JPS624623A - 車両用冷凍サイクル装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷房機能及び冷蔵庫機能を併有する車両用冷
凍サイクル装置に関する。

〔従来の技術 従来のこの種の冷凍サイクル装置は、例えば特開昭５８
−１１３７０号公報において提案されているように、冷
房用冷凍サイクルの受液器出口側から冷蔵用冷媒回路（
冷蔵用減圧装置及び冷蔵用蒸発器を含む）を分岐して、
冷房用蒸発器と冷蔵用蒸発器に交互に冷媒を流すことに
より、冷蔵用蒸発器において製氷可能な一２１℃程度の
低温の蒸発温度を得るようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来装置では、冷蔵庫を作動させる場合
には、まず冷房用スイッチを投入して冷房装置を作動状
態とし、その後冷蔵庫スイッチを投入する必要がある。

従って、春秋期のごとく冷房装置を作動させる必要が少
ない中間シーズンにも、冷蔵庫の機能を欲する場合には
、冷房装置を作動せざるを得ないという問題点があった
。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、冷房用スイッ
チの投入の有無にかかわらず、冷蔵庫を独立に作動させ
得る車両用冷凍サイクル装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明は１−記目的を達成するために、（ａｌ車両エン
ジンによって駆動される圧縮機と、（ｂ）前記圧縮機の
冷媒吸入側に設けられ、冷房用減圧装置および冷房用蒸
発器を有する冷房用冷媒回路と、 （ｅ）前記圧縮機の冷媒吸入側に、前記冷房用冷媒回路
と並列に設けられ、冷蔵用減圧装置および冷蔵用蒸発器
を有する冷蔵用冷媒回路と、（ｄ）前記冷房用冷媒回路
への冷媒流れを制御する電気制御弁と、 （ｅ）冷房スイッチおよび冷蔵庫スイッチがともに投入
される冷房冷蔵同時運転時に前記電気制御弁を断続的に
開閉制御する第１の制御手段と、（ｆｌ冷蔵庫スイッチ
のみが投入される冷蔵単独運転時に、前記第１の制御手
段からの信号に基づいて前記圧縮機の運転を断続制御す
る第２の制御手段と、 （ｇｌ冷房スイッチのみが投入される冷房単独運転時に
、前記電気制御弁を開いて前記冷房用蒸発器に冷媒を流
通可能とし、一方、冷蔵庫スイッチのみが投入される冷
蔵単独運転時には、前記電気制御弁を閉じて前記冷房用
蒸発器への冷媒流れを遮断する第３の制御手段とを備え
るという技術的手段を採用する。

〔作用〕

上記の技術的手段によれば、冷房スイッチおよび冷蔵庫
スイッチを投入する冷房冷蔵同時運転時には、第１の制
御手段により電気制御弁を断続的に開閉制御することに
より、冷房用蒸発器と冷蔵用蒸発器に交互に冷媒を流通
させ、冷房作用と冷蔵作用を同時に発揮できる。

