JPH0366163B2 - - Google Patents
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- JPH0366163B2 JPH0366163B2 JP56112427A JP11242781A JPH0366163B2 JP H0366163 B2 JPH0366163 B2 JP H0366163B2 JP 56112427 A JP56112427 A JP 56112427A JP 11242781 A JP11242781 A JP 11242781A JP H0366163 B2 JPH0366163 B2 JP H0366163B2
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- temperature
- capacity
- set value
- compressor
- electromagnetic clutch
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- 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
- B60H1/321—Control means therefor for preventing the freezing of a heat exchanger
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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
- B60H1/3223—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or type of the compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/022—Compressor control arrangements
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
- G05D23/1912—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can take more than two discrete values
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- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
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- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車に用いられる空調冷凍装置の
能力制御に関するものである。
能力制御に関するものである。
例えば、実開昭51−41344号公報に開示される
ような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
ている。そして、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。
ような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
ている。そして、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。
従来の自動車用空調装置では、上記のような構
成により蒸発器のフロスト現象の防止や、吹出温
度の制御を行つていた。
成により蒸発器のフロスト現象の防止や、吹出温
度の制御を行つていた。
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。このた
め、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T0以下となつた場
合に、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
的な遅れを生じてしまう。従つて、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T0よ
りもかなり低くなつてしまう。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P1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T0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。そして、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。
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。このた
め、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T0以下となつた場
合に、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
的な遅れを生じてしまう。従つて、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T0よ
りもかなり低くなつてしまう。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P1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T0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。そして、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。
