JPH0732869A - 自動車用空気調和装置のコンプレッサ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒をＨＦＣ１３４ａに交換するときにＣＦ
Ｃ１２用コンプレッサを流用した場合に急加速運転時の
ようなコンプレッサ高回転時においてコンプレッサを保
護しうる「自動車用空気調和装置のコンプレッサ制御装
置」を提供すること。 【構成】 コンプレッサ１の吐出圧力を検出する吐出圧
力検出器４と、イグニッションコイル２からエンジン回
転信号を入力しエンジン回転数相当の信号を出力するＥ
ＣＣＳコントロールユニット３と、コンプレッサ１の吐
出圧力があらかじめ設定された所定値Ａ以上になりかつ
エンジン回転数があらかじめ設定された所定値Ｂ以上に
なったときにエアコンリレー１２をオフしてコンプレッ
サ１を一時的にオフさせる制御を行うアンプ５とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空気調和装置
のコンプレッサ制御装置に係り、特に熱交換媒体である
冷媒をＣＦＣ１２からＨＦＣ１３４ａに交換するときに
ＣＦＣ１２用のコンプレッサを流用しつつその保護を図
ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車用空気調和装置の冷凍サイ
クルは、コンプレッサ、コンデンサ、リキッドタンク、
膨脹弁、エバポレータを配管により連結し、中に熱交換
媒体である冷媒を封入して構成されている。コンプレッ
サは、エバポレータから過熱蒸気の状態で吸入した冷媒
を断熱圧縮して高温高圧のガス状冷媒にし、これをコン
デンサに送り込むものであって、コンプレッサを作動さ
せることによって冷媒が冷凍サイクル内を循環しエアコ
ンが機能するようになっている。

【０００３】このように、コンプレッサは冷凍サイクル
（エアコンサイクル）を機能させる上で重要な役目を果
たしているため、従来から、コンプレッサを破損等から
守りその耐久性を向上させるために構造の面からだけで
なく制御の面からもコンプレッサの保護が図られてい
る。たとえば、コンプレッサの吸入側（低圧側）に低圧
圧力スイッチ、コンプレッサの吐出側（高圧側）に高圧
圧力スイッチや高温スイッチ等を設け、これらのスイッ
チによりそれぞれコンプレッサの耐久性に問題が生じる
おそれがある条件が検出されると、エアコンリレーを強
制的にオフさせ、コンプレッサの保護を行っている。

【０００４】ところで、従来、自動車用空気調和装置で
用いる熱交換媒体としては一般にフロン系冷媒が使用さ
れているが、最近では、このフロンガスによるオゾン層
の破壊が地球規模の環境問題として注目され、フロンガ
スの使用も禁止ないし規制の方向にある。

【０００５】したがって、自動車用空気調和装置におい
ても、従来から使用されているフロン系冷媒の一種であ
るいわゆるＣＦＣ１２という冷媒を廃止し、オゾン層を
破壊するおそれの少ないいわゆるＨＦＣ１３４ａという
冷媒に変更する傾向にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＨＦＣ１３
４ａという冷媒は、ＣＦＣ１２と種々の熱的特性が異な
ることから、ＨＦＣ１３４ａを用いて所望の冷房性能を
得ようとすれば、冷凍サイクルを構成するコンプレッ
サ、コンデンサ、膨脹弁、エバポレータという各構成要
素をすべて新規なものに交換しなければならない。たと
えば、コンプレッサに関して言えば、ＨＦＣ１３４ａを
用いた場合にはコンプレッサの吐出圧力（高圧圧力）が
ＣＦＣ１２を用いた場合と比べて約２０％程高くなり、
コンプレッサの耐久性の悪化やサイクルバランスの変化
などの問題が生じるため、コンプレッサをＨＦＣ１３４
ａ用のものに交換することが望ましい。しかし、これに
はかなりのコストがかかり、すべての構成要素を交換す
る場合にはなおさらコストの増大は避けられない。