一方、冷蔵庫スイッチのみを投入して、冷蔵単独運転を
設定した時には、第３の制御手段により電気制御弁を閉
じて冷房用蒸発器への冷媒流れを遮断して冷房作用を停
止するとともに、第２の制御手段により圧縮機の運転を
断続することにより、冷蔵庫冷却能力に対応した圧縮機
能力を設定して、冷蔵作用を発揮できる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す一実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明をワゴン車用ツインクーラと知合せて実
施した場合の冷凍サイクルを示しており、１は冷媒の圧
縮・吐出を行う圧縮機で、図示しない車両走行用エンジ
ンの駆動力を電磁クラッチ１１を介して受けて作動する
ようになっている。２はこの圧縮機１より吐出された高
温高圧のガス冷媒を冷却して凝縮する凝縮器、３は凝縮
器２で凝縮した冷媒を受けて液冷媒のみ導出する受液器
である。Ａは車室内前部のインパネ下部に設置されるフ
ロント側冷房ユニットであり、４は液冷媒を低温低圧の
霧状に減圧膨張させる冷房用減圧装置、５は冷房用蒸発
器である。減圧装置４は冷房用蒸発器５の出口側に配設
された感温筒４ａからの信号圧力（蒸発器出口の冷媒温
度に応じた圧力）に応じて絞り量を可変とする温度作動
式膨張弁よりなり、冷房用蒸発器５出口での冷媒過熱度
が一定となるように冷媒流量を制御する。フロント側冷
房ユニットＡは車室内もしくは車室外の空気を送風機６
で吸入し、その吸入空気を蒸発器５で冷却した後、図示
しないヒータユニットを経由して車室内前面の中央及び
左右に設けた上方吹出口（図示せず）より前席の乗員頭
部に向けて吹出すようになっている。７は電磁弁で、上
記減圧装置４゜蒸発器５を有する冷房用冷媒回路８の冷
媒の流れを制御する。９は冷房用蒸発器５を通過した冷
風の温度を感知するサーミスタからなる温度センサであ
る。Ｂは車室内の助手席後方の床下等に設−され、車室
内後席の乗員を冷房するリヤ側冷房ユニ・ノドであり、
フロント側と同様の機器（４０゜４０ａ、５０．６０，
７０，８０．９０）を有している。フロント側とリヤ側
の冷房用冷媒回路８と８０は互いに並列に接続されてい
る。

１００は両温度センサ９，９０の検出信号が人力される
冷房用制御装置で、フロント側の冷風温度が設定温度以
下に低下すると温度センサ９からの信号を受けて電磁弁
７への通電を遮断して、電磁弁７を開弁し、またリヤ側
の冷風温度が設定温度以下に低下すると、温度センサ９
０からの信号を受けて電磁弁７０への通電を遮断して電
磁弁７０を閉弁するように構成されている。つまり、制
′４′ｎ装置１００は２つの冷房用冷媒回路８，８ｏへ
の冷媒の流れを独立に制御して、蒸発器５，５゜への霜
付きを防止する。更に、制御装置１００は２つの電磁弁
７．７０への通電を同時に遮断したときにはリレー１１
８を開状態に駆動して電磁クラッチ１１への通電を遮断
し、圧縮機１を停止するように構成されている。なお、
Ｉ４は自動車エンジンのイグニッションスイッチ、１５
は車載の電源バッテリである。１６は上記２つの冷房用
冷媒回路８．８０と並列に設けられた冷蔵用冷媒回路で
あり、この回路１６の途中には、冷媒の流れる方向に順
次、冷蔵用減圧装置をなす定圧膨張弁１７、冷蔵用蒸発
器１８．逆止弁１９が接続されている。

定圧膨張弁１弘低圧側の圧力が設定値以下となると開き
、かつ低圧、側を一定圧カに制御しうるタイプの膨張弁
であり、本実施例では冷媒としてＲ−１２が用いられ、
定圧膨張弁１７の設定開弁圧力は０．５　ｋｇｌｃｒａ
Ｇ　（蒸発温度−２１”Ｃ）に選定されている。

上記の冷蔵庫用の蒸発器１８は、冷凍用蒸発器部１８ａ
と冷蔵用蒸発器部１８ｂとに区分されており、前者１８
ａは冷凍室２０内に設置され、後者１８ｂは冷蔵室２１
内に設置されている。この冷蔵室２Ｉ内には、送風機２
２、サーミスタからなる温度センサ２３が設置されてい
る。この温度センサ２３は冷蔵室２１内で送風空気流が
直接当たらないような位置に設けられ、冷蔵室２１内の
温度を検出する。Ｃは冷凍冷蔵庫の全体を示しており、
この冷凍冷蔵庫Ｃの具体的構造は、前述した特開昭５８
−１１３７０号公報記載のものと同様である。

２００は冷蔵庫用制御装置で、冷蔵庫スイッチ２４の開
閉信号及び温度センサ２３の検出信号に基づいて送風機
２２及び電磁クラッチ１１の作動を制御するとともに、
冷房用制御装置１００を介して電磁弁７．７０の開閉を
制御する。

