JPS582485A - 冷房装置における可変容量圧縮機の運転制御方法 - 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】 本発明は負荷状況Ｇこ応して稼働容量を変えることかで
きる特１こ車両空調用に好癲な可変容量圧縮機の運転制
御方法に関するものである。

一般蔭こ、車両用冷房装置においては、ダクト内にファ
ン、冷凍サイクルのエバポレータ、ダンパ及びエンジン
の冷却水を利用し１こヒータ等が配設されており、車室
温度のコントロールは塔乗首がレバーを操作して前記ダ
ンパを回動することにより行なわれている。この１こめ
、車室温度が適温まで下がつ１コ後は前記ダンパを調節
しないと温度が下がり過ぎるので、エバポレータで冷し
過ぎ１こ望見をヒータにより加熱することｆこなり、従
って、圧縮機の効率が低下し、動力損失が大きくなると
いう欠陥があつｒこ。

本発明の第一の目的は、単室等の被冷房室内の温度を検
出し、この温度が設定温度になつｆコとき可変容量圧縮
機の容量切換えを行なうことにより、最初（こタンパを
操作するコントロールレバーを所定位置蛋こ調節してお
けば、あとはそのままの状態で利用者に快適な室内温度
制御を行なうことができるとともに、室温の調節も容易
で、圧縮機の効率を硯め動力損失を防ぐことができる冷
房装置における可変容量圧縮機の運転制御方法を提供す
ることにある。

不発明の第二の目的は室内温度が設定温度となり、かつ
その温度変化率が設定変化率マリも大きいとき【こは容
量ダウンを行ない、小さいときには室内温度が前記設定
温度よりも低い別の設定温度になつｒことき谷童ダウン
を行なうこと憂こより、あるいは室内温度が設定温度と
なり、かつ圧縮機の始動時からの運転時間が設定時間よ
りも短いときには容量ダウンを行ない、長いときには室
内温度が前記設定温度よりも低い別の設定温度になっＴ
コとき容量ダウンを行なうことにまり、前記第一の目的
に加えて冷房負荷１こ応じて容量切換回数を調節し、一
層効率のよい運転を行なうことができる可変容量圧縮機
の運転制御方法を提供することにある。

以下、不発明の第一の目的を達成する運転制御方法を車
両用冷房装置に具体化し１こ第一実施例を第１図及び第
２図について説明する。

まず、この実施例の制御方法に使用される冷房装置の概
要を第１図Ｇこついて説明すると、図中１、はエンジン
、２はこのエンジン１により駆動萎れる可変容量圧縮機
であって、この実施例では稼働容量を５０％と１００％
の二段階に切換えることができる斜板式のものを使用し
ている。この圧縮機はフロント及びリヤ側の圧縮室と吐
出室とをつなぐ吐出口用の吐出弁のうち、ｉツヤ側の吐
出弁を・スプリングを介して常には開放位置に浮上堡持
せしめるとともに、吐出弁の背面側、′ｌこ冷凍サイク
ルの吐出圧を作用させることで同吐出弁を正規の閉゛鎖
位置に保持させるようにしＴコ容量切換機構６を備えて
いる。（同一出願人になる特願昭５５−１５１２９８号
）。この斜板式圧縮機の外に三段階以上無段階に容量切
換えを行なうことができる各種圧縮機を用いてもよい。

１１１Ｊ　ｉ６圧縮機２の吐出フランジ４と吸入フラン
ジ５には、冷凍サイクルを構成するコンヂ−サ６、レシ
ーバ７、エキスパンションバルブ８及びエバポレータ９
が直列に接続されている。

−万、ダクト１０内にはファン１１、前記エバポレータ
９、ダンパ１２及びエンジン１の冷却水＋利用しＴこヒ
ータ１６が順次配設され、コントロールレバー（図示路
）を操作することにより前記ダンパ１２を位置調節し、
ダク１−１０の吹田口１４から吹き出される空気の温度
を必要に応じ調節可能である。