【０００７】そこで、次善の策として、冷凍サイクルの
各構成要素としてＣＦＣ１２のものを流用し、たとえば
コンプレッサの保護については、別途、制御の面から保
護を図ることが考えられる。この点、前述した従来のコ
ンプレッサの保護制御によれば、通常の車両運転では十
分にエアコンサイクルの保護に役立つが、たとえば急加
速運転時のようにコンプレッサの高回転を伴う車両運転
時には、前述のようにＨＦＣ１３４ａの使用により吐出
圧力がかなり高くなっており、しかも各スイッチがエン
ジン回転信号に対して１次遅れで反応するため圧力検知
や昇温検知が遅れてしまうために、一時的にコンプレッ
サの耐久上厳しい状況が成り立ちうる。つまり、従来の
制御にあっては、冷媒をＨＦＣ１３４ａに交換した場合
にコンプレッサ高回転時にコンプレッサの保護を図れな
いおそれがある。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、熱交換媒体である冷媒をＣ
ＦＣ１２からＨＦＣ１３４ａに交換するときにＣＦＣ１
２用のコンプレッサを流用しつつ、コンプレッサの耐久
上問題がある領域においてそのコンプレッサの保護をな
しうる自動車用空気調和装置のコンプレッサ制御装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、コンプレッサの吐出圧力を検出するコンプ
レッサ吐出圧力検出手段と、前記コンプレッサの回転数
を検出するコンプレッサ回転数検出手段と、前記コンプ
レッサの吐出圧力があらかじめ設定された所定値以上に
なりかつ前記コンプレッサの回転数があらかじめ設定さ
れた所定値以上になったときに前記コンプレッサを保護
する制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】このように構成した本発明にあっては、コンプ
レッサ吐出圧力検出手段はコンプレッサの吐出圧力を検
出し、コンプレッサ回転数検出手段はコンプレッサの回
転数を検出する。制御手段は、コンプレッサ吐出圧力検
出手段により検出されたコンプレッサの吐出圧力があら
かじめ設定された所定値以上になり、かつ、コンプレッ
サ回転数検出手段により検出されたコンプレッサの回転
数があらかじめ設定された所定値以上になったときに、
コンプレッサを保護する制御を行う。このように、コン
プレッサの吐出圧力と回転数の両信号によりコンプレッ
サの保護制御が行われるため、冷媒をＣＦＣ１２からＨ
ＦＣ１３４ａに交換するときにＣＦＣ１２用のコンプレ
ッサを流用した場合に特に耐久上問題となるコンプレッ
サ高回転時における耐久性が維持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示す回路図、図２は
本発明の制御方法の説明図である。

【００１２】図１に示す制御回路は、熱交換媒体である
冷媒をＣＦＣ１２からＨＦＣ１３４ａに交換するときに
ＣＦＣ１２用のコンプレッサ１を流用しつつ、コンプレ
ッサ１の耐久上問題がある領域においてそのコンプレッ
サ１を一時的に強制的にオフする制御を行うものであっ
て、コンプレッサ１の吐出圧力があらかじめ設定された
所定値Ａ以上になり、かつ、コンプレッサ１の回転数に
比例する車両のエンジン回転数があらかじめ設定された
所定値Ｂ以上になった時にマグネットクラッチを一時的
に遮断してコンプレッサ１をオフするように構成されて
いる。

【００１３】すなわち、図１の制御回路は、イグニッシ
ョンコイル２からのエンジン回転信号やその他各種セン
サなどの入力信号によりエンジンを総合的に制御するＥ
ＣＣＳ（エンジン集中電子制御システム）コントロール
ユニット３と、コンプレッサ１の吐出圧力が所定値Ａ以
上になったことを検出する吐出圧力検出器４とを有し、
これらはアンプ５に接続されている。吐出圧力検出器４
は、たとえば、冷媒の圧力を三段階にわたってそれぞれ
検出しうるトライナリースイッチで構成されている。ア
ンプ４はさらに、ＥＣＣＳコントロールユニット３から
のエンジン回転数相当の出力パルスの波形を整形する波
形整形回路６と、前記出力パルスの周波数を電圧に変換
するＦ／Ｖ変換回路７と、吐出圧力検出器４の検出結果
に基づいて所定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路
８と、Ｆ／Ｖ変換回路７からの出力電圧Ｖｒと基準電圧
発生回路８からの基準電圧Ｖｆとを比較する比較器９
と、この比較器９の出力に基づいてコンプレッサ１を駆
動させるコンプレッサ駆動回路１０とで構成されてい
る。また、比較器９の出力側とマイナス（−）入力側と
の間には、切換点付近での動作の安定を図るため切換点
にヒステリシスを設けるためのヒステリシス回路１１が
接続されている。さらに、このアンプ５には、各回路に
電力を供給するための図示しない電源回路が設けられて
いる。アンプ５のコンプレッサ駆動回路１０はエアコン
リレー１２のコイル１２ａに接続されている。また、エ
アコンリレー１２の接点１２ｂはコンプレッサ１の図示
しないマグネットクラッチに接続されている。なお、ア
ンプ５は、簡単に後付けできるよう、サブハーネスを用
いて車両ハーネスに直接結線されている。また、コンプ
レッサ吐出圧力検出手段は吐出圧力検出器４、コンプレ
ッサ回転数検出手段はイグニッションコイル２とＥＣＣ
Ｓコントロールユニット３、制御手段はアンプ５により
それぞれ構成されている。