第２図は上記制御装置１００，２００を含む電気回路全
体を示すもので、最初に冷房用制御装置１００について
説明する。１０１．１０２はエンジン回転数が設定値以
上か否かを判別する第１゜第２比較器で、点火装置２５
が発生するパルス信号を直流電圧に変換する周波数−電
圧変換回路１０３から人力信号が加えられる。１０４は
フロント側冷房ユニッｌ−Ａの温度センサ９の検出温度
が設定値以上か否かを判別する第３比較器、１０５はリ
ヤ側冷房ユニットＢの温度センサ９ｏの検出温度が設定
値以上か否かを判別する第４比較器、１０６〜１１１は
アンド回路、１１２はオア回路、１１３〜１１６はトラ
ンジスタである。１１７は自動車エンジンのアイドル回
転数を上昇させるアイドルアップ装置の電磁弁である。

リレー１１８は前述したごとく、電磁クラッチ１１を制
御するものである。１１９はフロント側冷房ユニットへ
の送風機スイッチ、１２０はリヤ側冷房ユニットＢの送
風機スイッチであり、本例ではこの送風機スイッチ１１
９，１２０が冷房装置の作動停止を行う冷房スイッチの
機能を兼務している。１２１゜１２２は送風機用リレー
である。

次に冷蔵庫用制御装置２００について説明すると、２０
１はタイマ回路、２０２は温度センサ２３の検出温度が
設定値以上か否かを判別する比較器、２０３はアンド回
路、２０４はトランジスタ、２０５はリレーである。冷
蔵庫スイッチ２４は、停止位置（ＯＦＦ＞と、冷蔵位置
（ｃＯＯＬ）と、冷凍位置（ｉｃｅ）の３位置を選択す
るように構成される。

前記タイマ回路２０１は、上記スイッチ２４をＣ００Ｌ
の位置に投入すると、第１の入力端子２０１ａに“１”
レベルの信号が入力されることにより、ＴＩ　”　１０
秒、Ｔ２＝１２０秒のパルス信号を出力端子２０１ｂに
発生し、また上記スイッチ２４をｉｃｅの位置に投入し
た時は第２の入力端子２０１Ｃに“１”レベルの信号が
入力されることにより、ＴＩ　＝１５秒、Ｔｚ＝６０秒
のパルス信号を出力端子２０１ｂに発生するようになっ
ている。なお、スイッチ２４がＯＦＦ位置にある時はタ
イマ回路２０１の出力は常に“０”レベルとなる。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明する。ま
ず、夏季等において、車室内の前部、後部を両方とも冷
房する時には、冷房スイッチを兼ねる送風機スイッチ１
１９．１２０をＨｉ　ｗ　Ｌ　。

のいずれかの位置に投入する。これにより、リレー１２
１，１２２に通電され、送風機６，６０への通電回路が
閉成されるので、送風機６．６０がそれぞれ上記スイッ
チ１１９，１２０の投入位置に応じた速度で作動する。

冷房始動時には、温度センサ９，９０の検出温度が設定
温度より充分高くなっており、そのため温度センサ９．
９０の抵抗値が比較器１０４．１０５における設定値Ｔ
Ｆ２、ＴＲ２より小さくなっている。その結果、比較器
１０４．１０５の出力は“ｌ”レベルとなり、それぞれ
アンド回路１０９．１１０とアンド回路１０８．１１１
に加わる。一方、自動車エンジンの回転数は通常、比較
器１０２の設定値Ｓｌ（例えば６５０ｒ、ｐ、ｍ）、Ｓ
２　（例えば９５０ｒ、ｐ、ｎ＋　）より充分高（なっ
ているので、比較器１０２の出力は１ｌｉｌルベルとな
る。また、比較器１０１はエンジン回転数が設定値Ｒ１
（例えば１６５０ｒ、ｐ、ｍ　）より低い時“ｌ”レベ
ルの出力を出してアイドルアップ用電磁弁１１７を作動
させ、設定値Ｒ２（例えば１８００ｒ、ｐ、ｍ　）より
高い時は“０”レベルの出力を出してアイドルアップの
作動を停止させる。

前記した送風機スイッチ１１９，１２０の投入による“
０”レベルの信号がインバータにより反転されて、“１
”レベルの信号としてアンド回路１０８．１０９に加わ
るので、このアンド回路１０８．１０９の出力が″ｌ″
レベルとなり、オア回路１１２の出力が“１″レベルと
なり、アンド回路１０７の出力も“１”となり、トラン
ジスタ１１４がオンし、リレー１１８に通電し、その可
動接点１１８ａを固定接点１１８ｂに閉成する。

これにより、電磁クラッチ１１に通電され、圧縮機ｌが
作動する。

また、このときは冷蔵庫スイッチ２４がオフ状態にある
ので、タイマ回路２０１の出力が“０２レベルであり、
そのためアンド回路１１０．１１１の出力がいずれも“
１″となり、トランジスタ１１５．１１６がオンするの
で、電磁弁７．７０に通電され、この電磁弁７．７０が
開くので、蒸発器５，５０に冷媒が流通可能となる。

よって、圧縮機１より吐出された冷媒が配管中を循環し
、冷媒が冷房用蒸発器５，５０で蒸発する際に送風空気
より気化熱を奪い、気化熱を奪われて冷却された空気が
送風機６．６０によって車室内に吹き出される。この際
、蒸発器５，５０内の蒸発圧力は通常２〜３ｋｇ／ｃ＋
Ｊであり、従って冷蔵用冷媒回路１６の圧縮機吸入側端
部に作用する圧力も同程度であるので、定圧膨張弁１７
は閉じたままであり、冷蔵用冷媒回路１６内に冷媒は流
れない。

そして、冷房作用が進行しで、温度センサ９または９０
の検出温度が設定温度より低下すれば、比較器１０４ま
たは１０５の出力が“０”となり、電磁弁７または７０
が閉じ、蒸発器５または５０のフロストを防止する。

温度センサ９．９０の検出温度がいずれも設定温度より
低下した時は、両電磁弁７．７０が閉じると同時に、電
磁クラッチ１１への通電が遮断され、圧縮機１が停止す
る。

次に、上記冷房運転と同時に、冷蔵庫Ｃを作動させる時
には、冷蔵庫スイッチ２４を冷蔵（ｃＯＯＬ）または冷
凍（ｉ　ｃ　ｅ）の位置に投入するのであるが、この両
位置のいずれの場合も、タイマ回路２０１はＴＩ　（！
：Ｔ２で示すパルス信号を冷房用制御装置１００のアン
ド回路１１０．１１１とオア回路１１２に加える。その
結果、アンド回路１１０．１１１では、タイマ回路２０
１の出力信号のうちＴＩの間だけ出力が“０”となり、
電磁弁７．７０を閉じ、逆にＴ２の間はアンド回路１１
０．１１１の出力が“ｌ”となり、電磁弁７゜７０を開
く。以後、電磁弁７．７０は前記１８時間閉じ、Ｔ２時
間開（という動作を繰返す。そして、電磁弁７．７０が
閉じると、冷房用蒸発器５゜５０への冷媒の流れが止ま
るため圧縮機１の吸入圧力が急激に低下して、短時間例
えば３〜４秒で０．５ｋｇ／ｃｒｌＧに達する。このた
め、冷蔵用冷媒回路１Ｇの定圧膨張弁１７が開き、冷蔵
用冷媒回路１６を冷媒が流れるようになる。この時、定
圧膨張弁１７は低圧側圧力を設定圧力（０，５ｋｇ／ｃ
ｒＡＧ）に制御するため、冷蔵用蒸発器１８内は蒸発圧
力０．５ｋｇ／ａｉｌＧ、蒸発温度−２１℃の状態とな
り、冷凍用蒸発器部１８ａでは、製氷も可能となる。

そして、前記Ｔ７時間が過ぎると、電磁弁７．７０に通
電されるため、電磁弁７，７０が開弁状態に戻る。そし
て、電磁弁７，７０が開くと、冷媒が再び冷房用蒸発器
５．５０に供給され、蒸発器５．５０内圧力及び圧縮機
吸入側圧力が２〜３　ｋｇ／　ｃｄ　Ｇに戻る。この圧
力は冷蔵用蒸発器１８内の圧力（０，５ｋｇ／ｃｊＧ）
よりもはるかに高いが、冷蔵用蒸発器１８の下流に逆止
弁１９が配設されているので、冷房用蒸発器５．５０を
通った冷媒ガスが冷蔵庫用蒸発器１８内に逆流して、こ
の蒸発器１８内の圧力を急激に上昇させるということは
ない。一方、定圧膨張弁１７は低圧側圧力が設定圧力０
．５ｋｇ／ｃＪＧより高くなると自動的に閉じるので冷
媒の供給を止める。従って、蒸発器１８は内部の液冷媒
が徐々に蒸発しながら製氷を続ける。

この状態は１２時間の間継続する。以後、上記設定時間
Ｔ＋　、Ｔｔに従って電磁弁７，７０の開閉が繰り返さ
れることにより、車室の冷房作用と冷蔵庫Ｃにおける冷
却作用を同時に得ることができる。冷蔵用送風機２２の
作動は温度センサ２３の検出信号に応じて自動的に断続
される。

冷蔵庫スイッチ２４を冷蔵（ｃＯＯＬ）の位置に投入し
た時は、タイマ回路２０１のパルス出力が前述したごと
＜ＴＩ＝１０秒、Ｔｚ＝１２Ｑ秒となり、一方冷凍（ｉ
ｃｅ）の位置に投入した時はタイマ回路２０１のパルス
出力がＴ＋＝１５秒。

Ｔｚ＝６０秒となる。従って、前者の場合より後者の方
が冷蔵用蒸発器１８に冷媒が流れる時間（換言すれば電
磁弁７，７０の閉弁時間）が長くなり、冷蔵庫Ｃの冷却
能力が向上するので、製氷時間が短くなる。

次に、春秋季のごとく中間シーズンにおいて、冷蔵庫Ｃ
のみを作動させ、冷房運転をしない時は、冷蔵庫スイッ
チ２４を冷蔵（ｃＯＯＬ）または冷凍（ｉｃｅ）の位置
に投入するが、冷房用の送風機スイッチ１１９，１２０
はオフ状態のままとする。

ここで、送風機スイッチ１１９．１２０がオフであって
も、イグニッションスイッチ１４が投入されておれば、
冷房用制御装置１００にも電源が常に供給されている。

前記送風機スイッチ１１９゜１２０がオフ状態にあるた
め、アンド回路１１０゜１１１の出力が常に“０”とな
り、電磁弁７．７０は常に閉じたままとなる。

一方、アンド回路１０８．１０９の出力も常に“Ｏ”と
なるので、オア回路１１２の出力はタイマ回路２０１の
パルス出力によってＴ６時間だけ“１”となり、この１
９時間だけ電磁クラッチｌｌが通電され、圧縮機１が作
動する。

すなわち、冷蔵庫単独運転時には、タイマ回路２０１の
パルス出力に従って圧縮機１がＴ６時間作動、Ｔ２時間
停止という断続作動を繰返す。これによって、冷蔵用蒸
発器１８に断続的に冷媒を供給し、冷蔵庫Ｃの冷却を行
う。圧縮機ｌは車室内の冷房能力を確保できるだけの大
きな能力（容量）を持つように予め設計されているので
、冷蔵庫単独運転時に圧縮機１を連続運転すると、圧縮
機能力が過大となるので、好ましくない。これに反し、
本例では圧縮機１を上述のごとく断続運転することによ
って、冷蔵庫冷却能力に対応した圧縮機能力を設定でき
、圧縮機稼動率を低減できるので、自動車エンジンの省
動力という観点から有益である。

本発明は上述した図示実施例に限定されるものではなく
、種々変形可能である。以下その変形例について列記す
る。

（１１上述の実施例では、イグニッションスイッチ１４
が投入されると、冷房用制御装置１００に常に電源が供
給されるよう構成したが、冷房用制御装置１００にイグ
ニッションスイッチ１４と、独立に設けた手動操作の冷
房スイッチを介して電源を供給するとともに、冷蔵用制
御装置２００が起動した時には、この起動と連動して、
前記冷房スイッチとは無関係に冷房用制御装置１００に
電源を供給するよう構成してもよい。

（２）前述の実施例では、冷蔵庫Ｃ内の温度センサ２３
の検出温度が設定温度以下になったとき、送風機２２の
作動を停止しているが、タイマ回路２０１の出力を“０
”のままとして、圧縮機１の作動を停止するようにして
もよい。この場合、送風機２２は作動させたままとして
もよく、また送風機２２と圧縮機ｌを同時に停止しても
よい。

（３）冷房用制御装置１００と冷蔵用制御装置２゜Ｏは
マイクロコンピュータを用いた制御装置によって一体化
することもできる。

（４）電磁弁７，７ｏの開閉制御はタイマ回路２゜ｌを
用いる他に、冷蔵用蒸発器１８の冷却度合を検出して制
御してもよい。

（５）２つの冷房ユニッ）Ａ、Ｂを設けずに、冷房ユニ
ットを１つのみ設けるものに対しても本発明は同様に適
用できることはもちろんである。この場合には、冷房単
独運転時に温度センサ（９，９０）の信号で、電磁弁（
７，７０）を開閉する必要はなく、圧縮機ｌの作動を断
続するだけでよい。

（６）電磁弁７，７ｏに限らず、電気的に制御できる弁
であれば、どのような弁（例えばモータ制御弁等）でも
使用できる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、冷房単独運転および冷
房冷蔵同時運転を従来通り良好に行うことができるのに
加え、冷蔵単独運転をも良好に行うことができるという
効果が大である。

しかも、圧縮機の断続運転によって冷蔵庫の単独運転を
実現しているから、圧縮機能力が冷蔵庫冷却能力に比し
て過大になることがなく、圧縮機稼動率を大幅に低減で
きるので、車両エンジンの省動力を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は冷凍サ
イクルと電気回路を含む全体構成図、第２図は電気回路
部の具体的結線図である。 ■・・・圧縮機、４．４０・・・冷房用減圧装置、５゜
５０・・・冷房用蒸発器、７．７０・・・電気制御弁を
なす電磁弁、８．８０・・・冷房用冷媒回路、１６・・
・冷房用冷媒回路、１７・・・冷蔵用減圧装置をなす定
圧膨張弁、１８・・・冷蔵用蒸発器、２４・・・冷蔵庫
用スイッチ、１００・・・冷房用制御装置、２００・・
・冷蔵庫用制御装置、１１９．１２０・・・冷房スイッ
チを兼ねる送風機スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）車両エンジンによって駆動される圧縮機と、（ｂ
   ）前記圧縮機の冷媒吸入側に設けられ、冷房用減圧装置
   および冷房用蒸発器を有する冷房用冷媒回路と、 （ｃ）前記圧縮機の冷媒吸入側に、前記冷房用冷媒回路
   と並列に設けられ、冷蔵用減圧装置および冷蔵用蒸発器
   を有する冷蔵用冷媒回路と、 （ｄ）前記冷房用冷媒回路への冷媒流れを制御する電気
   制御弁と、 （ｅ）冷房スイッチおよび冷蔵庫スイッチがともに投入
   される冷房冷蔵同時運転時に前記電気制御弁を断続的に
   開閉制御する第１の制御手段と、（ｆ）冷蔵庫スイッチ
   のみが投入される冷蔵単独運転時に、前記第１の制御手
   段からの信号に基づいて前記圧縮機の運転を断続制御す
   る第２の制御手段と、 （ｇ）冷房スイッチのみが投入される冷房単独運転時に
   、前記電気制御弁を開いて前記冷房用蒸発器に冷媒を流
   通可能とし、一方、冷蔵庫スイッチのみが投入される冷
   蔵単独運転時には、前記電気制御弁を閉じて前記冷房用
   蒸発器への冷媒流れを遮断する第３の制御手段とを備え
   る車両用冷凍サイクル装置。