又、車室内の適当な場所（風、直射日光が当らないとこ
ろが望ましい）には、車室温度を検出する温度センサ１
５が配設されている。この温度センサ１５と前記容量切
換機構３との間には、制御器１６が接続されていて、本
実施例ではこの制御器の温度比較判別回路（図示路）に
より予め定められｒコ設定温度Ｔ２（例えは２３℃）と
温度センサ１５により検出□されＴコ車室温ｉＴとを比
較判別し、車室温１３［Ｔか前記設定温度Ｔ２になつｒ
コとき、前記制御器１６の動作回路（図示路）から前記
容量切換機構６に対し容量ダウン信号を出力し、反対に
前記車室温度Ｔが設定温度Ｔ＋（例えば２５℃）となつ
Ｔコとき、容量切換機構乙に対し容量アップ信号を出力
するよう番こしている。

又、前記制御器１６は圧縮機２の電磁クラッチ（図示略
角こ電気的に接続されており、車室温度Ｔが設定温ｆ　
Ｔ　４　（例えば２０℃）になると同制ｗＪＡ器１６か
ら前記電磁クラッチをＯＦＦする信号を出力し、車室温
度Ｔが設定温度Ｔｓ（例えば２２ｐ）になると電磁クラ
ッチ４ＯＮする信号を出力するよう〔こしている。

前記制御＋ａ１６により設定され１こ温度Ｔｌ″−Ｔ４
ハ温度コントロールスイッチ１７により連動しであるい
はそれぞれ独立して調節し得るよう蛋こなつ・でおり、
搭乗者に適しＴコ単室温度に設定可能である。又、これ
らの温度Ｔｌ−Ｔ４の間にはＴ＋＞Ｔ２＞Ｔ８＞Ｔ４の
関係が成立するようにしている。

次に、前記のように構成し１こ冷房装置をもとに本発明
の運転制御方法を説明する。

今、冷Ｓ装置の起動スイッチ（図示路）Ｉこより電磁ク
ラッチがＯＮされると、圧縮機は５０％容量で起動され
、その後吐出圧が上昇して吐出弁が正規の閉鎮位置Ｇこ
移！ｏされると、５０％から１００％谷輩に切換えられ
る。吐出フランジ４から吐出されγこ圧縮冷媒ガスはコ
ンデンサ６、レシーバ７及ヒエキスパンジヨンバルブ８
を経てエバポレータ９へと送られ、ここでファン１１に
より強制移送される空気によって熱交換されＴコ後、吸
入フランジ５から圧縮機２内に吸い込まれる。エバポレ
−タ９を通過して冷Ｔこ（なつｆこ空気の一部はヒータ
ー１３を通って加熱され冷却空気と合流して吹き出し口
１４から吹き出され、車室内が冷却される。

車室温度Ｔは運転時１ｋＩｈの経過につれて次第Ｇこ降
下していくが、これを第２図に示すグラフ（こついて見
てみると、まず停止時には温度センサ１５は外気とほぼ
同じ温度（３０〜４０℃）を検出しており、圧縮機の運
転初期ｌこは車室内の温度がまだ高くて冷房負荷か大き
い１こめに熱交換が効率的に行なわれて車室温度Ｔが急
激に降下する。そして、運転時間の経過につれて車室温
度Ｔが低下し熱交換効率が低下してくるとその下降も緩
かになっていき、同車室温度Ｔが設定温度Ｔ２（２３℃
）になると、制御器１６から〒量ダウン信号が出力され
て容量切換機構６１こより圧縮機が１００％から５０％
稼働に切換えられる。

こうして容量ダウンしても圧縮機の冷房能力がやや大き
い場合には、第２図実線で示すようＥこ単室温度Ｔは緩
かに低下してい（。そして、車室内か充分冷却され車室
温度Ｔが設定温度Ｔ４（２０℃）になると、電磁クラッ
チがＯＦＦされて５０％稼働していＴコ圧縮機が停止さ
れる。なお、圧縮機の停止後車室温度Ｔが上昇して設定
温度Ｔ３（２２℃）に達しＴこときクラッチがＯＮされ
、再び圧縮機が５０％で駆動され、以下同様番こして０
％、５０％の容量切換えが交互に行なわれる。