上記のような従来の装置では、次のごとき問題
点が発生する。
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。
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。
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。
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が断続する時、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。
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。
このように圧縮機の断続のみによつて蒸発器吹
出空気温度を制御するものでは数々の問題点があ
つた。
出空気温度を制御するものでは数々の問題点があ
つた。
一方、特開昭53−107042号公報に開示されるよ
うに、圧縮機の圧縮能力を調節して蒸発器吹出空
気温度を制御し、また蒸発器のフロストをも防止
するものが知られている。
うに、圧縮機の圧縮能力を調節して蒸発器吹出空
気温度を制御し、また蒸発器のフロストをも防止
するものが知られている。
しかし、同公報のものは電磁クラツチを備えて
おらず、圧縮機の圧縮能力を最小としているとき
にも自動車エンジンにより圧縮機が駆動される結
果、自動車エンジンに常時負荷が加わるばかり
か、圧縮機の潤滑性能にも問題を生じるおそれが
あつた。すなわち圧縮機の潤滑は一般に冷媒とと
もに循環されるオイルによつて行われるため、圧
縮能力が最小となり、冷媒循環量が最小となつた
状態ではオイルが十分に循環されず、潤滑不足と
なるおそれがあつた。
おらず、圧縮機の圧縮能力を最小としているとき
にも自動車エンジンにより圧縮機が駆動される結
果、自動車エンジンに常時負荷が加わるばかり
か、圧縮機の潤滑性能にも問題を生じるおそれが
あつた。すなわち圧縮機の潤滑は一般に冷媒とと
もに循環されるオイルによつて行われるため、圧
縮能力が最小となり、冷媒循環量が最小となつた
状態ではオイルが十分に循環されず、潤滑不足と
なるおそれがあつた。
本発明は上記のような従来の技術の問題点に鑑
み、自動車エンジンと圧縮機とを断続する電磁ク
ラツチを用いながら、この電磁クラツチの断続に
伴う不具合を減少させ、しかも圧縮機の耐久性を
向上させることを目的としてなされたものであ
る。
み、自動車エンジンと圧縮機とを断続する電磁ク
ラツチを用いながら、この電磁クラツチの断続に
伴う不具合を減少させ、しかも圧縮機の耐久性を
向上させることを目的としてなされたものであ
る。
本発明は上記問題点を解決するために、
圧縮容量が増減される可変容量圧縮機と、前記
可変容量圧縮機への自動車用エンジンからの動力
伝達を断続する電磁クラツチと、 蒸発器本体又は蒸発器出口側における冷却度合
に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知器
と、 前記感知器により感知される温度又は冷媒圧力
が、前記蒸発器で冷却された空気の温度を所定の
目標温度とするための限界値として設定された第
1設定値を上回るとき前記電磁クラツチを接続さ
せ、前記第1設定値を下回るとき前記電磁クラツ
チを遮断させるとともに、前記温度又は冷媒圧力
が、前記第1設定値を上回つて設定された第2設
定値を上回るとき前記可変容量圧縮機の容量を増
加させ、前記第2設定値を下回るとき前記可変容
量圧縮機の容量を減少させる制御手段と を備えることを特徴とする自動車用冷凍サイクル
制御装置 という技術的手段を採用する。
可変容量圧縮機への自動車用エンジンからの動力
伝達を断続する電磁クラツチと、 蒸発器本体又は蒸発器出口側における冷却度合
に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知器
と、 前記感知器により感知される温度又は冷媒圧力
が、前記蒸発器で冷却された空気の温度を所定の
目標温度とするための限界値として設定された第
1設定値を上回るとき前記電磁クラツチを接続さ
せ、前記第1設定値を下回るとき前記電磁クラツ
チを遮断させるとともに、前記温度又は冷媒圧力
が、前記第1設定値を上回つて設定された第2設
定値を上回るとき前記可変容量圧縮機の容量を増
加させ、前記第2設定値を下回るとき前記可変容
量圧縮機の容量を減少させる制御手段と を備えることを特徴とする自動車用冷凍サイクル
制御装置 という技術的手段を採用する。
なお、上記の本発明の構成において、可変容量
圧縮機の圧縮容量は段階的に増減されてもよい。
圧縮機の圧縮容量は段階的に増減されてもよい。
また、第1設定値、第2設定値は適宜のヒステ
リシス特性を与えるように所定の差を有する2つ
の値とすることができる。
リシス特性を与えるように所定の差を有する2つ
の値とすることができる。
さらに、第1設定値は蒸発器のフロストを防止
するための限界値として設定されてもよい。
するための限界値として設定されてもよい。
上記の本発明の構成によると、
可変容量圧縮機と電磁クラツチとが用いられ、
しかも、これらが制御手段によつて制御される。
しかも、これらが制御手段によつて制御される。
そして、制御手段は、感知器により感知される
温度又は冷却度合と第1設定値とに応じて電磁ク
ラツチを制御し、同様に感知器により感知される
温度又は冷却度合と第2設定値とに応じて可変容
量圧縮機の容量を制御する。
温度又は冷却度合と第1設定値とに応じて電磁ク