【００１４】前述したように、冷媒をＨＦＣ１３４ａに
交換した場合には吐出圧力が上昇するなどしてたとえば
急加速運転時のようなコンプレッサ高回転時に一時的に
コンプレッサの耐久上厳しい状況が成り立ちうるため、
本実施例では、冷媒をＨＦＣ１３４ａに交換した場合に
コンプレッサ１の耐久上最も厳しい領域を回避すべく、
図２に示すような制御方法を用いている。すなわち、コ
ンプレッサ１の吐出圧力がＡ（たとえば２０）Kg/cm2G
以上でありかつコンプレッサ回転数に比例するエンジン
回転数がＢ（たとえば５０００）rpm 以上である領域を
コンプレッサ１の耐久上最も厳しい領域として制御領域
とし、この制御領域においてコンプレッサ１を一時的に
オフする制御を行っている。制御領域を画するコンプレ
ッサ吐出圧力のＡ値とエンジン回転数のＢ値とは、あら
かじめ実験に基づいて適当に設定しておく。そして、制
御領域以外の領域、つまりコンプレッサ１の吐出圧力が
ＡKg/cm2G より小さくまたはエンジン回転数がＢrpm よ
り小さい領域については、これを通常作動域として通常
のコンプレッサ制御を行うようにしている。

【００１５】こうした制御を実現するためにアンプ５の
前記各回路はさらに具体的に次のように構成されてい
る。前述のように、比較器９のプラス（＋）側入力には
Ｆ／Ｖ変換回路７からエンジン回転数（ひいてはコンプ
レッサ回転数）に相当する出力電圧Ｖｒが入力され、比
較器９のマイナス（−）側入力には基準電圧発生回路８
からの基準電圧Ｖｆが入力されるが、ここで基準電圧発
生回路８は、吐出圧力検出器４がオフしている時、つま
りコンプレッサ１の吐出圧力が所定値Ａより小さい時に
は基準電圧ＶｆとしてたとえばＦ／Ｖ変換回路７の最高
出力値Ｃ（たとえば１２）ボルトを出力し、一方で吐出
圧力検出器４がオンしている時、つまりコンプレッサ１
の吐出圧力が所定値Ａ以上に上昇した時には基準電圧Ｖ
ｆとしてたとえばエンジン回転数Ｂに相当するＦ／Ｖ変
換回路７の出力値Ｄ（たとえば１０．５でＤ＜Ｃ））ボ
ルトを出力する。比較器９は二つの入力電圧ＶｒとＶｆ
の値を比較し、Ｖｒ＜Ｖｆのとき低電圧を出力し、Ｖｒ
≧Ｖｆのとき高電圧を出力する。そして、コンプレッサ
駆動回路１０は、比較器７の出力電圧が低電圧のときエ
アコンリレー１２をオンしてコンプレッサ１を駆動さ
せ、一方で比較器７の出力電圧が高電圧のときエアコン
リレー１２をオフしてコンプレッサ１を停止させるよう
に構成されている。なお、本実施例のようにコンプレッ
サ１の回転数をエンジン回転数として検出する場合に
は、車種ごとにプーリー比が異なるため車種ごとに回路
定数を適当に変更しておく。

