JPH0523348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車載用冷蔵庫の位相制御装置、特に
振動式の圧縮機の共振周波数に一致した駆動電源
を用いて、当該圧縮機を駆動させる駆動電源発生
部の駆動電圧を吐出冷媒温度検出器の検出温度に
応じて制御する車載用冷蔵庫の位相制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

振動式の圧縮機を用いてガス状の冷媒を圧縮し
て液化し、当該液化した冷媒を気化する際の気化
熱を利用して冷媒等を行う冷蔵庫がある。従来、
該冷蔵庫に用いる振動式の圧縮機駆動制御方式と
して例えば第５図図示の如きものがある。第５図
図中、振動式の圧縮機５は、スイツチング用のト
ランジスタTR₁，TR₂を導通状態に交互に切り換
えることによつて直流電源Ｖを変圧器４の極性の
異なる１次側の巻線に交互に印加し、共振状態、
即ち最大効率が得られるように駆動制御される。
この際、スイツチング用のトランジスタTR₁，
TR₂は例えば第６図図示電流波形の如き態様で導
通状態／非導通状態に交互に切り換えられ、しか
も振動式の圧縮機５の共振周波数に一致するよう
にスイツチング周波数が制御される。詳述する
と、第６図図中コレクタ電流“I_C”が切換わるよ
うに、ドライブ回路１−３からスイツチング用の
トランジスタTR₁，TR₂のベースにベース電流
“I_B”が交互に供給される。即ち、当該ベース電
流“I_B”を電流増幅率“h_FE”倍した電流波形と
して図示ないしに示す如きいわば台形波形を
供給することによつて、図中点P₁ないしP₃の如
き位置において夫々 I_C≧h_FE×I_B なる条件を与えることによつて、スイツチング用
のトランジスタTR₁，TR₂を導通状態／非導通状
態に交互に切り換え、所望の周波数の駆動電源を
得るようにしている。従来以上説明した如く振動
式の圧縮機５の共振周波数に一致した駆動電源を
用いて当該圧縮機５を駆動していた。

このように振動式の圧縮機５の共振周波数に一
致した駆動電源を供給する駆動電源発生部は、車
載用冷蔵庫が存在する雰囲気温度、すなわち周囲
温度の如何にかかわらず、その出力電圧が一定と
なつており、この一定の駆動電源電圧で上記圧縮
機５が駆動されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 振動式の圧縮機は、冷媒ガスの弾性係数や共振
バネのバネ係数などによつて与えられる機械系の
固有振動周波数と、該機械系を駆動する電気系の
振動周波数とが可能な限り共振状態を保つように
されているため、車載用冷蔵庫が低温度雰囲気で
運転されると、上記機械系の固有振動周波数の変
化に対応して電気系の振動周波数が変化して共振
状態を維持するように働き、圧縮機のピストン・
ストロークが増大する欠点があつた。

本発明は上記の欠点を解決することを目的とし
ており、車載用冷蔵庫の雰囲気温度を検出すると
共に、圧縮機に駆動電源を供給する駆動電源発生
部のスイツチング用のトランジスタに加える制御
信号を上記検出温度に応じて制御することによ
り、駆動電源発生部から圧縮機へ供給する駆動電
源電圧を上記検出温度に応じて変化させるように
した車載用冷蔵庫の位相制御装置を提供すること
を目的としている。

（問題点を解決するための手段） そしてそのため本発明の車載用冷蔵庫の位相制
御装置は、負荷に対応した所定の周波数を用いて
振動式の圧縮機を駆動制御する圧縮機駆動制御方
式において、前記圧縮機によつて吸入される冷媒
の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する吸入冷媒
温度検出器と、前記圧縮機によつて圧縮され吐出
された冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出す
る吐出冷媒温度検出器と、前記吸入冷媒温度検出
器および前記吐出冷媒温度検出器によつて夫々検
出された温度信号に基づいて所定の周波数の駆動
電源を発生する駆動電源発生部とを備え、該駆動
電源発生部には三角波電圧と位相制御用電圧とを
入力することにより出力Ｑ，を発生させるスイ
ツチング制御回路を具備し、該駆動電源発生部に
よつて発生された駆動電源を用いて上記圧縮機を
駆動する圧縮機駆動制御装置であつて、上記吐出
冷媒温度検出器によつて検出され、その検出温度
に応じた基準電圧を生成するレベル変換回路と、
上記吐出冷媒温度検出器の検出温度に応じて変動
するレベル変換回路の基準電圧と上記スイツチン
グ制御回路に印加されている三角波電圧とを比較
するコンパレータとを設けると共に、上記吐出温
度検出器の検出温度に応じて変動する該コンパレ
ータの出力をゲートとしてスイツチング制御回路
の出力Ｑ，をそれぞれ通過させるゲート回路を
それぞれ設け、吐出冷媒温度検出器の検出温度に
応じて駆動電源発生部の駆動電源電圧を制御する
ようにしたことを特徴としている。

（実施例） 以下図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発
明の動作波形図、第３図は本発明が用いられる車
載用冷蔵庫の概略構成図、第４図は本発明が用い
られている車載用冷蔵庫の一実施例回路構成を示
している。

本発明に係わる車載用冷蔵庫の位相制御装置を
説明する前に、本発明が用いられる車載用冷蔵庫
の概略及び本発明が用いられている回路構成を説
明する。

第３図において、１は制御回路、１−１は温度
検出部、１−２は演算部、１−３はドライブ回
路、２，３は温度検出器、４は変圧器、５は圧縮
機、６は凝縮器、７は減圧器、８は冷蔵庫、８−
１はエバポレータを表している。

図中、制御回路１は温度検出部１−１、演算部
１−２およびドライブ回路１−３によつて構成さ
れ、圧縮機５によつて吸入される冷媒の飽和蒸気
圧に対応する温度を検出する温度検出器（T_s）
２および圧縮機５によつて圧縮され吐出された冷
媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する温度検
出器（T_d）３からの夫々の信号に基づいて当該
圧縮機５が共振状態で駆動されるような周波数の
駆動信号を供給するためのものである。なお温度
検出部１−１において検出される温度は、実質的
には、吸入側の冷媒の圧力と吐出側の冷媒の圧力
とに対応する温度となつていると考えてよい。

制御回路１から供給された駆動信号によつて生
成された駆動電源の供給を受けた振動式の圧縮機
５は、冷媒を圧縮して気体および液体の混合した
形のものを凝縮器６に供給して熱を放出させて液
化させている。そして、該液化された冷媒は減圧
器７を介して冷蔵庫８内に設けられたエバポレー
タ８−１で気化し、気化熱を奪つて当該冷蔵庫８
を冷却するものである。該気化熱を奪つた冷媒は
再度圧縮機５によつて圧縮される。以上の如きク
ローズド・サイクルを繰り返すことにより、エバ
ポレータ８−１から奪われた熱が凝縮器６から熱
の形で放出されることとなる。以下制御回路１の
動作を詳述する。

図中、温度検出部１−１は温度検出器（例えば
サーミスタ）２，３によつて検出された信号を所
定の電気信号に変換するためのものである。

図中演算部１−２は温度検出部１−１によつて
電気信号の形に変換された「吸入圧力に対応する
温度」および「吐出圧力に対応する温度」に基づ
いて圧縮機５が共振状態で駆動する周波数に対応
する電圧を生成するためのものである。そして、
ドライブ回路１−３は演算部１−２から供給され
た電圧に対応する形の周波数の駆動信号を図中ト
ランジスタTR₁およびTR₂に供給して、図示直流
電源Vccから変圧器４の１次側巻線にいわば矩形
波の形であつて極性が異なる巻線に対して交互に
切り換わる態様で電流を供給するためのものであ
る。該変圧器４の２次側巻線から得られた交流電
圧は圧縮機５に供給され、当該圧縮機５は常に共
振する状態で駆動、即ち最大効率で駆動されるこ
ととなる。

第４図の本発明が用いられている車載用冷蔵庫
の一実施例回路構成において、符号１−１，１−
２，１−３，２ないし５、TR₁，TR₂は第３図の
ものと同じであるのでその説明は省略する。

符号９はサーモ装置、１０はエバポレータ温度
比較器、１１はトランス、１２は交流検出器、１
３はサージ吸収回路、１４は過電流検出回路、１
５，１６はリレー、１７，１８はアンド回路、１
９，２０はオア回路、２１はインバータ、２２，
２３はダイオード、２４はボリユーム、２５はシ
ヤントを表している。

