JP2009063233A

JP2009063233A - Control method of refrigerating cycle

Info

Publication number: JP2009063233A
Application number: JP2007231488A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method capable of reducing costs of a refrigerating cycle comprising an internal heat exchanger, and improving efficiency of a system. <P>SOLUTION: An inexpensive solenoid expansion valve of solenoid operation with a simple constitution is used as an expansion valve 4 for controlling a flow rate of a refrigerant supplied to an evaporator 5 according to differential pressure between an inlet pressure and an outlet pressure of the evaporator 5 by being closed when electric power is not distributed, and opened when electric power is distributed while setting a set differential pressure according to a value of electric current flowing to the solenoid, a degree of superheat is determined on the basis of a pressure and a temperature of the refrigerant detected at a low pressure-side outlet of an internal heat exchanger 6, and the value of electric current flowing to the solenoid is determined to keep the degree of superheat at a prescribed degree of superheat. Further a temperature of the refrigerant at a discharge side of a variable displacement compressor 1 is detected, and the prescribed degree of superheat is changed as much as possible according to the temperature to improve the efficiency of the system. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は冷凍サイクルの制御方法に関し、特に膨張弁に導入される高圧冷媒と圧縮機に戻される低圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えた自動車用空調装置のための冷凍サイクルの制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for a refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration for an automotive air conditioner having an internal heat exchanger that exchanges heat between a high-pressure refrigerant introduced into an expansion valve and a low-pressure refrigerant returned to a compressor. The present invention relates to a cycle control method.

自動車用空調装置の冷凍サイクルは、一般に、車両走行用のエンジンによって駆動される圧縮機と、圧縮機によって圧縮された高温・高圧のガス冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された液冷媒を蓄えておくレシーバと、高温・高圧の液冷媒を絞り膨張させて低温・低圧の気液混合蒸気にする膨張弁と、膨張された冷媒を蒸発させて圧縮機へ戻す蒸発器とを備えている。 The refrigeration cycle of an automotive air conditioner generally stores a compressor driven by an engine for vehicle travel, a condenser that condenses the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor, and the condensed liquid refrigerant. And an expansion valve that squeezes and expands the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant into a low-temperature and low-pressure gas-liquid mixed vapor, and an evaporator that evaporates the expanded refrigerant and returns it to the compressor.

このような冷凍サイクルにおいて、液冷媒を絞り膨張させる膨張弁として、蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知してその蒸発器出口の冷媒が所定の過熱度になるように蒸発器へ供給する冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁を用いることが多い。 In such a refrigeration cycle, as an expansion valve that squeezes and expands the liquid refrigerant, the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator is sensed and supplied to the evaporator so that the refrigerant at the outlet of the evaporator reaches a predetermined degree of superheat. In many cases, a temperature-type expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant to be used is used.

また、冷凍サイクルのシステムの効率を上げるために、内部熱交換器を備えたものが知られている（たとえば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の冷凍サイクルは、冷媒に自然冷媒を使用したものであるが、フロン系の冷媒を使用した冷凍サイクルにおいても同様に、システムの効率を向上させることができる。内部熱交換器は、レシーバから膨張弁に至る経路を流れる高温・高圧の液冷媒と、蒸発器から圧縮機に至る経路を流れる低温・低圧のガス冷媒との間で熱交換を行うように構成されている。これによって、膨張弁に入る冷媒が内部熱交換器によってさらに冷却されることで膨張弁入口の冷媒のエンタルピを低下させ、同時に、蒸発器を出た冷媒が内部熱交換器によってさらに過熱されることで圧縮機入口の冷媒のエンタルピを上昇させることになって、蒸発器入口と圧縮機入口とのエンタルピ差を大きくできることから、冷凍サイクルの成績係数を大きくすることができ、システムの効率および冷凍能力を向上させることができる。
特開２００１−１０８３０８号公報 Moreover, in order to raise the efficiency of the system of a refrigerating cycle, what was equipped with the internal heat exchanger is known (for example, refer patent document 1). Although the refrigeration cycle described in Patent Document 1 uses a natural refrigerant as a refrigerant, the efficiency of the system can be improved in a refrigeration cycle using a chlorofluorocarbon refrigerant as well. The internal heat exchanger is configured to exchange heat between the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant flowing through the path from the receiver to the expansion valve and the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing through the path from the evaporator to the compressor. Has been. As a result, the refrigerant entering the expansion valve is further cooled by the internal heat exchanger, thereby reducing the enthalpy of the refrigerant at the inlet of the expansion valve, and at the same time, the refrigerant exiting the evaporator is further superheated by the internal heat exchanger. This increases the enthalpy of the refrigerant at the compressor inlet, which can increase the enthalpy difference between the evaporator inlet and the compressor inlet, thus increasing the coefficient of performance of the refrigeration cycle, and improving the efficiency and refrigeration capacity of the system. Can be improved.
JP 2001-108308 A

しかしながら、膨張弁として用いられている温度式膨張弁は、冷媒と同じようなガスが封入され、蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知して流量を制御する弁部分を駆動するような比較的高価なパワーエレメントを備えているため、自動車用空調装置のコストが高くなるという問題点があった。また、温度式膨張弁は、蒸発器の出口における冷媒の温度および圧力を感知してその蒸発器出口の冷媒が所定の過熱度になるように蒸発器へ供給する冷媒の流量を正確に制御するものであるが、内部熱交換器を備えた冷凍サイクルでは、過熱度制御された冷媒が内部熱交換器によってさらに過熱される。しかし、その過熱量は、レシーバから膨張弁に向かって流れる高圧の液冷媒の流量および温度に依存するため、圧縮機への吸入ガスの温度が高くなり過ぎるようなことがあると、圧縮機から吐出される冷媒の温度が高くなり過ぎてしまい圧縮機の潤滑オイルが熱劣化してしまうことがあるという問題点もあった。 However, a temperature type expansion valve used as an expansion valve is filled with a gas similar to that of a refrigerant, and senses the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator to drive a valve portion that controls the flow rate. Since a relatively expensive power element is provided, there is a problem that the cost of the air conditioner for automobiles is increased. The temperature expansion valve senses the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator and accurately controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator so that the refrigerant at the outlet of the evaporator reaches a predetermined degree of superheat. However, in the refrigeration cycle provided with the internal heat exchanger, the refrigerant whose superheat degree is controlled is further superheated by the internal heat exchanger. However, since the amount of superheat depends on the flow rate and temperature of the high-pressure liquid refrigerant flowing from the receiver toward the expansion valve, if the intake gas temperature to the compressor becomes too high, the compressor There is also a problem that the temperature of the discharged refrigerant becomes too high and the lubricating oil of the compressor may be thermally deteriorated.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの膨張弁のコストを低減可能にしながら、圧縮機に吸入される冷媒の温度が高くなり過ぎることがないようにした冷凍サイクルの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and the temperature of the refrigerant sucked into the compressor becomes too high while the cost of the expansion valve of the refrigeration cycle having the internal heat exchanger can be reduced. It is an object of the present invention to provide a control method for a refrigeration cycle in which there is no occurrence.

