｎ２）とい
う）が予め設定されており、イグニッションパルスが示
す回転数がアイドリング回転数（Ｎ、）になると、比較
判定器３２はオン信号を出力し、イグニッションパルス
が示す回転数が設定回転数（Ｎ２）になると、オフ信号
を出力する。そして、スイッチ駆動器３３はオン信号を
受けると、スイッチ３４をオンし、一方、オフ信号を受
けると、スイッチ３４をオフする。つまり、第１２図（
ａ）に示すようにスイッチ３４はアイドリング回転数（
Ｎ１）でオンされ、設定回転数（Ｎｊ）でオフされる。

一方、外気温スイッチ部４０には第１の設定温度（Ｔ５
）及び第１の設定温度（Ｔ、）より高い第２の設定温度
（Ｔ６）が設定されている。外気温スイッチ部４０は第
１２図（ｂ）に示すように外気温度が第１の設定温度（
Ｔ５）になると、オンになり、第２の設定温度（Ｔ６）
になると、オフになる。

前述のように、エンジン回転数スイッチ部３０及び外気
温スイッチ部４０は電源側（＋側）とＧ点との間に直列
に接続されているから、エンジン回転数スイッチ部３０
及び外気温スイッチ部４０がともにオンとなった場合に
、Ｇ点が電源車圧に対応する電圧、つまり、所要の電圧
に維持され、この結果、ソレノイドバルブ９４がオンと
なって圧縮機が最大圧縮容量で駆動される。即ち、アイ
ドリング状態の際に空調装置のメインスイッチがオンさ
れると、一般にエンジン回転数を所定量上昇させるため
のアイドルアップ装置（図示せず）が動作する。この際
、外気温度が低いと通常の場合圧縮機は容量制御状態と
なっており、その結果、圧縮機の所要動力が減少する。

従って、アイドリング状態であるにも関わらず、エンジ
ンの回転数が異常１こ上昇する場合がある。これを防止
するため、第３の実施例では、エンジン回転数スイ“ツ
チ部３０及び外気温スイッチ部４０がともにオンとなっ
た場合に、圧縮機が最大圧縮容量で駆動されるようにし
ている。なお、他の動作については第１の実施例と同様
であるので説明を省略する。

第１３図に本発明の第４の実施例を示すが、この実施例
は第２の実施例にエンジン回転数スイッチ部３０及び外
気温スイッチ部４０を付加したものであり、動作などに
ついては上述した実施例と同様であるので説明を省略す
る。

なお前述の実施例ではスイッチ手段としてデミストスイ
ッチという手動スイッチを用いたが、例えば通風回路吹
出口位置がデフロスタ位置の時作動するデフロスタスイ
ッチを用いてもよい。この場合吹出口がデフロスタ位置
に設定された時点で自動的に最大容量運転となり、それ
以外の吹出口では通常の容量制御運転となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、容ｆｆｌ　凸Ｉ変型
圧縮機をスイッチ手段により強制的に最大容量とするこ
とができるため、必要に応じて固定容量圧縮機と同等の
除湿能力を得ることができる。つまり、必要に応じて除
湿能力を高めることができる。

さらに、エンジン回転数と外気温度とに基づいて容量制
御状態と最大容量とを切り替えるようにしたから、エン
ジンの回転数が異常に上昇することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる容量可変型斜板式圧縮機の
概略的に示す断面図、第２図は本発明による制御装置の
構成を示す図、第３図は本発明の制御装置に用いられる
マグネットクラッチ及びソレノイドバルブの動作特性を
示す図、第４図は本発明による制御装置の第１の実施例
を示す回路図、第５図は第４図に示す制御装置における
デミストスイッチＯＦＦ状態における蒸発器出口側空気
温度特性及びマグネットクラッチ、ソレノイドバルブの
動作特性を示す図、第６図は第４図に示す１．ＩＩ制御
置におけるデミストスイッチＯＮの状態における蒸発器
出口側空気温度特性及びマグネットクラッチ、ソレノイ
ドバルブの動作特性を示す図、第７図は本発明による制
御装置の第２の実施例を示す回路図、第８図は第７図に
示す制御装置に用いられるタイマー回路の出力特性を示
す図、第９図は第７図に示す制御装置におけるデミスト
スイッチＯＮの状態における蒸発器出口側空気’ｉｎ　
／ＩＩＥ特性及びマグネットクラッチ、ソレノイドバル
ブの動作特性を示す図、第１０図は本発明による制御装
置の第３の実施例を示す回路図、第１１図は第１０図に
示すエンジン回転数スイッチ部の構成を示すブロック図
、第１２図（ａ）は回転数スイッチ部の動作特性を示す
図、第１２図（ｂ）は外気温度スイッチ部の動作特性を
示す図、第１３図は本発明による制御装置の第４の実施
例を示す回路図、第１４図は従来の容量＋１）変型斜板
式圧縮機における吸入圧力制御点の特性を示す図である
。 ｌ・・・コンプレッサーハウジング、２・・・クランク
室、３・・・シリンダブロック、４・・・回転主軸、５
・・・ロータ、６・・・斜板、７・・・揺動板、８・・
・吐出容量制御手段、９・・・外部作動制御装置、１ｏ
・・・圧力作動制御装置、１】・・・ケーシング、１４
・・・シリンダヘッド、１５・・・吸入室、１６・・・
吐出室、３１・・・シリンダ、３２・・・ピストン、９
１川連通孔、９２・・・１１時御室、９４・・・ソレノ
イドバルブ、１０１・・・バイパス孔、１０２・・・感
圧室、１０３・・・ベローズ。 史事　計 吠ζ　ド 亦　　　　　　　　　　　屑

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．最大圧縮容量と最小圧縮容量とで規定される範囲で
   容量制御を行う容量可変型圧縮機、蒸発器、及び凝縮器
   を備える自動車用空調装置に用いられ、前記容量制御状
   態を解除する解除手段と、前記蒸発器の冷却状態を示す
   状態量を検出する検出手段と、前記検出状態量に応じて
   前記容量可変型圧縮機の運転及び停止を行う第１の制御
   手段と、前記検出状態量に応じて前記解除手段を制御す
   る第２の制御手段と、前記検出状態量にかかわらず前記
   第２の制御手段が前記解除手段を制御して前記容量可変
   型圧縮機を最大圧縮容量状態とするための起動手段とを
   有することを特徴とする自動車用空調装置の制御装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項の記載において、エンジンの
   回転数と外気温度とがそれぞれ予め定められた設定値以
   下となると前記容量可変型圧縮機を最大圧縮容量に制御
   する第３の制御手段を有することを特徴とする自動車用
   空調装置の制御装置