ラツチを制御し、同様に感知器により感知される
温度又は冷却度合と第2設定値とに応じて可変容
量圧縮機の容量を制御する。
しかも、第2設定値は第1設定値を上回つて設
定されているため、電磁クラツチの断続と、可変
容量圧縮機の容量とが、これら第1設定値と第2
設定値との大小関係の下で一体的に制御される。
定されているため、電磁クラツチの断続と、可変
容量圧縮機の容量とが、これら第1設定値と第2
設定値との大小関係の下で一体的に制御される。
すなわち、温度又は冷媒圧力が第2設定値を上
回る状態では、第2設定値が第1設定値を上回つ
て設定されていることから、電磁クラツチは接続
されたままであり、可変容量圧縮機の容量は増加
されている。
回る状態では、第2設定値が第1設定値を上回つ
て設定されていることから、電磁クラツチは接続
されたままであり、可変容量圧縮機の容量は増加
されている。
そして、温度又は冷媒圧力が第2設定値を下回
ると、電磁クラツチが接続されたまま可変容量圧
縮機の容量が減少される。
ると、電磁クラツチが接続されたまま可変容量圧
縮機の容量が減少される。
さらに、温度又は冷媒圧力が第1設定値を下回
ると、可変容量圧縮機の容量が減少された状態で
電磁クラツチが遮断される。
ると、可変容量圧縮機の容量が減少された状態で
電磁クラツチが遮断される。
このように可変容量圧縮機の容量が減少された
状態で電磁クラツチが遮断されるため、自動車用
エンジンの負荷の変動は抑制される。
状態で電磁クラツチが遮断されるため、自動車用
エンジンの負荷の変動は抑制される。
しかも、第1設定値は、蒸発器で冷却された空
気の温度を所定の目標温度とするための限界値と
して設定されているため、電磁クラツチが遮断さ
れ、冷凍サイクルが停止することで上記空気の温
度が目標温度より大幅に低下することが防止され
る。
気の温度を所定の目標温度とするための限界値と
して設定されているため、電磁クラツチが遮断さ
れ、冷凍サイクルが停止することで上記空気の温
度が目標温度より大幅に低下することが防止され
る。
また、温度又は冷媒圧力が第1設定値を上回る
と、電磁クラツチが接続されるが、温度又は冷媒
圧力が第1設定値を上回つて設定された第2設定
値を上回るまでは可変容量圧縮機の容量が減少さ
れているので、電磁クラツチの接続により可変容
量圧縮機が始動しても自動車用エンジンの負荷の
変動は抑制される。
と、電磁クラツチが接続されるが、温度又は冷媒
圧力が第1設定値を上回つて設定された第2設定
値を上回るまでは可変容量圧縮機の容量が減少さ
れているので、電磁クラツチの接続により可変容
量圧縮機が始動しても自動車用エンジンの負荷の
変動は抑制される。
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図に示すもの
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器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18,19を内蔵する可変容量型として構
成してある。14は蒸発器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、15
はこの温度感知器14の信号を入力とする制御回
路、16,17は前記圧縮機12内の容量可変部
材18,19を駆動するための電磁弁で、制御回
路15の出力によつて制御される。20は圧縮機
12の運転を断続するためのリレーで、電磁クラ
ツチ13の通電を断続するものである。21は空
調装置の作動スイツチ、22はイグニツシヨンス
イツチ、23は車載の電源バツテリである。
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図に示すもの
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器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18,19を内蔵する可変容量型として構
成してある。14は蒸発器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、15
はこの温度感知器14の信号を入力とする制御回
路、16,17は前記圧縮機12内の容量可変部
材18,19を駆動するための電磁弁で、制御回
路15の出力によつて制御される。20は圧縮機
12の運転を断続するためのリレーで、電磁クラ
ツチ13の通電を断続するものである。21は空
調装置の作動スイツチ、22はイグニツシヨンス
イツチ、23は車載の電源バツテリである。
第5図は制御回路15の具体的一例を示すもの
で、34,35,36はそれぞれコンパレータ
で、抵抗24の抵抗値と温度感知器14のサーミ
スタ抵抗値R1とによつて決まる電位V1と、抵抗
25,26,31、及び抵抗27,28,32、
及び抵抗29,30,33のそれぞれの抵抗値に
よつて決まる基準電位V2,V3,V4とにより、3
4a,35a,36aの出力が決まる。そして、
基準電位V2,V3,V4はV2>V3>V4の関係に設
定してあるから、R1の値によりコンパレータ出
力34a,35a,36aはそれぞれ第6図に示
す様な関係になつている。
で、34,35,36はそれぞれコンパレータ
で、抵抗24の抵抗値と温度感知器14のサーミ
スタ抵抗値R1とによつて決まる電位V1と、抵抗
25,26,31、及び抵抗27,28,32、
及び抵抗29,30,33のそれぞれの抵抗値に
よつて決まる基準電位V2,V3,V4とにより、3
4a,35a,36aの出力が決まる。そして、
基準電位V2,V3,V4はV2>V3>V4の関係に設
定してあるから、R1の値によりコンパレータ出
力34a,35a,36aはそれぞれ第6図に示
す様な関係になつている。