本発明では上記問題を解決するために、レシーバから膨張弁に向かう高温・高圧の冷媒と蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの制御方法において、前記膨張弁は、前記蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、前記ソレノイドに流す電流値は、前記可変容量圧縮機に吸入される冷媒が所定の過熱度を維持するように設定されることを特徴とする冷凍サイクルの制御方法が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, a double-pipe structure that performs heat exchange between a high-temperature and high-pressure refrigerant from the receiver to the expansion valve and a low-temperature and low-pressure refrigerant from the evaporator to the variable capacity compressor. In the control method of the refrigeration cycle provided with the internal heat exchanger, the expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator. The solenoid-operated electromagnetic expansion valve is set in accordance with the current value that flows to the solenoid when the valve is de-energized and the differential pressure that is set when the valve is opened when energized. There is provided a control method for a refrigeration cycle, wherein the refrigerant sucked into the capacity compressor is set so as to maintain a predetermined degree of superheat.

このような冷凍サイクルの制御方法によれば、膨張弁として、蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて蒸発器に供給する冷媒の流量を制御する構成の電磁膨張弁であるため、膨張弁のコストを低減させることができ、その電磁膨張弁を可変容量圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を検出して流量制御するので、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の温度が高くなり過ぎることがなくなる。 According to such a control method of the refrigeration cycle, the expansion valve is an electromagnetic expansion valve configured to control the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator. The cost of the expansion valve can be reduced, and the electromagnetic expansion valve detects the superheat degree of the refrigerant sucked into the variable capacity compressor and controls the flow rate, so that the temperature of the refrigerant sucked into the variable capacity compressor can be controlled. It will not be too high.

本発明の冷凍サイクルの制御方法は、高価な温度式膨張弁の代わりに蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて蒸発器に供給する冷媒の流量を制御する電磁膨張弁を使用したことで、自動車用空調装置のコストを低減でき、その電磁膨張弁を、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の過熱度を検出して制御することで、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の温度が異常に高くなることがなくなるという利点がある。また、制御しようとする過熱度を内部熱交換器の低圧側出口における冷媒の圧力および温度から求めているので、可変容量圧縮機に吸入される冷媒は、確実に所定の過熱度を持つことができ、液分を含む冷媒が吸入されることはない。さらに、電磁膨張弁としたことで、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の過熱度は、温度式膨張弁のように固定されたものではなく、自由に変更することができるので、制御の自由度を大幅に向上させることができる。 The refrigeration cycle control method of the present invention uses an electromagnetic expansion valve that controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator instead of the expensive temperature expansion valve. As a result, the cost of the air conditioner for automobiles can be reduced, and the electromagnetic expansion valve detects and controls the degree of superheat of the refrigerant sucked into the variable capacity compressor, so that the refrigerant sucked into the variable capacity compressor There is an advantage that the temperature of the battery does not become abnormally high. Further, since the degree of superheat to be controlled is obtained from the pressure and temperature of the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger, the refrigerant sucked into the variable capacity compressor can surely have a predetermined degree of superheat. The refrigerant containing the liquid component is not sucked. In addition, since the electromagnetic expansion valve is used, the degree of superheat of the refrigerant sucked into the variable capacity compressor is not fixed like the temperature type expansion valve, and can be freely changed. The degree can be greatly improved.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図、図２は膨張弁の構成例を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram illustrating a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to a first control method, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an expansion valve.

この冷凍サイクルは、車両のエンジンルーム内に配置されて、冷媒を圧縮する可変容量圧縮機１と、圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器２と、凝縮された冷媒を気液に分離して液冷媒を送り出すレシーバ３とを備えている。車室内には、液冷媒を断熱膨張させる膨張弁４と、膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器５とが配置されている。そして、レシーバ３および可変容量圧縮機１と膨張弁４との間は、二重管構造の内部熱交換器６によって接続されている。また、蒸発器５の近傍には、これらに車室内の空気を通過させるための送風機７が設けられている。 This refrigeration cycle is arranged in an engine room of a vehicle, and a variable capacity compressor 1 that compresses the refrigerant, a condenser 2 that cools and condenses the compressed refrigerant, and separates the condensed refrigerant into gas and liquid. And a receiver 3 for sending out the liquid refrigerant. An expansion valve 4 for adiabatic expansion of the liquid refrigerant and an evaporator 5 for evaporating the expanded refrigerant are disposed in the vehicle interior. The receiver 3 and the variable capacity compressor 1 and the expansion valve 4 are connected by an internal heat exchanger 6 having a double pipe structure. In addition, a blower 7 is provided in the vicinity of the evaporator 5 for allowing the air in the passenger compartment to pass therethrough.

膨張弁４は、蒸発器５の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて蒸発器５に送り出す冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁である。そのソレノイドに流す電流値は、制御部８によって制御される。その制御部８には、内部熱交換器６の低圧側出口に設置された圧力センサ９および温度センサ１０が接続され、さらに、必要に応じて、可変容量圧縮機１の高圧側、たとえばレシーバ３に設置された圧力センサ１１または可変容量圧縮機１の吐出側に設置された温度センサ１２が接続される。 The expansion valve 4 controls the flow rate of the refrigerant sent to the evaporator 5 according to the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator 5, and is closed when not energized and opened when energized. This solenoid-operated electromagnetic expansion valve is set in accordance with the value of the current flowing through the solenoid. The value of the current flowing through the solenoid is controlled by the control unit 8. A pressure sensor 9 and a temperature sensor 10 installed at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 are connected to the control unit 8, and further, if necessary, the high pressure side of the variable capacity compressor 1, for example, the receiver 3. Or a temperature sensor 12 installed on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is connected.

膨張弁４は、図２に示したように、一方では、二重管構造の内部熱交換器６に直接接続され、他方では、蒸発器５の冷媒入口および冷媒出口に直接接続するような構成を有している。なお、蒸発器５は、複数のアルミニウムのプレートを積層して構成され、そのヘッダ部分に、冷媒を導入する冷媒入口配管１５および冷媒を導出する冷媒出口配管１６を有している。冷媒出口配管１６は、冷媒入口配管１５を囲うように冷媒入口配管１５と概略同軸に配置されて二重管構造になっている。そして、この蒸発器５は、炉中ろう付け加工にて、積層されたプレートを同時に溶接することによって形成されるが、このとき、冷媒入口配管１５および冷媒出口配管１６も一緒に溶接されて一体に形成されている。 As shown in FIG. 2, the expansion valve 4 is connected directly to the internal heat exchanger 6 having a double-pipe structure on the one hand and directly connected to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet of the evaporator 5 on the other hand. have. The evaporator 5 is configured by laminating a plurality of aluminum plates, and has a refrigerant inlet pipe 15 for introducing a refrigerant and a refrigerant outlet pipe 16 for leading out the refrigerant at a header portion thereof. The refrigerant outlet pipe 16 is disposed substantially coaxially with the refrigerant inlet pipe 15 so as to surround the refrigerant inlet pipe 15 and has a double pipe structure. The evaporator 5 is formed by simultaneously welding the stacked plates by brazing in the furnace. At this time, the refrigerant inlet pipe 15 and the refrigerant outlet pipe 16 are also welded together and integrated. Is formed.