反対〔こ、圧縮機が１００％から５０％稼働１こ切換え
られ１こが、これでは冷房能力が不足しているとき〔こ
は、車室温度Ｔは第２図破線で示すように上昇していき
設定温度Ｔ１２５℃）ｌこなると、制御器１６から容置
アップ信号が出力されて圧縮機が５０％から１００．％
稼働Ｅこ切換えられる。こうして冷房能力が大きくなっ
て車室温度Ｔが低くなり、再び設定温ｐｉＴ２（２３′
ｃ）になると、圧縮機は１００％から５０％稼働に切換
えられ、以下同様にして５０％、’　１００％の容量切
換えが交互ｆこ行なわれる。

前述のよう１こして圧縮機の運転制御が行なわれるか、
不発間第−実施例１こおいては、車室温度Ｔを検出して
こＱ）温度が設定温度Ｔ２になっＴコとき１００％から
５０％Ｅこ容量ダウンし、冷房負荷が小さいときには設
定温度Ｔ４．Ｔｌ１１こより０％。

５０％の容量切換えを行ない、冷房負荷が大きいときに
は、設定温度Ｔ２．Ｔ目こより５０％、１００％の容量
切換えを行なうようにし１こので、ダンパ１２の位置と
無関係に圧縮機の容量切換えによって車室温度を制御す
ることができ、この１こめダンパ１２をある適当な位置
に一部セットしておけばあとは全く調節を行なう必要は
なく、従って冷し過ぎの空気を加熱するという無駄をな
くして圧縮機を効率的に運転して動力損失を少くするこ
とができる。

又、不発明実施例においては、車室温度Ｔを検出するよ
うにしているので、温度コントロールスイッチ１７を操
作することにより搭乗者に適し１こ車室温度の調節を簡
単に行なうことができる。

次に、本発明の第二の目的を達成する第二実施例を第３
図について説明する。

車室温度Ｔは前述しγこように運転時間りの経過にとも
なって下降し、この変化率をθとすると、で表わされる
。そして、この変化率θは冷房負荷が小さいほど大きく
、冷房負荷が大きいほど小さくなるので、例えば設定温
度Ｔ２（２３℃）付近における変化率θが予め設定しｒ
こ設定変化率θＣよりも大きいか小さいかを比較判別す
れば、冷房負荷の度合を知ることができる。そこで、こ
の第二実施例は前述し１こ制御器１６に対し、車室温度
Ｔが設定温度Ｔ２を下方へ越え１こ状態において同温度
Ｔ２付近における検出変化率θが設定変化率θＣよりも
大きいときに容量ダウンを行なわせ、小さいときにはさ
らに前記温度Ｔ２よりも低い設定温［Ｔａになつｆこと
き容量ダウンを行なわせるｒコめの温度変化率θ、θＣ
の比較判別回路（図示略）及び動作回路（図示略）を設
けることにより、冷房負荷が小さく冷房能力に余裕があ
るときには容量切換えを早く行ない、冷房負荷が大きく
冷房す目方に余裕がないときには、容量切換えを遅くし
て切換動作が頻繁に行なわれるのを防止するようにして
いる。

すなわち、冷房能力に余裕がない状態で第３図に示すよ
うに車室温度Ｔが設定温度Ｔ２となるＰ点で容量ダウン
を行なうと、同図二点鎖線で示すように車室温度Ｔが設
定温度Ｔ１となるＱ点で容量アップが行なわれるが、こ
の第三実施例では車室温１３ｊＴが設定温度Ｔ２よりも
低い設定温度Ｔ８となるＲ点で容量ダウンを行ｉうので
、容量ダウン時期がＰ点よりも遅くするとともに、容量
アップ時期Ｓ点もＱ点より遅くなるのである。