今、蒸発器5直後の吹き出し空気温度が高い場
合、R1の抵抗はR1B以下になつている。よつて、
34a,35a,36aの出力はそれぞれ“Hi”
レベルになり、リレー20がON、リレー37,
38はOFFすることになる。よつて、電磁クラ
ツチ13がON、電磁弁16,17がOFF(閉弁)
し、圧縮機12は吐出容量100%で運転されるこ
とになる。
合、R1の抵抗はR1B以下になつている。よつて、
34a,35a,36aの出力はそれぞれ“Hi”
レベルになり、リレー20がON、リレー37,
38はOFFすることになる。よつて、電磁クラ
ツチ13がON、電磁弁16,17がOFF(閉弁)
し、圧縮機12は吐出容量100%で運転されるこ
とになる。
一方、吹出し温度が低下し、R1の抵抗値がR1B
となると36aの出力が“Lo”レベルになり、
リレー38がONし、電磁弁16が通電され開弁
することにより、圧縮機12は吐出容量30〜50%
で運転されるようになる。
となると36aの出力が“Lo”レベルになり、
リレー38がONし、電磁弁16が通電され開弁
することにより、圧縮機12は吐出容量30〜50%
で運転されるようになる。
吹出し温度がさらに低下し、R1の抵抗値がR1D
になると、36aの出力に加え、35aの出力も
同時に“Lo”レベルになり、リレー38,37
がともにONし、電磁弁16,17が通電され、
開弁することになり、圧縮機12は吐出容量10〜
20%で運転されることになる。
になると、36aの出力に加え、35aの出力も
同時に“Lo”レベルになり、リレー38,37
がともにONし、電磁弁16,17が通電され、
開弁することになり、圧縮機12は吐出容量10〜
20%で運転されることになる。
吹出し温度がさらに低下し、R1の抵抗値がR1F
になると、36a,35a,34aの出力がいず
れも“Lo”レベルになり、リレー20がOFFし、
その結果電磁クラツチ13もOFFとなつて、圧
縮機12は停止されることになる。
になると、36a,35a,34aの出力がいず
れも“Lo”レベルになり、リレー20がOFFし、
その結果電磁クラツチ13もOFFとなつて、圧
縮機12は停止されることになる。
次に、圧縮機12の具体的構成の一例について
述べる。第7図において、100は円柱状のロー
タ、101はロータ100に設けたスリツト10
2内に半径方向に摺動自在に挿入されたベーン
で、第9図には2枚のみ図示してあるが、実際は
4枚間隔に設けられている。103はこのベーン
101の半径方向の往復運動を規制する円筒状の
シリンダ、104,105は前記ロータ100及
びベーン101と微小空隙を介し、シリンダ10
3の両端を狭むフロントサイドプレート及びリア
サイドプレートである。そして、これらロータ1
00、ベーン101、シリンダ103及びフロン
トサイドプレート104、リアサイドプレート1
05で作動空間Vを形成する。また、シリンダ1
03、フロントサイドプレート104、リアサイ
ドプレート105はハウジング106,107と
共にボルト108で締め付け固定される。尚ロー
タ100は回転軸109に一体的に結合されてお
り、回転軸109は軸受110によつてフロント
サイドプレート104、リアサイドプレート10
5に回転支持され、電磁クラツチ13等を介して
自動車エンジンからの駆動力を受けるようになつ
ている。111は外気との間の密封を保つ軸封装
置である。
述べる。第7図において、100は円柱状のロー
タ、101はロータ100に設けたスリツト10
2内に半径方向に摺動自在に挿入されたベーン
で、第9図には2枚のみ図示してあるが、実際は
4枚間隔に設けられている。103はこのベーン
101の半径方向の往復運動を規制する円筒状の
シリンダ、104,105は前記ロータ100及
びベーン101と微小空隙を介し、シリンダ10
3の両端を狭むフロントサイドプレート及びリア
サイドプレートである。そして、これらロータ1
00、ベーン101、シリンダ103及びフロン
トサイドプレート104、リアサイドプレート1
05で作動空間Vを形成する。また、シリンダ1
03、フロントサイドプレート104、リアサイ
ドプレート105はハウジング106,107と
共にボルト108で締め付け固定される。尚ロー
タ100は回転軸109に一体的に結合されてお
り、回転軸109は軸受110によつてフロント
サイドプレート104、リアサイドプレート10
5に回転支持され、電磁クラツチ13等を介して
自動車エンジンからの駆動力を受けるようになつ
ている。111は外気との間の密封を保つ軸封装
置である。
そして、フロントサイドプレート104とハウ
ジング106とによつて吸入室112が形成さ
れ、冷凍サイクルの蒸発器5よりこの吸入室11
2に吸入された冷媒は、フロントサイドプレート
104に開口した吸入ポート113(第9図)よ
り作動空間V内へ吸い込まれるようになつてい
る。即ち、作動空間V内には吸入内の冷媒が充填
される(第9図a図示)。そして、作動空間Vに
吸い込まれた冷媒は作動空間Vの容積減少に伴つ
て圧縮され、最も圧縮された状態でシリンダ10
3の吐出口114より吐出弁(図示せず)等を介
してハウジング107内の吐出室107aへ吐出
され、次いで冷凍サイクルの凝縮器2へ吐出され
る。
ジング106とによつて吸入室112が形成さ
れ、冷凍サイクルの蒸発器5よりこの吸入室11
2に吸入された冷媒は、フロントサイドプレート
104に開口した吸入ポート113(第9図)よ
り作動空間V内へ吸い込まれるようになつてい
る。即ち、作動空間V内には吸入内の冷媒が充填
される(第9図a図示)。そして、作動空間Vに
吸い込まれた冷媒は作動空間Vの容積減少に伴つ
て圧縮され、最も圧縮された状態でシリンダ10
3の吐出口114より吐出弁(図示せず)等を介
してハウジング107内の吐出室107aへ吐出
され、次いで冷凍サイクルの凝縮器2へ吐出され
る。