膨張弁４は、図２の左右方向に延びる主円柱部２０にこれに直交して図２の下方向に延びる副円柱部２１が結合された外形を有するボディ２２を備えている。その副円柱部２１は、二重管構造の内部熱交換器６の配管と接続される配管接続部を構成している。主円柱部２０および副円柱部２１は、それら三方の端面形状がそれぞれ二重管構造を有している。主円柱部２０は、その中央に膨張弁の可動部が収容される中央孔が軸方向に貫通形成され、その中央孔の周囲には蒸発器５から導入された低圧冷媒を流す複数の通路が軸方向に貫通形成されている。そのため、好ましくは、このボディ２２は、中央孔および／または複数の通路が中空押し出し加工によってあらかじめ成形された中空押し出し成形材が使用され、それを加工して三方が二重管構造になるように機械加工している。 The expansion valve 4 includes a body 22 having an outer shape in which a sub-cylindrical portion 21 extending in a downward direction in FIG. 2 is coupled to a main cylindrical portion 20 extending in the left-right direction in FIG. The sub-cylindrical part 21 constitutes a pipe connection part connected to the pipe of the internal heat exchanger 6 having a double pipe structure. The main cylindrical portion 20 and the sub-cylindrical portion 21 have double-pipe structures in their three end face shapes. The main cylindrical portion 20 has a central hole in the center of which the movable portion of the expansion valve is accommodated in the axial direction, and a plurality of passages through which the low-pressure refrigerant introduced from the evaporator 5 flows around the central hole. It is formed penetrating in the axial direction. Therefore, preferably, the body 22 uses a hollow extruded material in which a central hole and / or a plurality of passages are pre-formed by a hollow extrusion process, so that the three sides are processed into a double tube structure. Machined.

主円柱部２０の中央孔の中ほどには、弁軸ガイド２３およびリング状の弁座２４がかしめ加工によってボディ２２に固定されている。その弁座２４に対して接離自在に弁体２５が配置されている。弁体２５は、スプリング２６によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング２６は、主円柱部２０の蒸発器５側に形成された二重管の内管に圧入されているばね受け部材２７によって受けられている。スプリング２６の荷重は、二重管の内管に圧入されるばね受け部材２７の圧入量によって調整されている。 In the middle of the central hole of the main cylindrical portion 20, a valve shaft guide 23 and a ring-shaped valve seat 24 are fixed to the body 22 by caulking. A valve body 25 is disposed so as to be able to contact and separate from the valve seat 24. The valve body 25 is urged in the valve closing direction by a spring 26, and the spring 26 is press-fitted into a double pipe inner pipe formed on the evaporator 5 side of the main columnar part 20. 27 has been received. The load of the spring 26 is adjusted by the press-fitting amount of the spring receiving member 27 that is press-fitted into the inner pipe of the double pipe.

弁体２５は、弁座２４および弁軸ガイド２３を介して軸方向に延びる弁軸２８と一体に形成されている。弁軸２８の弁体２５が形成されている側とは反対側の端部には、筒状受圧部材２９が外嵌され、その筒状受圧部材２９よりも弁体２５側の弁軸２８には、シール用のＯリング３０が周設されている。筒状受圧部材２９を摺動自在に支持している主円柱部２０の中央孔である二重管の内管の内径は、弁座２４の弁孔の内径に概略等しくしてあり、これによって、弁体２５が高圧の圧力を開弁方向に受ける有効受圧面積とＯリング３０が高圧の圧力を閉弁方向に受ける有効受圧面積とが概略等しくなるので、弁体２５が開弁方向に受ける高圧の圧力をＯリング３０が閉弁方向に受ける同じ圧力によってキャンセルするようにしている。 The valve body 25 is formed integrally with a valve shaft 28 extending in the axial direction via the valve seat 24 and the valve shaft guide 23. A tubular pressure receiving member 29 is fitted on the end of the valve shaft 28 opposite to the side on which the valve body 25 is formed, and the valve shaft 28 closer to the valve body 25 than the tubular pressure receiving member 29 is fitted to the valve shaft 28. Is provided with an O-ring 30 for sealing. The inner diameter of the inner pipe of the double pipe, which is the central hole of the main cylindrical portion 20 that slidably supports the cylindrical pressure receiving member 29, is approximately equal to the inner diameter of the valve hole of the valve seat 24, thereby The effective pressure receiving area in which the valve body 25 receives a high pressure in the valve opening direction and the effective pressure receiving area in which the O-ring 30 receives the high pressure in the valve closing direction are substantially equal, so that the valve body 25 receives in the valve opening direction. The high pressure is canceled by the same pressure that the O-ring 30 receives in the valve closing direction.

主円柱部２０のばね受け部材２７が圧入されている側にて二重管構造に形成されたものの内管は、この膨張弁４の低圧冷媒出口３１を構成し、その外周に形成された環状溝は、蒸発器５から戻ってきた冷媒を受け入れる環状の戻り低圧冷媒入口３２を構成している。ここで、この膨張弁４の低圧冷媒出口３１となる内管は、蒸発器５の冷媒入口配管１５に嵌合され、その嵌合部はＯリングによってシールされている。また、膨張弁４の戻り低圧冷媒入口３２となる外管は、蒸発器５の冷媒出口配管１６に嵌合され、先端部を全周かしめ加工することによって蒸発器５と機械的に結合され、その冷媒出口配管１６との嵌合部は、Ｏリングによってシールされている。 The inner tube of the double cylindrical structure formed on the side where the spring receiving member 27 of the main cylindrical portion 20 is press-fitted constitutes the low-pressure refrigerant outlet 31 of the expansion valve 4 and is formed on the outer periphery thereof. The groove constitutes an annular return low-pressure refrigerant inlet 32 that receives the refrigerant returned from the evaporator 5. Here, the inner pipe that becomes the low-pressure refrigerant outlet 31 of the expansion valve 4 is fitted into the refrigerant inlet pipe 15 of the evaporator 5, and the fitting portion is sealed by an O-ring. Further, the outer pipe serving as the return low-pressure refrigerant inlet 32 of the expansion valve 4 is fitted into the refrigerant outlet pipe 16 of the evaporator 5 and mechanically coupled to the evaporator 5 by caulking the tip part all around, The fitting portion with the refrigerant outlet pipe 16 is sealed by an O-ring.