なお、設定温度Ｔ２で容量ダウンしても能力が過剰の場
合、車室温度Ｔが設定温度Ｔ５まで下がつｒコときクラ
ッチが切れ圧縮機が停止される。車室温度Ｔが設定温度
Ｔ４まで上昇し１ことき再びクラッチが入り圧縮機は５
０％で運転される。

次Ｇこ、本発明の第二の目的を達成する第三実施例を第
４図擾こついて説明する。

この実施例は圧縮機が運転を開始してからの時間をタイ
マーによりカウントし、この運転時間りが予め設定し１
こ設定時間ｈｃよりも短い状態において、車室温度Ｔか
設定温度Ｔ２になつｒコとき圧縮機の容量ダウンを行な
うようにするとともに１、運転時間りが設定時間ｈｅを
オーパージｒコ状態では、車室温度Ｔが設定温度Ｔ２に
なっても圧縮機の容量ダウンは行なわず、Ｔ２よりも低
い設定温度Ｔ８になつｆことき容量ダウンを行なうよう
にａ■記制御器１′６を構成している。従って、この第
三実施例もｎａ記第二実施例と同様に冷房能力に応じて
容量ダウン・アンプの切換時期を調節して効率、のよい
運転を行なうことができるという特徴があるが、その他
の構成及び効果は前記第一実施例と同様である。

なお、不発明は次のような実施例で具体化することも可
能である。

（１）エバポレータ９から吸入フランジ５を結ぶ管路の
途中に一層の高級車に使用される蒸発圧力を一定に保持
するＴこめのＥＰＲ（エバポレータ・プレッシャー・レ
ギュレータ）を接続すること。この場合にはエバポレー
タ９内が０℃以下にならないので、第一実施例のＴａ、
Ｔ４．第二、第三実施例のＴ４．Ｔ５の設定は不要で、
圧縮機は冷房始動スイッチを切らない限りＯＦＦになら
ない。

（２）　　エバポレータ９のフロスト防止のＴこめエバ
ポレータ９の出口温度を検出する温度センサをダクト１
０内に配設して、フロスト前に圧縮機を一時的にＯＦＦ
するようにすること。