P1,P2は本発明に係るアンロード用ポートで、
フロントサイドプレート104に所定間隔を介し
て開口し作動空間Vと吸入室112とを連通して
いる。従つて、一方のアンロード用ポートP1が
開口している状態では、作動空間Vがアンロード
用ポートP1から離脱するまでの間は冷媒の圧縮
が行われないことになり、このアンロード用ポー
トP1の開口状態における圧縮開始時の空間容積
V1は、第9図a,bの比較から明らかなように
アンロード用ポートP1を塞いだ状態における圧
縮開始時の空間容積V0より小さくなつている。
本例ではV1がV0の70%程度となるような位置に
アンロード用ポートP1を開口させている。
フロントサイドプレート104に所定間隔を介し
て開口し作動空間Vと吸入室112とを連通して
いる。従つて、一方のアンロード用ポートP1が
開口している状態では、作動空間Vがアンロード
用ポートP1から離脱するまでの間は冷媒の圧縮
が行われないことになり、このアンロード用ポー
トP1の開口状態における圧縮開始時の空間容積
V1は、第9図a,bの比較から明らかなように
アンロード用ポートP1を塞いだ状態における圧
縮開始時の空間容積V0より小さくなつている。
本例ではV1がV0の70%程度となるような位置に
アンロード用ポートP1を開口させている。
又同様にアンロード用ポートP2の開口状態に
おける、圧縮開始時の空間容積V2は第9図cに
示すようにV0の30%程度である。
おける、圧縮開始時の空間容積V2は第9図cに
示すようにV0の30%程度である。
115,116はアンロード用ポートP1,P2
を開閉する開閉弁である。なお、第7図では他方
のポートP2を開閉する開閉弁116は弁115
と同一構造であるため図示を省略している。ここ
で、開閉弁115,116の構造を説明すると、
第8図の如くポートP1,P2に着脱する弁体11
5a,116aと、この弁体115a,116a
を開方向に所定荷重で付勢するばね115b,1
16bと、弁体115a,116aを駆動するベ
ローフラム115c,116cと、ばね座を兼ね
ベローフラム115c,116cを案内するプレ
ート115f,116fとを備えている。尚、弁
体115a,116aはステンレス等高強度の材
料で形成されている。そして、ベローフラム11
5c,116cの背面側の室115d,116d
にはパイロツト圧力導入通路117が連通してお
り、電磁弁16,17の制御によりパイロツト圧
力、即ち吸入圧若しくは吐出圧が印加されるよう
になつている。117aはパイロツト圧力導入通
路117内に形成された絞りで、パイロツト圧力
が急激に室115d,116dに印加されるもの
を防ぐものである。一方、ベローフラム115
c,116cの表面側の室115e,116eに
は吸入室112の圧力が印加されている。
を開閉する開閉弁である。なお、第7図では他方
のポートP2を開閉する開閉弁116は弁115
と同一構造であるため図示を省略している。ここ
で、開閉弁115,116の構造を説明すると、
第8図の如くポートP1,P2に着脱する弁体11
5a,116aと、この弁体115a,116a
を開方向に所定荷重で付勢するばね115b,1
16bと、弁体115a,116aを駆動するベ
ローフラム115c,116cと、ばね座を兼ね
ベローフラム115c,116cを案内するプレ
ート115f,116fとを備えている。尚、弁
体115a,116aはステンレス等高強度の材
料で形成されている。そして、ベローフラム11
5c,116cの背面側の室115d,116d
にはパイロツト圧力導入通路117が連通してお
り、電磁弁16,17の制御によりパイロツト圧
力、即ち吸入圧若しくは吐出圧が印加されるよう
になつている。117aはパイロツト圧力導入通
路117内に形成された絞りで、パイロツト圧力
が急激に室115d,116dに印加されるもの
を防ぐものである。一方、ベローフラム115
c,116cの表面側の室115e,116eに
は吸入室112の圧力が印加されている。
上記した一方のポートP1と開閉弁115の組
合わせにより、可変容量部材18が構成され、他
方のポートP2と開閉弁116の組合わせにより
可変容量部材19が構成されている。
合わせにより、可変容量部材18が構成され、他
方のポートP2と開閉弁116の組合わせにより
可変容量部材19が構成されている。
ポートP1用の開閉弁115の駆動は電磁弁1
6により制御され、ポートP2用の開閉弁116
の駆動は電磁弁17により制御されるようになつ
ており、この両電磁弁16,17は同一構造であ
る。
6により制御され、ポートP2用の開閉弁116
の駆動は電磁弁17により制御されるようになつ
ており、この両電磁弁16,17は同一構造であ
る。
上記電磁弁16,17は第10図に示すように
3つの圧力口、即ち吸入圧力導入口16a,17
a、吐出圧力導入口16b,17b及びパイロツ
ト圧力導出口16c,17cが設けられており、
吸入圧力導入口16a,17aは吸入室112の
圧力を、吐出圧力導入口16b,17bは吐出室
107aの圧力を導入するようになつており、ま
たパイロツト圧力導出口16c,17cは開閉弁
115,116の弁体閉側の室、即ちパイロツト
室115d,116dにそれぞれ通じている。そ
して、電磁弁16,17のパイロツト圧力導出口
16c,17cには、コイル16d,17dへの
通電の断続により磁性体製の弁体16e,17e
の位置が制御されて、吸入圧又は吐出圧がそれぞ
れ選択されて加えられるようになつている。
3つの圧力口、即ち吸入圧力導入口16a,17
a、吐出圧力導入口16b,17b及びパイロツ
ト圧力導出口16c,17cが設けられており、
吸入圧力導入口16a,17aは吸入室112の
圧力を、吐出圧力導入口16b,17bは吐出室
107aの圧力を導入するようになつており、ま
たパイロツト圧力導出口16c,17cは開閉弁