主円柱部２０の中央孔における弁軸ガイド２３の設置空間は、副円柱部２１に形成された二重管構造の内管に連通され、主円柱部２０の中央孔の周りにその中央孔と平行に形成された通路は、副円柱部２１に形成された内管と外管との間の空間に連通されている。ここで、副円柱部２１の内管は、高圧冷媒入口３３を構成し、副円柱部２１の内管と外管との間の空間は、この膨張弁４を通過した冷媒が可変容量圧縮機１の吸入口に戻される戻り低圧冷媒出口３４を構成している。したがって、膨張弁４の高圧冷媒入口３３となる内管は、レシーバ３からの高温・高圧の液冷媒が供給される高圧配管１７が嵌合され、Ｏリングによってシールされている。また、膨張弁４の戻り低圧冷媒出口３４となる外管は、戻り低圧配管１８に嵌合され、先端部に内嵌したバックアップリング３５を固定するようにその全周をかしめ加工することによって戻り低圧配管１８と機械的に結合され、戻り低圧配管１８との嵌合部は、Ｏリングによってシールされている。この副円柱部２１に接続される高圧配管１７および戻り低圧配管１８は、これらの間に図示しない複数の伝熱フィンが螺旋状に配置されて概略同軸の二重管構造になっており、これが、図１の内部熱交換器６を構成している。 The installation space of the valve shaft guide 23 in the central hole of the main cylindrical portion 20 is communicated with the inner tube of the double pipe structure formed in the sub-cylindrical portion 21, and the central hole and the central hole around the central hole of the main cylindrical portion 20. The passages formed in parallel communicate with the space between the inner tube and the outer tube formed in the sub-cylindrical portion 21. Here, the inner tube of the sub-cylindrical portion 21 constitutes a high-pressure refrigerant inlet 33, and the space between the inner tube and the outer tube of the sub-cylindrical portion 21 is a variable capacity compressor in which the refrigerant that has passed through the expansion valve 4 A return low-pressure refrigerant outlet 34 that is returned to the suction port 1 is configured. Therefore, the inner pipe serving as the high-pressure refrigerant inlet 33 of the expansion valve 4 is fitted with the high-pressure pipe 17 to which the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant from the receiver 3 is supplied and is sealed by the O-ring. Further, the outer pipe serving as the return low-pressure refrigerant outlet 34 of the expansion valve 4 is fitted into the return low-pressure pipe 18 and is returned by caulking the entire circumference so as to fix the backup ring 35 fitted inside the tip. It is mechanically coupled to the low-pressure pipe 18 and the fitting portion with the return low-pressure pipe 18 is sealed by an O-ring. The high pressure pipe 17 and the return low pressure pipe 18 connected to the sub-cylindrical portion 21 have a substantially coaxial double pipe structure in which a plurality of heat transfer fins (not shown) are spirally arranged between them. 1 constitutes the internal heat exchanger 6 of FIG.

主円柱部２０の蒸発器５と結合される側の反対側も二重管構造になっていて、その外管の開口端は、ソレノイド３６によって閉止されている。このソレノイド３６は、コア３７を有し、そのフランジ部は、二重管構造の外管を全周かしめ加工することによって主円柱部２０に気密に結合されている。コア３７には、弁軸２８と同軸方向に伸びる有底スリーブ３８の開口端が嵌合され、その有底スリーブ３８の中にプランジャ３９が配置されている。このプランジャ３９は、コア３７を貫通して弁軸２８と同軸方向に伸びるシャフト４０に固定され、そのシャフト４０は、コア３７に圧入して固定された軸受部４１および有底スリーブ３８の底部に形成された軸受部４２によって軸方向に進退自在に保持されている。ソレノイド３６は、また、有底スリーブ３８の外側にコイル４３が周設され、ヨーク４４によって囲撓されている。したがって、この膨張弁４は、コイル４３への通電がないときには、弁体２５がスプリング２６の付勢力によって弁座２４に着座され、閉弁している。コイル４３への通電があるときには、プランジャ３９がコア３７により吸引され、スプリング２６の付勢力に抗してプランジャ３９に固定されたシャフト４０が弁体２５と一体の弁軸２８を開弁方向に押し、開弁させる。その弁体２５のリフトは、コイル４３に給電される電流の大きさによって設定される。 The opposite side of the main cylindrical portion 20 to the side connected to the evaporator 5 has a double tube structure, and the open end of the outer tube is closed by a solenoid 36. This solenoid 36 has a core 37, and its flange portion is airtightly coupled to the main cylindrical portion 20 by caulking the outer tube of a double tube structure all around. The core 37 is fitted with an open end of a bottomed sleeve 38 extending coaxially with the valve shaft 28, and a plunger 39 is disposed in the bottomed sleeve 38. The plunger 39 is fixed to a shaft 40 that penetrates the core 37 and extends coaxially with the valve shaft 28, and the shaft 40 is fitted to the bottom of the bearing portion 41 and the bottomed sleeve 38 that are press-fitted and fixed to the core 37. The formed bearing portion 42 is held so as to be movable forward and backward in the axial direction. In the solenoid 36, a coil 43 is provided around the outer side of the bottomed sleeve 38 and is surrounded by a yoke 44. Therefore, in the expansion valve 4, when the coil 43 is not energized, the valve body 25 is seated on the valve seat 24 by the urging force of the spring 26 and is closed. When the coil 43 is energized, the plunger 39 is attracted by the core 37 and the shaft 40 fixed to the plunger 39 against the urging force of the spring 26 opens the valve shaft 28 integrated with the valve body 25 in the valve opening direction. Push to open. The lift of the valve body 25 is set according to the magnitude of the current supplied to the coil 43.

以上の構成の膨張弁４において、自動車用空調装置が運転を停止しているときには、ソレノイド３６のコイル４３には給電されないので、図２に示したように、弁体２５がスプリング２６の付勢力によって弁座２４に着座されているので、膨張弁４は閉弁していることになる。 In the expansion valve 4 having the above-described configuration, when the vehicle air conditioner is not operating, power is not supplied to the coil 43 of the solenoid 36. Therefore, as shown in FIG. Therefore, the expansion valve 4 is closed.