【００１６】次に、このように構成されたアンプ５の動
作を説明すると、吐出圧力検出器４がオフしている時、
つまりコンプレッサ１の吐出圧力が所定値Ａより小さい
時には、基準電圧発生回路８は基準電圧ＶｆとしてＦ／
Ｖ変換回路７の最高出力値Ｃボルトを出力するので、Ｆ
／Ｖ変換回路７の出力電圧Ｖｒの値にかかわらず、つま
りエンジン回転数（またはコンプレッサ回転数）にかか
わらずＶｒ＜Ｖｆが成立し、比較器９からは低電圧が出
力される。したがって、コンプレッサ駆動回路１０はエ
アコンリレー１２をオンしてコンプレッサ１のマグネッ
トクラッチを入れてコンプレッサ１を作動させる。これ
に対し、吐出圧力検出器４がオンしている時、つまりコ
ンプレッサ１の吐出圧力が所定値Ａ以上に上昇した時に
は、基準電圧発生回路８は基準電圧Ｖｆとしてエンジン
回転数Ｂに相当するＦ／Ｖ変換回路７の出力値Ｄボルト
を出力する。よって、実際のエンジン回転数相当のＦ／
Ｖ変換回路７の出力電圧Ｖｒに応じて、エンジン回転数
がＢrpm より小さい時にはＶｒ＜Ｖｆが成立するので、
同じく比較器９から低電圧が出力され、コンプレッサ駆
動回路１０によりエアコンリレー１２がオンされコンプ
レッサ１が駆動される。一方で、エンジン回転数がＢrp
m 以上に達した時にはＶｒ≧Ｖｆが成立するので、比較
器９からは高電圧が出力され、コンプレッサ駆動回路１
０はエアコンリレー１２をオフしてコンプレッサ１のマ
グネットクラッチを遮断しコンプレッサ１の作動を停止
させる。

【００１７】なお、他の実施例として、図示しないが、
エアコンカット時にタイマー機能を付加することも可能
である。たとえば、上記のようにコンプレッサ吐出圧力
とエンジン回転数が図２の制御領域に入った時にコンプ
レッサ１をオフしてエアコンをカットするが、その際
に、制御領域に入るとただちにエアコンをカットすると
ともにタイマーを起動し、所定時間（たとえば１０〜２
０秒）経過後にエアコンカットを解除する制御を行った
り、あるいは、制御領域に入るとただちにタイマーを起
動して制御領域に入っている時間をカウントし、所定時
間（たとえば５〜１０秒）以内であればエアコンをカッ
トしないが、当該所定時間以上になればエアコンをカッ
トする制御を行う。

【００１８】したがって、本実施例によれば、熱交換媒
体である冷媒をＣＦＣ１２からＨＦＣ１３４ａに交換す
るときにＣＦＣ１２用のコンプレッサ１を流用する場合
において、コンプレッサ吐出圧力とエンジン回転数の両
信号によりコンプレッサ１のオンオフ制御を行うアンプ
５を設けて、コンプレッサ１の耐久限界領域（図２の制
御領域参照）においてコンプレッサ１を一時的にオフす
るようにしたので、急加速運転時のようなコンプレッサ
高回転時にもコンプレッサ１がオフされるようになり、
コンプレッサ１の破損のおそれがなくなり、コンプレッ
サ１の耐久性を維持することが可能となる。

【００１９】また、タイマー機能を付加した場合には、
必要以上にエアコンカットすることがなくなるため、空
調の快適性との両立をより高次元で図ることができる。

【００２０】なお、本実施例では、コンプレッサ１の回
転数を直接検出する代わりにエンジン回転数を検出して
いるが、これに限定されるものではなく、センサ等の追
加が許容されれば、もちろん、コンプレッサ１の回転数
を直接検出するようにしても良い。

【００２１】また、アンプ５の具体的な回路構成は本実
施例のものに限定されるわけではなく、同じ機能を実現
しうる限り任意に変更して良いことはもちろんである。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、コン
プレッサの吐出圧力と回転数の両信号によりコンプレッ
サの保護制御を行うようにし、冷媒をＣＦＣ１２からＨ
ＦＣ１３４ａに交換するときにＣＦＣ１２用のコンプレ
ッサを流用した場合に特に耐久上問題となるコンプレッ
サ高回転時の領域においてコンプレッサを保護するよう
にしたので、高回転時におけるコンプレッサの耐久性が
維持されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図

【図２】本発明の制御方法の説明図

【符号の説明】

１…コンプレッサ ２…イグニッションコイル（コンプレッサ回転数検出手
段） ３…ＥＣＣＳコントロールユニット（コンプレッサ回転
数検出手段） ４…吐出圧力検出器（コンプレッサ吐出圧力検出手段） ５…アンプ（制御手段） １２…エアコンリレー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサ（１）の吐出圧力を検出す
   るコンプレッサ吐出圧力検出手段（４）と、 前記コンプレッサ（１）の回転数を検出するコンプレッ
   サ回転数検出手段（２、３）と、 前記コンプレッサ（１）の吐出圧力があらかじめ設定さ
   れた所定値以上になりかつ前記コンプレッサ（１）の回
   転数があらかじめ設定された所定値以上になったときに
   前記コンプレッサ（１）を保護する制御を行う制御手段
   （５）と、 を有することを特徴とする自動車用空気調和装置のコン
   プレッサ制御装置。