なお、前記実施例において設定温度Ｔ＋−Ｔ６にそれぞ
れ一定の温度差をもＴコせｆコのは、容量切換動作、ク
ラッチ人切動作を確実に行なうＴコめである。

以上詳述しγこように本発明は、ダンパを操作しなくて
も圧縮機の容量切換えによって単室等の温度を制御する
ことができるとともに、温度コントロールスイッチによ
り室温を利用者■こ最適な温度に簡単に調節することが
でき、圧縮機を効率面に゛運転して動力損失を少くする
ことができ、さらに冷房負荷に応じて圧縮機の容量切換
時期を調節でき一層効率旧な運転を行なうことができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の可変容量圧縮機の運転制御方法に使用
される車両用冷房装置の一実施例を示す略体図、第２図
〜第４図はそれぞれ第一〜第三実施例における圧縮機の
運転時間と車室温度との関係を示すグラフである。 可変容量圧縮機２、容量切換機構６、温度センサ１５、
制御器１６、車室温度Ｔ、設定温１ｆ：’ｒＬ〜Ｔ５、
温度変化率θ、設定変化率θ０１運転時間り、設定時間
ｈｅ０ 特許出願人　　株式会社豊田自動織機製作所゛　　　　
　代　理　人　　弁理士　恩　１）　博　宣第１図 ÷Ｍｌ倒ト一　−〜曽− トｌ−１！−ｍｌ−Ｉ ロロＯＯ 、ｂ　ｉ６ ２’／Ｈ 膿のへ口 へへ〜へ 一の一〇φ Ｎ〜〜〜−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　容量切換機構Ｅこより冷房負荷に応じて容量すなわ
   ち冷房能力を切換調節し得る可変容量圧縮機から圧縮ガ
   スを冷凍サイクルに送って冷房作用を行なわせγこ後、
   熱交換を終えＴコガスを再び前記圧縮機に吸入するよう
   １こしＴコ冷房方法において、被冷房室内の温度を温度
   七ンサにより検出して、この室内温度と予め設定されｒ
   コ設定温度とを比較判別手段により比較判別し、前記室
   内温度が設定温度になつ１ことき、動作手段【こまり前
   記容量切換機Ｐ４を作動させて圧縮機の容量を調節する
   ことを特徴とする可変容量圧縮機の運転制御方法。 ２　前記室内温度が比較判別手段の低い万の設定温度に
   まで降下し１ことき、動作手段により圧縮機が容量ダウ
   ンに切換えられ、その後室内温度が上昇して比較判別手
   段の扁い万の設定温度になつｒコとき、動作手段により
   圧縮機が容量アップに切換えられる特許請求の範囲第１
   項記載の冷房装置における可変容量圧縮機の運転制御方
   法。 ３　圧縮機を容量ダウンに切換えＴこのちも前記温度が
   降下し、容量ダウンの設定温度よりも低いさらに別の設
   定温度に達しＴコとき、駆動力を圧縮機Ｇこ伝達する１
   こめのクラッチを断とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の冷房装置ｔこおける可変容量圧縮機
   の運転制御方法。 ４　前記クラッチを継とするＴこめの設定温度を、ＭＵ
   記ツクラッチ断とするＴこめの設定温度より高くし１こ
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の冷房装
   置Ｅこおける可変容量圧縮＃１９）運転制御方法・ ５、設定温度は温度コントロールスイッチによう連動し
   て調節可能である特許請求の範囲第１項番こ記載の冷房
   装置における可変容量圧縮機の運転制御方法。 ６　容量切換機構〔こより冷房負荷に応じて容量すなわ
   ち冷房能力を切換調節し得る可変容量圧縮機力）ら圧縮
   ガスを冷凍サイクルに送って冷房作用を行なわせＴコ挟
   、熱交換を終えｒコガスを再び前記圧縮機に吸入するよ
   うにしＴコ冷房方法薔こおいて、被冷房室内の温度を温
   度センサにより検出し、この検出温度と予め設定されｆ
   コ設定温度とを比較判別手段により比較判別し、前記室
   内温度が設定温度にまで降下し、かつ室内温度の変化率
   と予め設定され１こ設定変化率とを変化率比較判別手段
   により比較判別して室内温度の変化率が設定変化率より
   も大きいとさ、動作手段によ’ＪＲ記容麓切換機構を作
   動させて圧縮機の容量ダウンを行ない、室内温度の変化
   率が設定変化率よりも小さいときには目Ｍ記設定温度よ
   りも低い別お設定温度になつＴコとき、圧縮機の容量ダ
   ウンを行なうことを特徴とする可変容量圧縮機の運転制
   御方法。 ７　容量切換機構をこまり冷房負荷に応じて容量丁なわ
   ら冷房能力を切換調節し得る可変容量圧縮機ρ）ら圧縮
   ガスを冷凍サイクルに送って冷房作用を行なわせｒコ後
   、熱交換を終えｆコカスを再びＢ−ｕ記圧縮機に吸入す
   るようにしＴコ冷房方法において、被冷房室内の温度を
   温度センサにより検出し、この室内温度と予め設定され
   Ｔコ設定温度とを比較判別手段Ｅこより比較判別し、ｍ
   Ｕ記室円温度が設定温度にまで降下し、かつ圧縮機が運
   転を開始してから゛タイマーにより時間を検出してこの
   時間が予め設定され１こ設定時間とを比較判別手段によ
   り比較判別して運転時間が設定時間内にあるとき、動作
   手段によりＲ？Ｊ記酋量切換機構を作動させて圧縮機の
   容量ダウンを行ない、運転時間が設定時間を越えている
   ときには、前記設定温度まりも低い別の設定温度になつ
   １ことき圧縮機の容量ダウンを行なうことを特徴とする
   可変容量圧縮機の運転制御方法。