ここで、自動車用空調装置が起動され、ソレノイド３６のコイル４３に通電されると、その通電電流の大きさに応じて弁体２５がリフトし、膨張弁４は開弁する。レシーバ３から内部熱交換器６の高圧配管１７を通じて高温・高圧の液冷媒が高圧冷媒入口３３に供給されると、その液冷媒は、弁座２４と弁体２５との間の隙間を通って低圧冷媒出口３１へ流出する。このとき、冷媒は、断熱膨張されて低温・低圧の気液混合蒸気の冷媒となり、冷媒入口配管１５を介して蒸発器５へ導入される。なお、図中の矢印は、冷媒の流れ方向を示している。蒸発器５では、導入された冷媒は、車室内の空気との熱交換により蒸発されて冷媒出口配管１６から流出する。その蒸発された冷媒は、環状の戻り低圧冷媒入口３２より膨張弁４に導入され、主円柱部２０内の複数の低圧冷媒の通路を通じて戻り低圧冷媒出口３４から内部熱交換器６の戻り低圧配管１８に流入する。内部熱交換器６を通過した冷媒は、その端部で分岐された低圧配管を介して可変容量圧縮機１の吸入口へ吸入される。 Here, when the automotive air conditioner is activated and the coil 43 of the solenoid 36 is energized, the valve body 25 is lifted according to the magnitude of the energized current, and the expansion valve 4 is opened. When high-temperature and high-pressure liquid refrigerant is supplied from the receiver 3 to the high-pressure refrigerant inlet 33 through the high-pressure pipe 17 of the internal heat exchanger 6, the liquid refrigerant passes through the gap between the valve seat 24 and the valve body 25. It flows out to the low-pressure refrigerant outlet 31. At this time, the refrigerant is adiabatically expanded to become a low-temperature / low-pressure gas-liquid mixed vapor refrigerant, and is introduced into the evaporator 5 through the refrigerant inlet pipe 15. In addition, the arrow in a figure has shown the flow direction of the refrigerant | coolant. In the evaporator 5, the introduced refrigerant is evaporated by heat exchange with the air in the passenger compartment and flows out from the refrigerant outlet pipe 16. The evaporated refrigerant is introduced into the expansion valve 4 from the annular return low-pressure refrigerant inlet 32, passes through a plurality of low-pressure refrigerant passages in the main cylindrical portion 20, and returns from the low-pressure refrigerant outlet 34 to the return low-pressure pipe of the internal heat exchanger 6. 18 flows into. The refrigerant that has passed through the internal heat exchanger 6 is sucked into the suction port of the variable capacity compressor 1 through a low-pressure pipe branched at the end thereof.

ここで、高圧配管１７によって供給される冷媒の膨張弁入口圧力をＰｏ、断熱膨張された冷媒の膨張弁出口圧力（蒸発器入口圧力）をＰｘ、蒸発器５から戻ってきた冷媒の蒸発器出口圧力をＰｅとすると、弁体２５には、閉弁方向に蒸発器入口圧力Ｐｘが加わり、弁体２５と一体の弁軸２８および筒状受圧部材２９の端面には、開弁方向に蒸発器出口圧力Ｐｅが加わっている。したがって、弁体２５、弁軸２８および筒状受圧部材２９の一体の組立体には、蒸発器５の入口圧力と出口圧力との差圧（Ｐｘ−Ｐｅ）が加わっているので、その組立体は、この膨張弁４で差圧（Ｐｘ−Ｐｅ）を感知する差圧感知部を構成していることになる。 Here, the expansion valve inlet pressure of the refrigerant supplied through the high-pressure pipe 17 is Po, the expansion valve outlet pressure (evaporator inlet pressure) of the adiabatically expanded refrigerant is Px, and the evaporator outlet of the refrigerant returned from the evaporator 5 When the pressure is Pe, the evaporator inlet pressure Px is applied to the valve body 25 in the valve closing direction, and the end face of the valve shaft 28 and the tubular pressure receiving member 29 integral with the valve body 25 is exposed to the evaporator in the valve opening direction. The outlet pressure Pe is applied. Therefore, since the differential assembly (Px-Pe) between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator 5 is applied to the integral assembly of the valve body 25, the valve shaft 28, and the cylindrical pressure receiving member 29, the assembly. This constitutes a differential pressure sensing unit that senses the differential pressure (Px−Pe) with the expansion valve 4.

膨張弁４がソレノイド３６に流す電流値によって設定される所定の弁リフトにて冷媒を蒸発器５に供給しているとき、蒸発器５を通過する冷媒の流量が増加して蒸発器５での圧力損失が増加すると、蒸発器前後差圧（Ｐｘ−Ｐｅ）が大きくなるので、弁体２５は閉弁方向に移動して流量を絞るように作用する。逆に、蒸発器５を通過する冷媒の流量が減少して蒸発器前後差圧（Ｐｘ−Ｐｅ）が小さくなると、弁体２５は開弁方向に移動して流量を増やすように作用する。したがって、この膨張弁４は、蒸発器５の入口と出口との圧力差が一定になるよう制御することで、蒸発器５に送り出される冷媒の流量を概略一定に制御するように作用する。また、その一定に制御しようとする差圧はソレノイド３６に流す電流値によって設定されるので、この膨張弁４は、蒸発器５を通過する冷媒の流量をソレノイド３６によって設定される流量に概略一定に制御するものでもある。しかも、その蒸発器前後差圧（Ｐｘ−Ｐｅ）は、膨張弁入口圧力Ｐｏが背圧キャンセルされていることによって、膨張弁入口圧力Ｐｏの大きさには、何ら影響されることはない。 When the refrigerant is supplied to the evaporator 5 with a predetermined valve lift set by the current value that the expansion valve 4 flows to the solenoid 36, the flow rate of the refrigerant passing through the evaporator 5 increases and the When the pressure loss increases, the evaporator front-rear differential pressure (Px−Pe) increases, so that the valve body 25 moves in the valve closing direction and acts to throttle the flow rate. Conversely, when the flow rate of the refrigerant passing through the evaporator 5 decreases and the evaporator front-rear differential pressure (Px−Pe) decreases, the valve body 25 moves in the valve opening direction and acts to increase the flow rate. Therefore, the expansion valve 4 operates to control the flow rate of the refrigerant sent to the evaporator 5 to be substantially constant by controlling the pressure difference between the inlet and the outlet of the evaporator 5 to be constant. Further, since the differential pressure to be controlled to be constant is set by the value of the current flowing through the solenoid 36, the expansion valve 4 is substantially constant at the flow rate of the refrigerant passing through the evaporator 5 to the flow rate set by the solenoid 36. It is also what controls. Moreover, the differential pressure across the evaporator (Px−Pe) is not affected at all by the magnitude of the expansion valve inlet pressure Po because the expansion valve inlet pressure Po is canceled by the back pressure.

この膨張弁４の流量制御のためにソレノイド３６のコイル４３に通電される電流の大きさは、内部熱交換器６の低圧側出口で検出した冷媒の過熱度があらかじめ定めた所定の過熱度を維持するように設定される。この過熱度は、内部熱交換器６の低圧側出口に設置された圧力センサ９および温度センサ１０によって検出される圧力および温度から求められる。制御部８は、圧力センサ９および温度センサ１０によって監視されている過熱度があらかじめ定めた所定の値より大きければ、コイル４３に通電される電流の大きさを大きくして、流量を増加させるように膨張弁４を設定する。逆に、過熱度があらかじめ定めた所定の値より小さければ、制御部８は、コイル４３に通電される電流の大きさを小さくして、流量を減少させるように膨張弁４を設定する。 The magnitude of the current supplied to the coil 43 of the solenoid 36 for controlling the flow rate of the expansion valve 4 is such that the degree of superheat of the refrigerant detected at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 is a predetermined degree of superheat. Set to maintain. This degree of superheat is obtained from the pressure and temperature detected by the pressure sensor 9 and the temperature sensor 10 installed at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6. If the degree of superheat monitored by the pressure sensor 9 and the temperature sensor 10 is greater than a predetermined value, the control unit 8 increases the current supplied to the coil 43 to increase the flow rate. The expansion valve 4 is set to On the contrary, if the degree of superheat is smaller than a predetermined value, the control unit 8 sets the expansion valve 4 so as to decrease the flow rate by reducing the magnitude of the current supplied to the coil 43.