サーモ装置９は冷蔵庫の室内温度を設定するた
めのものであり、該サーモ装置９に設けられいる
ボリユーム２４の設定に応じて冷蔵庫の室内温度
が変化せしめられる。

エバポレータ温度比較器１０は、上記ボリユー
ム２４で設定された冷蔵庫の室内温度の信号とエ
バポレータ８−１の温度を検出している温度検出
器２からの信号とを電気的に比較し、サーモ装置
９側の設定温度がエバポレータ８−１側の温度よ
り高くなつたとき、論理「Ｈ」を出力する。該論
理「Ｈ」の出力はオア回路２０を介してドライブ
回路１−３に対するストツプ信号となると共に、
アンド回路１７を介してリレー１６の接点をオフ
にさせ、該リレー１６を介してトランス４、すな
わちトランジスタTR₁，TR₂への直流電源の供給
を遮断させる。

トランス１１は、車載用冷蔵庫が商用電源に接
続されたとき、その検出のため該商用電源の電圧
を降下させるためのもので、２次側に接続されて
いる交流検出器１２へ商用電源の降下電圧を供給
する。

交流検出器１２は商用電源が入力されたかどう
かを検出するもので、商用電源が入力されたと
き、論理「Ｌ」を出力する。該論理「Ｌ」は否定
入力端子をもつオア回路２０を介してドライブ回
路１−３に対するストツプ信号となると共に、ア
ンド回路１７を介してリレー１６の接点をオフに
させ、該リレー１６を介してトランス４、すなわ
ちトランジスタTR₁，TR₂への直流電源の供給を
遮断させる。またアンド回路１８を介してリレー
１５の接点をオンにさせ、該リレー１５を介して
トランス４へ交流電源を供給させる。

サージ吸収回路１３は、入力される直流電源の
サージ電圧を吸収してドライブ回路１−３へ直流
電源を供給すると共に、入力される直流電源の電
圧が定められた電圧より高いときに論理「Ｈ」を
出力する。該論理「Ｈ」はオア回路１９を介して
ドライブ回路１−３に対しトランジスタTR₁，
TR₂の出力をコントロールさせ、圧縮機５のスト
ロークを制御させる。

過電流検出回路１４は、シヤント２５と共にト
ランジスタTR₁，TR₂に流れる過電流を検出する
ものであり、過電流検出回路１４が過電流を検出
すると、ドライブ回路１−３に対しトランジスタ
TR₁，TR₂の動作を停止させる出力オフ・ラツチ
信号を出力して、トランジスタTR₁，TR₂等の破
損を防止する。

次に第１図、第２図を用いて本発明を詳細に説
明する。

第１図において、符号３ないし５，TR₁，TR₂
は既に説明した第３図のものに対応しており、符
号３１は駆動電源発生部、３２はスイツチング制
御回路、３３はレベル変換回路、３４はコンパレ
ータ、３５，３６はアンド回路、３７ないし３９
は抵抗、４０はコンデンサ、４１は増幅器を表し
ている。

スイツチング制御回路３２は、第３図の制御回
路１に相当し、該スイツチング制御回路３２の出
力Ｑ，Ｑとスイツチング用のトランジスタTR₁，
TR₂との間にアンド回路３５，３６がそれぞれ接
続されている。該アンド回路３５，３６の各入力
の一端は共にコンパレータ３４の出力に接続さ
れ、該コンパレータ３４の非反転入力端子にはコ
ンデンサ４０が接続されている。該コンデンサ４
０はスイツチング制御回路３２からの出力電圧に
よつて充電されるので、該コンデンサ４０の両
端、すなわちコンパレータ３４の非反転入力端子
には第２図に示された三角波電圧が入力される。
コンパレータ３４の反転入力端子はレベル変換回
路３３の出力端、すなわち点Ｂに接続されてい
る。該レベル変換回路３３は増幅器４１、抵抗３
７ないし３９から構成されており、温度検出器３
に発生した電圧を適宜増幅し、上記コンパレータ
３４の反転入力端子に入力される基準電圧を作成
している。温度検出器３は第３図で説明した如
く、圧縮機５から吐出された冷媒の飽和蒸気圧に
対する温度を検出する、例えばサーミスタであ
る。該温度検出器３は凝縮器６に取り付けられた
ものであり、第３図で説明した如く、圧縮機５に
よつて圧縮され吐出された冷媒の飽和蒸気に対す
る温度を検出する温度検出素子そのものである。
従つて車載用冷蔵庫が存在する雰囲気温度を該温
度検出器３が検出し、該温度検出器３が検出する
検出温度に応じてレベル変換回路３３の出力は変
化するようになつている。

今、例えば温度検出器３の検出温度が低くなつ
たとき、レベル変換回路３３の出力、すなわち点
Ｂの基準電圧は予め設定された基準電圧e₀からe₁
（e₁＞e₀）へ変化する。コンパレータ３４の非反
転入力端子にはコンデンサ４０に充電された三角
波電圧が印加されているので、コンパレータ３４
が論理「Ｈ」を出力する期間は、第２図に示され
た如くT₀からT₁（T₀＜T₁）へ減少する。そして
コンパレータ３４の出力はアンド回路３５，３６
のゲート信号となつているので、ゲート回路３
５，３６の出力は第２図の斜線に示されたような
期間に減少する。これらの減少した信号でスイツ
チング用のトランジスタTR₁，TR₂を制御するこ
とになり、該トランジスタTR₁，TR₂をオンとす
る時間が減少する方向に位相制御される。これに
より、変圧器４を介して圧縮機５へ電源を供給す
る駆動電源電圧が降下し、圧縮機５を直接駆動さ
せるモータのストロークが減少する方向に制御さ
れ、モータの保護がなされるようになる。

また逆に温度検出器３の検出温度が上昇する
と、上記スイツチング用トランジスタTR₁，TR₂
をオンとする時間が増加する方向に位相制御され
る。従つて圧縮機５を駆動する駆動電源電圧が上
昇する方向に動作する。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、車載用冷
蔵庫の雰囲気に応じてスイツチング用のトランジ
スタを位相制御するようにしたので、圧縮機に電
源を供給する駆動電源発生部の電源電圧が変化
し、特に車載用冷蔵庫の雰囲気が低くなつたと
き、圧縮機への供給電源電圧が低下してモータの
ピストン・ストロークが短くなり、モータの保護
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は本発
明の動作波形図、第３図は本発明が用いられる車
載用冷蔵庫の概略構成図、第４図は本発明が用い
られている車載用冷蔵庫の一実施例回路構成、第
５図は従来の圧縮機駆動制御方式を説明する説明
図、第６図は第５図図示の圧縮機駆動制御方式の
動作を説明する動作説明図を示している。 図中、１は制御回路、１−１は温度検出部、１
−２は演算部、１−３はドライブ回路、２，３は
温度検出器、４は変圧器、５は圧縮機、６は凝縮
器、７は減圧器、８は冷蔵庫、８−１はエバポレ
ータ、３１は駆動電源発生部、３２はスイツチン
グ制御回路、３３はレベル変換回路、３４はコン
パレータ、３５，３６はアンド回路、３７ないし
３９は抵抗、４０はコンデンサ、４１は増幅器を
表している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷に対応した所定の周波数を用いて振動式
   の圧縮機を駆動制御する圧縮機駆動制御方式にお
   いて、前記圧縮機によつて吸入される冷媒の飽和
   蒸気圧に対応する温度を検出する吸入冷媒温度検
   出器と、前記圧縮機によつて圧縮され吐出された
   冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する吐出
   冷媒温度検出器と、前記吸入冷媒温度検出器およ
   び前記吐出冷媒温度検出器によつて夫々検出され
   た温度信号に基づいて所定の周波数の駆動電源を
   発生する駆動電源発生部とを備え、該駆動電源発
   生部には三角波電圧と位相制御用電圧とを入力す
   ることにより出力Ｑ，を発生させるスイツチン
   グ制御回路を具備し、該駆動電源発生部によつて
   発生された駆動電源を用いて上記圧縮機を駆動す
   る圧縮機駆動制御装置であつて、上記吐出冷媒温
   度検出器によつて検出され、その検出温度に応じ
   た基準電圧を生成するレベル変換回路と、上記吐
   出冷媒温度検出器の検出温度に応じて変動するレ
   ベル変換回路の基準電圧と上記スイツチング制御
   回路に印加されている三角波電圧とを比較するコ
   ンパレータとを設けると共に、上記吐出温度検出
   器の検出温度に応じて変動する該コンパレータの
   出力をゲートとしてスイツチング制御回路の出力
   Ｑ，をそれぞれ通過させるゲート回路をそれぞ
   れ設け、吐出冷媒温度検出器の検出温度に応じて
   駆動電源発生部の駆動電源電圧を制御するように
   したことを特徴とする車載用冷蔵庫の位相制御装
   置。