115,116の弁体閉側の室、即ちパイロツト
室115d,116dにそれぞれ通じている。そ
して、電磁弁16,17のパイロツト圧力導出口
16c,17cには、コイル16d,17dへの
通電の断続により磁性体製の弁体16e,17e
の位置が制御されて、吸入圧又は吐出圧がそれぞ
れ選択されて加えられるようになつている。
従つて、パイロツト圧力導出口16c,17c
に吸入圧力が導入された時にはパイロツト室11
5d,116dが吸入圧力になり、そのため、ば
ね115b,116bの設定力で弁体115a,
116aが開方向に移動し開閉弁115,116
はポートP1,P2を開口する。逆に、パイロツト
圧力導出口16c,17cに吐出圧力が導入され
た時には、同様にパイロツト室115d,116
dが吐出圧力になるため、弁体115a,116
aはばね115b,116bの設定力に抗して閉
方向に移動し、開閉弁115,116はポート
P1,P2を閉塞する。
に吸入圧力が導入された時にはパイロツト室11
5d,116dが吸入圧力になり、そのため、ば
ね115b,116bの設定力で弁体115a,
116aが開方向に移動し開閉弁115,116
はポートP1,P2を開口する。逆に、パイロツト
圧力導出口16c,17cに吐出圧力が導入され
た時には、同様にパイロツト室115d,116
dが吐出圧力になるため、弁体115a,116
aはばね115b,116bの設定力に抗して閉
方向に移動し、開閉弁115,116はポート
P1,P2を閉塞する。
なお、電磁弁16,17はその過熱による作動
不良を防止するため、圧縮機12のうち比較的低
温となる部位、例えば吸入冷媒が通過するサービ
スバルブ(図示せず)やフロントハウジング10
6に接して配設されている。
不良を防止するため、圧縮機12のうち比較的低
温となる部位、例えば吸入冷媒が通過するサービ
スバルブ(図示せず)やフロントハウジング10
6に接して配設されている。
次に、本発明装置の作動について説明する。蒸
発器吹出空気温度が高く、温度感知器14のサー
ミスタ抵抗値R1がR1B以下の場合は、電磁弁1
6,17への通電がともに遮断され、その弁体1
6e,17eにより吸入圧力導入口16a,17
aが閉じられるので、パイロツト圧力導出口11
5d,116dを経てパイロツト室115d,1
16dに吐出圧力が導かれる。そのため、両開閉
弁115,116は両アンロード用ポートP1及
びP2を閉塞し、圧縮機12は最大容量で作動す
る。
発器吹出空気温度が高く、温度感知器14のサー
ミスタ抵抗値R1がR1B以下の場合は、電磁弁1
6,17への通電がともに遮断され、その弁体1
6e,17eにより吸入圧力導入口16a,17
aが閉じられるので、パイロツト圧力導出口11
5d,116dを経てパイロツト室115d,1
16dに吐出圧力が導かれる。そのため、両開閉
弁115,116は両アンロード用ポートP1及
びP2を閉塞し、圧縮機12は最大容量で作動す
る。
そして、蒸発器吹出し空気温度が低下し、サー
ミスタ抵抗値R1がR1Bになると、電磁弁16のコ
イル16eに電流を流すことにより弁体16eが
吸入圧力導入口16aを開くので、開閉弁115
の背面の室115dに吸入圧力を導き、開閉弁1
15を開く。それによつて、アンロード用ポート
P1を開口し圧縮機12の吐出容量を30〜50%ま
で減少させる。
ミスタ抵抗値R1がR1Bになると、電磁弁16のコ
イル16eに電流を流すことにより弁体16eが
吸入圧力導入口16aを開くので、開閉弁115
の背面の室115dに吸入圧力を導き、開閉弁1
15を開く。それによつて、アンロード用ポート
P1を開口し圧縮機12の吐出容量を30〜50%ま
で減少させる。
吹出し空気温度が更に低下して、R1がR1Dにな
ると、電磁弁17にも電流を流すことにより開閉
弁116を開きアンロード用ポートP2を開口す
る。この場合には両アンロード用ポートP1,P2
が開口しているため容量を通常容量の10〜20%ま
で減少することができる。
ると、電磁弁17にも電流を流すことにより開閉
弁116を開きアンロード用ポートP2を開口す
る。この場合には両アンロード用ポートP1,P2
が開口しているため容量を通常容量の10〜20%ま
で減少することができる。
冷房負荷の減少により吹出し空気温度が更に低
下してR1がR1Fになると、電磁クラツチ13が
OFFとなつて、圧縮機12が停止する。
下してR1がR1Fになると、電磁クラツチ13が
OFFとなつて、圧縮機12が停止する。
上記のように、圧縮機12の吐出容量が100%、
30〜50%、10〜20%の3段階に制御されるととも
に、これに圧縮機12の停止を組合わせることに
より、蒸発器吹出し空気温度を予め設定した温度
に良好に制御できる。
30〜50%、10〜20%の3段階に制御されるととも
に、これに圧縮機12の停止を組合わせることに
より、蒸発器吹出し空気温度を予め設定した温度
に良好に制御できる。
なお、第6図より明らかなように圧縮機の容量
が大容量から小容量側に減少する状態でのサーミ
スタ抵抗R1(R1b,R1d,R1f)は、圧縮機の容量
が小容量から大容量に増大する状態でのサーミス
タ抵抗値R1(R1a,R1c,R1e)より高くなつてい
る。すなわち、圧縮機の容量が大容量側から小容
量側へ切換わる状態と、小容量側から大容量側へ
切換わる状態との間に吹出し空気温度の温度差が
設けられている。この温度差により、ヒステリシ
ス特性が付与され、蒸発器吹出空気温度が所定の
温度に達した時に、圧縮機がハンチング、すなわ
ち大容量と小容量との繰り返しがひんぱんに行わ
れるという問題を解消することができる。特に、
小容量から大容量に切換わる状態の吹出し空気温
度の方が、大容量から小容量に切換わる状態での
吹出し空気温度より低く設定されているので、圧
縮機が小容量で駆動する範囲が広くなる。このこ
とにより圧縮機の省動力化も計ることができる。