以上は、内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度があらかじめ定めた所定の値を維持するように膨張弁４を制御する方法について説明した。次は、その過熱度を可変容量圧縮機１から吐出された冷媒の温度に応じて変更するようにした膨張弁４の制御方法について説明する。 The method for controlling the expansion valve 4 so that the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 maintains a predetermined value has been described above. Next, a method for controlling the expansion valve 4 that changes the degree of superheat according to the temperature of the refrigerant discharged from the variable capacity compressor 1 will be described.

冷凍サイクルの成績係数は、蒸発器入口と圧縮機入口とのエンタルピ差と圧縮機の入口と出口とのエンタルピ差との比によって定義されている。したがって、過熱度を大きくして圧縮機入口のエンタルピを大きくすることにより、成績係数を向上させることができる。しかし、過熱度を大きくすると、圧縮機出口の冷媒の温度が高くなり過ぎることがあるので、その点を考慮する必要がある。この実施の形態では、可変容量圧縮機１から吐出された冷媒の温度を温度センサ１２により検出し、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度が所定値、たとえば、可変容量圧縮機１の潤滑オイルの連続使用耐熱温度に対応する所定値に達するまでの範囲で、過熱度をできるだけ大きく設定するように変更している。制御部８は、その過熱度に対応する電流をソレノイド３６のコイル４３に流すように設定することになる。もちろん、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、そのように設定していたソレノイド３６のコイル４３に流す電流値を強制的に大きくする方向に調整する。これによって、膨張弁４は流量を増加させることになるので、可変容量圧縮機１の吸入口における冷媒の過熱度が低減され、その結果、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度を低下させることになる。 The coefficient of performance of the refrigeration cycle is defined by the ratio of the enthalpy difference between the evaporator inlet and the compressor inlet and the enthalpy difference between the compressor inlet and the outlet. Therefore, the coefficient of performance can be improved by increasing the degree of superheat and increasing the enthalpy at the compressor inlet. However, if the degree of superheating is increased, the temperature of the refrigerant at the compressor outlet may become too high, so that point needs to be taken into consideration. In this embodiment, the temperature of the refrigerant discharged from the variable capacity compressor 1 is detected by the temperature sensor 12, and the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is a predetermined value, for example, the variable capacity compressor 1. The degree of superheat has been changed to be as large as possible within a range up to a predetermined value corresponding to the continuous use heat resistance temperature of the lubricating oil. The controller 8 is set so that a current corresponding to the degree of superheat flows through the coil 43 of the solenoid 36. Of course, when the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 becomes higher than a predetermined value, the value of the current flowing through the coil 43 of the solenoid 36 set in such a manner is adjusted to be forcibly increased. As a result, the expansion valve 4 increases the flow rate, so that the degree of superheat of the refrigerant at the suction port of the variable capacity compressor 1 is reduced, and as a result, the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is lowered. It will be.

なお、この可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度を監視するには、可変容量圧縮機１の吐出側に温度センサ１２を新たに設置する必要がある。しかし、既存の自動車用空調装置には安全のために必須であった圧力センサ１１が可変容量圧縮機１の高圧側に設置されているので、その圧力センサ１１を利用して、温度センサ１２を新たに設けることなく、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度を推定することができる。 In order to monitor the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1, it is necessary to newly install a temperature sensor 12 on the discharge side of the variable capacity compressor 1. However, since the pressure sensor 11 that is indispensable for safety in the existing air conditioner for automobiles is installed on the high pressure side of the variable capacity compressor 1, the temperature sensor 12 is changed using the pressure sensor 11. Without newly providing, the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor 1 can be estimated.

この可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度の推定は、冷凍サイクルの挙動を表すモリエル線図を使って説明することができる。すなわち、可変容量圧縮機１の理想的な断熱圧縮ではエントロピは変化せず、断熱圧縮された冷媒は、仕事をした分、圧力もエンタルピも増加するため、モリエル線図上では、可変容量圧縮機１による圧縮は、等エントロピ線に沿った右上がりの変化で表される。この等エントロピ線上の変化の始点は、圧力センサ９および温度センサ１０によって検出された内部熱交換器６の低圧側出口、つまり、可変容量圧縮機１の吸入口における圧力および温度から特定することができる。一方、始点が特定された等エントロピ線上の変化の終点は、可変容量圧縮機１の高圧側の圧力が圧力センサ１１によって検出されているので、モリエル線図上で、等エントロピ線がその検出した圧力と交差する位置で特定される。そして、モリエル線図上で、その終点を通る等温線を求めることによって、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒の温度を推定することができるのである。 The estimation of the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 can be explained using a Mollier diagram representing the behavior of the refrigeration cycle. That is, in the ideal adiabatic compression of the variable capacity compressor 1, the entropy does not change, and the adiabatic compressed refrigerant increases the pressure and the enthalpy for the amount of work, so the variable capacity compressor on the Mollier diagram. A compression by 1 is represented by a right-up change along the isentropic line. The starting point of the change on the isentropic line can be specified from the pressure and temperature at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 detected by the pressure sensor 9 and the temperature sensor 10, that is, the suction port of the variable capacity compressor 1. it can. On the other hand, the end point of the change on the isentropic line with the specified start point is detected by the isentropic line on the Mollier diagram because the pressure on the high pressure side of the variable capacity compressor 1 is detected by the pressure sensor 11. It is specified at a position that intersects with pressure. And the temperature of the refrigerant | coolant by the side of the discharge of the variable capacity compressor 1 can be estimated by calculating | requiring the isothermal line which passes the end point on a Mollier diagram.

図３は第２の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。なお、この図３において、図１に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 3 is a system diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to the second control method. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この冷凍サイクルは、図１の場合と同様、膨張弁４に蒸発器５の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて蒸発器５に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁を使用している。ただし、この冷凍サイクルの制御方法では、内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度を求めるために必要な圧力を、高価な圧力センサ９を用いることなく求めている点で図１の場合と相違する。 As in the case of FIG. 1, this refrigeration cycle controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator 5 in accordance with the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator 5 to the expansion valve 4. A solenoid-operated electromagnetic expansion valve is used in which the valve is closed when energized and the set differential pressure when the valve is opened when energized is set according to the value of the current flowing through the solenoid. However, in this refrigeration cycle control method, the pressure required for obtaining the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 is obtained without using an expensive pressure sensor 9 in FIG. It is different from the case.

すなわち、この冷凍サイクルでは、蒸発器５の冷媒入口の近傍に温度センサ１３を設置し、膨張弁４から供給された蒸発器５の入口の温度を検出している。制御部８は、温度センサ１３によって検出された蒸発器５の入口の温度から蒸発器５内の蒸発圧力を演算により推定している。この推定は、膨張弁４から蒸発器５の入口に供給される冷媒が湿り分の多い気液混合冷媒であり、このような気液混合の飽和状態では、温度および圧力が飽和圧力温度特性より一義的に決まることに基づいている。 That is, in this refrigeration cycle, the temperature sensor 13 is installed in the vicinity of the refrigerant inlet of the evaporator 5 to detect the temperature of the inlet of the evaporator 5 supplied from the expansion valve 4. The controller 8 estimates the evaporation pressure in the evaporator 5 from the temperature of the inlet of the evaporator 5 detected by the temperature sensor 13 by calculation. This estimation is based on the fact that the refrigerant supplied from the expansion valve 4 to the inlet of the evaporator 5 is a gas-liquid mixed refrigerant with much moisture. In such a saturated state of gas-liquid mixing, the temperature and pressure are determined from the saturation pressure-temperature characteristics. It is based on what is uniquely determined.

制御部８は、蒸発器５の入口の冷媒の温度からそのときの蒸発圧力を推定し、その推定した蒸発圧力と、温度センサ１０によって検出された内部熱交換器６の低圧側出口の冷媒の温度とによって内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度を求め、その過熱度があらかじめ決められた所定の過熱度を保持するように膨張弁４のソレノイドに流す電流値を設定する。 The controller 8 estimates the evaporation pressure at that time from the refrigerant temperature at the inlet of the evaporator 5, and the estimated evaporation pressure and the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 detected by the temperature sensor 10. The degree of superheating of the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 is obtained according to the temperature, and the value of the current flowing through the solenoid of the expansion valve 4 is set so that the degree of superheating is maintained at a predetermined degree of superheating.

このとき、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度を、温度センサ１２で検出するか、圧力センサ１１で検出した圧力から推定して、制御部８は、その冷媒温度が潤滑オイルの劣化を招くような温度にならない範囲で内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度をできるだけ大きくするように変更しても良い。 At this time, the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is detected by the temperature sensor 12 or estimated from the pressure detected by the pressure sensor 11, and the control unit 8 determines that the refrigerant temperature has deteriorated the lubricating oil. You may change so that the superheat degree of the refrigerant | coolant in the low voltage | pressure side exit of the internal heat exchanger 6 may be enlarged as much as possible in the range which does not become the temperature which invites.

また、制御部８は、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度が所定値より高くなると、ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に強制的に調整して、制御しようとする内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度を小さく設定し、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度を低減させるようにしている。 In addition, when the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 becomes higher than a predetermined value, the control unit 8 forcibly adjusts the current value flowing through the solenoid so as to increase and controls the internal heat exchanger to be controlled. The refrigerant superheat degree at the low pressure side outlet 6 is set to be small, and the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 is reduced.

図４は第３の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。なお、この図４において、図１に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 4 is a system diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to the third control method. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この冷凍サイクルは、膨張弁４にソレノイド作動の電磁膨張弁を使用することは、図１および図４の場合と同様である。ただし、この冷凍サイクルの制御方法では、内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度を求めるために必要な圧力を、高価な圧力センサ９を用いることなく求めている点で図１の場合と相違する。 In this refrigeration cycle, a solenoid-operated electromagnetic expansion valve is used as the expansion valve 4 as in the case of FIGS. However, in this refrigeration cycle control method, the pressure required for obtaining the degree of superheat of the refrigerant at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 is obtained without using an expensive pressure sensor 9 in FIG. It is different from the case.

すなわち、この冷凍サイクルでは、可変容量圧縮機１を容量制御している容量制御弁１４の外部電流から可変容量圧縮機１の吸入圧力を推定している。この容量制御弁１４は、特に、ベローズ等の感圧部材を使って吸入室の吸入圧力を感知し、その吸入圧力が外部電流によって設定される所定値を維持するように容量を制御するタイプのものである。したがって、その外部電流は、容量制御弁１４の制御目標値であり、吸入圧力を代表していることになるので、この第３の制御方法では、その外部電流を吸入圧力として膨張弁４の過熱度制御に利用している。 That is, in this refrigeration cycle, the suction pressure of the variable capacity compressor 1 is estimated from the external current of the capacity control valve 14 that controls the capacity of the variable capacity compressor 1. This capacity control valve 14 is of a type that senses the suction pressure of the suction chamber using a pressure sensitive member such as a bellows and controls the capacity so that the suction pressure maintains a predetermined value set by an external current. Is. Therefore, the external current is a control target value of the capacity control valve 14 and represents the suction pressure. Therefore, in the third control method, the expansion valve 4 is overheated using the external current as the suction pressure. It is used for degree control.

制御部８は、容量制御弁１４の外部電流から可変容量圧縮機１の吸入圧力を推定し、その推定した吸入圧力と、温度センサ１０によって検出された内部熱交換器６の低圧側出口の冷媒の温度とによって内部熱交換器６の低圧側出口における冷媒の過熱度を求め、その過熱度があらかじめ決められた所定の過熱度を保持するように膨張弁４のソレノイドに流す電流値を設定する。 The control unit 8 estimates the suction pressure of the variable capacity compressor 1 from the external current of the capacity control valve 14, and the estimated suction pressure and the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 detected by the temperature sensor 10. The degree of superheat of the refrigerant at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger 6 is determined according to the temperature of the internal heat exchanger 6, and the value of the current flowing through the solenoid of the expansion valve 4 is set so that the degree of superheat maintains a predetermined degree of superheat. .

このとき、あらかじめ決められた所定の過熱度は、温度センサ１２で検出するか、圧力センサ１１で検出した圧力から推定した可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度に応じて、可変容量圧縮機１の吐出側の冷媒温度が潤滑オイルの劣化を招く温度に達しない範囲でできるだけ大きく変更される。 At this time, the predetermined degree of superheat determined in advance is detected by the temperature sensor 12 or in accordance with the refrigerant temperature on the discharge side of the variable capacity compressor 1 estimated from the pressure detected by the pressure sensor 11. The refrigerant temperature on the discharge side of 1 is changed as much as possible within a range that does not reach a temperature that causes deterioration of the lubricating oil.

第１の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 1st control method. 膨張弁の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of an expansion valve. 第２の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 2nd control method. 第３の制御方法に係る自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the refrigerating cycle of the motor vehicle air conditioner which concerns on a 3rd control method.