が大容量から小容量側に減少する状態でのサーミ
スタ抵抗R1(R1b,R1d,R1f)は、圧縮機の容量
が小容量から大容量に増大する状態でのサーミス
タ抵抗値R1(R1a,R1c,R1e)より高くなつてい
る。すなわち、圧縮機の容量が大容量側から小容
量側へ切換わる状態と、小容量側から大容量側へ
切換わる状態との間に吹出し空気温度の温度差が
設けられている。この温度差により、ヒステリシ
ス特性が付与され、蒸発器吹出空気温度が所定の
温度に達した時に、圧縮機がハンチング、すなわ
ち大容量と小容量との繰り返しがひんぱんに行わ
れるという問題を解消することができる。特に、
小容量から大容量に切換わる状態の吹出し空気温
度の方が、大容量から小容量に切換わる状態での
吹出し空気温度より低く設定されているので、圧
縮機が小容量で駆動する範囲が広くなる。このこ
とにより圧縮機の省動力化も計ることができる。
なお、上述の実施例では、圧縮機容量を3段階
に制御しているが、第11図および第12図に示
すように圧縮機容量を2段階に制御するようにし
てもよいことは言うまでもない。ただし、この場
合、容量制御時の圧縮機吐出容量は20%〜50%と
するのがよい。
に制御しているが、第11図および第12図に示
すように圧縮機容量を2段階に制御するようにし
てもよいことは言うまでもない。ただし、この場
合、容量制御時の圧縮機吐出容量は20%〜50%と
するのがよい。
また、上述の実施例では、蒸発器直後の空気温
度を感知し、制御を行つているが、蒸発器内冷媒
圧力、または同冷媒温度、または蒸発器フイン域
は冷媒配管の表面温度を感知し、これを容量制御
のための制御信号としてもよい。
度を感知し、制御を行つているが、蒸発器内冷媒
圧力、または同冷媒温度、または蒸発器フイン域
は冷媒配管の表面温度を感知し、これを容量制御
のための制御信号としてもよい。
また、抵抗24を外部より手動調整可能な可変
抵抗として、設定温度を使用者が調整できるよう
にすれば、蒸発器5のフロスト防止以外に車室内
の温度制御の目的にも本発明を適用できる。
抵抗として、設定温度を使用者が調整できるよう
にすれば、蒸発器5のフロスト防止以外に車室内
の温度制御の目的にも本発明を適用できる。
また、可変容量部材18,19としては、前述
のごとき型式の開閉弁115,116の他に、ポ
ートP1,P2の設けられた面を摺動するスライド
弁を使用することもでき、このスライド弁の場合
は駆動装置としてサーボモータ等を使用すること
もできる。
のごとき型式の開閉弁115,116の他に、ポ
ートP1,P2の設けられた面を摺動するスライド
弁を使用することもでき、このスライド弁の場合
は駆動装置としてサーボモータ等を使用すること
もできる。
また、圧縮機12としてはベーン型に限らず、
斜板型の他の型式も使用できる。
斜板型の他の型式も使用できる。
以上述べたように本発明によると、
感知器の感知信号に応じて電磁クラツチを断続
させるだけでなく、この電磁クラツチの断続を行
う第1設定値を上回つて設定された第2設定値に
おいて圧縮機容量を増減させているから、電磁ク
ラツチの断続を減らして電磁クラツチの耐久性を
高めることができ、この電磁クラツチの継続に伴
う無駄な動力消費を低減でき、しかも蒸発器で冷
却された空気の温度の変動を制御することができ
る。
させるだけでなく、この電磁クラツチの断続を行
う第1設定値を上回つて設定された第2設定値に
おいて圧縮機容量を増減させているから、電磁ク
ラツチの断続を減らして電磁クラツチの耐久性を
高めることができ、この電磁クラツチの継続に伴
う無駄な動力消費を低減でき、しかも蒸発器で冷
却された空気の温度の変動を制御することができ
る。
また、圧縮機容量が減少された状態で電磁クラ
ツチが断続されることで、電磁クラツチの耐久性
を高め、自動車用エンジンの負荷変動を抑制して
走行フイーリングを改善し、限界値で電磁クラツ
チが遮断されることで圧縮機が常にエンジンの負
荷として駆動されることが防止できる。
ツチが断続されることで、電磁クラツチの耐久性
を高め、自動車用エンジンの負荷変動を抑制して
走行フイーリングを改善し、限界値で電磁クラツ
チが遮断されることで圧縮機が常にエンジンの負
荷として駆動されることが防止できる。
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15の具体的構成を示す電気回路
図、第6図は第5図に示す比較器34,35,3
6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、第8図は圧縮機内容量
可変部材の構成を示す断面図、第9図a,b,c
は、本発明に用いる圧縮機の容量可変機構を示す
説明図、第10図は本発明の一実施例で用いる電
磁弁の断面図、第11図は本発明の他の実施例の
構成図、第12図は第11図図示の制御回路15
の電気回路図である。 5……蒸発器、12……圧縮機、13……電磁
クラツチ、14……温度感知器、15……制御回
路、16,17……駆動装置をなす電磁弁、1
8,19……可変容量部材。
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15の具体的構成を示す電気回路
図、第6図は第5図に示す比較器34,35,3
6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、第8図は圧縮機内容量
可変部材の構成を示す断面図、第9図a,b,c
は、本発明に用いる圧縮機の容量可変機構を示す
説明図、第10図は本発明の一実施例で用いる電
磁弁の断面図、第11図は本発明の他の実施例の
構成図、第12図は第11図図示の制御回路15
の電気回路図である。 5……蒸発器、12……圧縮機、13……電磁
クラツチ、14……温度感知器、15……制御回
路、16,17……駆動装置をなす電磁弁、1
8,19……可変容量部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 圧縮容量が増減される可変容量圧縮機と、前
記可変容量圧縮機への自動車用エンジンからの動
力伝達を断続する電磁クラツチと、 蒸発器本体又は蒸発器出口側における冷却度合
に関連する温度又は冷媒圧力を感知する感知器
と、 前記感知器により感知される温度又は冷媒圧力
が、前記蒸発器で冷却された空気の温度を所定の
目標温度とするための限界値として設定された第
1設定値を上回るとき前記電磁クラツチを接続さ
せ、前記第1設定値を下回るとき前記電磁クラツ
チを遮断させるとともに、前記温度又は冷媒圧力
が、前記第1設定値を上回つて設定された第2設
定値を上回るとき前記可変容量圧縮機の容量を増
加させ、前記第2設定値を下回るとき前記可変容
量圧縮機の容量を減少させる制御手段と を備えることを特徴とする自動車用冷凍サイクル
制御装置。 2 前記可変容量圧縮機は、圧縮容量が少なくと
も第1容量と、この第1容量より小さい第2容量
とに切り換え可能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項に記載の自動車用冷凍
サイクル制御装置。 3 前記制御手段は、 前記感知器により感知される温度又は冷媒圧力
が、前記蒸発器で冷却された空気の温度を所定の
目標温度とするための限界値として設定された第
1設定値を上回るとき、前記電磁クラツチを接続
させ、前記第1設定値を下回るとき前記電磁クラ
ツチを遮断させるとともに、前記温度又は冷媒圧
力が、前記第1設定値を上回つて設定された第2
設定値を上回るとき、前記可変容量圧縮機を第1
容量とさせ、前記第2設定値を下回るとき前記可
変容量圧縮機を第2容量とさせるよう構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
自動車用冷凍サイクル制御装置。 4 前記第1設定値は、前記電磁クラツチを接続
させる値と前記電磁クラツチを遮断させる値とか
らなり、前記温度又は冷媒圧力に対する前記電磁
クラツチの断続特性にヒステリシス特性を与える
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。 5 前記第2設定値は、前記可変容量圧縮機の容
量を増加させる値と前記可変容量圧縮機の容量を
減少させる値とからなり、前記温度又は冷媒圧力
に対する前記可変容量圧縮機の容量切換特性にヒ
ステリシス特性を与え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。 6 前記制御手段の前記第1設定値が、前記蒸発
器で冷却された空気の温度を前記蒸発器のフロス
トを防止するための目標温度とするための限界値
として設定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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56112427A JPS5813962A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 自動車用冷凍サイクル制御装置 |
| US06/398,882 US4476692A (en) | 1981-07-17 | 1982-07-16 | Automotive refrigeration system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56112427A JPS5813962A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 自動車用冷凍サイクル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5813962A JPS5813962A (ja) | 1983-01-26 |
| JPH0366163B2 true JPH0366163B2 (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=14586364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56112427A Granted JPS5813962A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 自動車用冷凍サイクル制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4476692A (ja) |
| JP (1) | JPS5813962A (ja) |
Families Citing this family (8)
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Family Cites Families (9)
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1981
- 1981-07-17 JP JP56112427A patent/JPS5813962A/ja active Granted
-
1982
- 1982-07-16 US US06/398,882 patent/US4476692A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4476692A (en) | 1984-10-16 |
| JPS5813962A (ja) | 1983-01-26 |
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