符号の説明Explanation of symbols

１可変容量圧縮機
２凝縮器
３レシーバ
４膨張弁
５蒸発器
６内部熱交換器
７送風機
８制御部
９圧力センサ
１０温度センサ
１１圧力センサ
１２，１３温度センサ
１４容量制御弁
１５冷媒入口配管
１６冷媒出口配管
１７高圧配管
１８戻り低圧配管
２０主円柱部
２１副円柱部
２２ボディ
２３弁軸ガイド
２４弁座
２５弁体
２６スプリング
２７ばね受け部材
２８弁軸
２９筒状受圧部材
３０Ｏリング
３１低圧冷媒出口
３２戻り低圧冷媒入口
３３高圧冷媒入口
３４戻り低圧冷媒出口
３５バックアップリング
３６ソレノイド
３７コア
３８有底スリーブ
３９プランジャ
４０シャフト
４１，４２軸受部
４３コイル
４４ヨーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable capacity compressor 2 Condenser 3 Receiver 4 Expansion valve 5 Evaporator 6 Internal heat exchanger 7 Blower 8 Control part 9 Pressure sensor 10 Temperature sensor 11 Pressure sensor 12, 13 Temperature sensor 14 Capacity control valve 15 Refrigerant inlet piping 16 Refrigerant Outlet piping 17 High-pressure piping 18 Return low-pressure piping 20 Main cylindrical portion 21 Sub-cylindrical portion 22 Body 23 Valve shaft guide 24 Valve seat 25 Valve body 26 Spring 27 Spring receiving member 28 Valve shaft 29 Tubular pressure receiving member 30 O-ring 31 Low-pressure refrigerant outlet 32 Return low-pressure refrigerant inlet 33 High-pressure refrigerant inlet 34 Return low-pressure refrigerant outlet 35 Backup ring 36 Solenoid 37 Core 38 Bottomed sleeve 39 Plunger 40 Shaft 41, 42 Bearing portion 43 Coil 44 Yoke

Claims

レシーバから膨張弁に向かう高温・高圧の冷媒と蒸発器から可変容量圧縮機へ向かう低温・低圧の冷媒との間で熱交換を行う二重管構造の内部熱交換器を備えた冷凍サイクルの制御方法において、
前記膨張弁は、前記蒸発器の入口圧力と出口圧力との差圧に応じて前記蒸発器に供給する冷媒の流量を制御するものであって、非通電時には閉弁し、通電時には開弁するときの設定差圧がソレノイドに流す電流値に応じて設定されるソレノイド作動の電磁膨張弁であり、
前記ソレノイドに流す電流値は、前記可変容量圧縮機に吸入される冷媒が所定の過熱度を維持するように設定されることを特徴とする冷凍サイクルの制御方法。 Control of a refrigeration cycle with a double-tube internal heat exchanger that exchanges heat between high-temperature and high-pressure refrigerant from the receiver to the expansion valve and low-temperature and low-pressure refrigerant from the evaporator to the variable capacity compressor In the method
The expansion valve controls the flow rate of the refrigerant supplied to the evaporator according to the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the evaporator, and closes when not energized and opens when energized. The solenoid-operated electromagnetic expansion valve is set according to the current value flowing through the solenoid when the set differential pressure is
The method for controlling a refrigeration cycle, wherein a value of a current flowing through the solenoid is set so that a refrigerant sucked into the variable capacity compressor maintains a predetermined degree of superheat.

前記過熱度は、前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度および圧力から求められることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクルの制御方法。 The refrigeration cycle control method according to claim 1, wherein the degree of superheat is obtained from the temperature and pressure of the refrigerant detected at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger.

前記過熱度は、前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度と、前記蒸発器の入口で検出した冷媒の温度から推定される蒸発圧力とから求められることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクルの制御方法。 The superheat degree is obtained from a refrigerant temperature detected at a low-pressure side outlet of the internal heat exchanger and an evaporation pressure estimated from a refrigerant temperature detected at the inlet of the evaporator. The control method of the refrigerating cycle of 1.

前記可変容量圧縮機は、容量制御弁によって吸入圧力が外部電流により設定された所定の値を維持するように容量が制御されるものであり、
前記過熱度は、前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度と、前記可変容量圧縮機を容量制御している前記容量制御弁の前記外部電流から推定される前記吸入圧力とから求められることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクルの制御方法。 In the variable capacity compressor, the capacity is controlled by a capacity control valve so that the suction pressure maintains a predetermined value set by an external current,
The degree of superheat is based on the refrigerant temperature detected at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger and the suction pressure estimated from the external current of the capacity control valve that controls the capacity of the variable capacity compressor. The refrigeration cycle control method according to claim 1, wherein the refrigeration cycle control method is obtained.

前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を検出し、この吐出側の冷媒の温度に応じて前記所定の過熱度を変更することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項記載の冷凍サイクルの制御方法。 The temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor is detected, and the predetermined superheat degree is changed according to the temperature of the refrigerant on the discharge side. Refrigeration cycle control method.

前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項５項記載の冷凍サイクルの制御方法。 6. The control of a refrigeration cycle according to claim 5, wherein when the temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor becomes higher than a predetermined value, the set current value to be supplied to the solenoid is adjusted to increase. Method.

前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度および圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクルの制御方法。 The variable capacity compressor detects the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the variable capacity compressor, and detects the detected pressure of the high pressure side refrigerant and the temperature and pressure of the refrigerant detected at the low pressure side outlet of the internal heat exchanger. The temperature of the discharge-side refrigerant is estimated, and when the estimated temperature of the discharge-side refrigerant becomes higher than a predetermined value, the set current value flowing through the solenoid is adjusted to increase. The control method of the refrigerating cycle of 2.

前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度と推定された前記蒸発圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクルの制御方法。 The pressure of the refrigerant on the high-pressure side of the variable capacity compressor is detected, and from the detected pressure of the refrigerant on the high-pressure side, the temperature of the refrigerant detected at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger, and the estimated evaporation pressure The temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor is estimated, and when the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the current value flowing through the set solenoid is adjusted to increase. The method for controlling a refrigeration cycle according to claim 3, wherein:

前記可変容量圧縮機の高圧側の冷媒の圧力を検出し、検出したこの高圧側の冷媒の圧力と前記内部熱交換器の低圧側出口で検出した冷媒の温度と推定された前記吸入圧力とから前記可変容量圧縮機の吐出側の冷媒の温度を推定し、この推定した吐出側の冷媒の温度が所定値より高くなると、設定された前記ソレノイドに流す電流値を大きくする方向に調整することを特徴とする請求項４記載の冷凍サイクルの制御方法。 The pressure of the refrigerant on the high-pressure side of the variable capacity compressor is detected, and from the detected pressure of the refrigerant on the high-pressure side, the temperature of the refrigerant detected at the low-pressure side outlet of the internal heat exchanger, and the estimated suction pressure The temperature of the refrigerant on the discharge side of the variable capacity compressor is estimated, and when the estimated temperature of the refrigerant on the discharge side becomes higher than a predetermined value, the current value flowing through the set solenoid is adjusted to increase. The method for controlling a refrigeration cycle according to claim 4, wherein: