JPS6334441A - 冷凍サイクルにおける冷却風温度の制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍サイクルにおける冷却風温度の制御方法、
更に具体的には冷房負荷の変化と対応して圧縮機の圧縮
容量をコントロールすることにより車室内を一定温度に
保持する様に設けられる冷凍サイクルにおいて、蒸発器
ファン風量の選択スイッチを切り替えることにより生ず
る吹出空気温度（冷却風温度）の急激な変化を防止する
ための改良、即ち、吹出空気温度を一定温度に制御して
運転者、同乗者の温熱フィーリングを損なわない様にす
るための改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に車輌空調用の冷凍サイクルにおいて、車室内の冷
房負荷の変化と対応して冷房能力をコントロールする方
法の一つとして、冷房負荷の変化と対応して圧縮機にお
ける圧縮容量をコントロールする方法が用いられている
。そして冷房負荷の変化と対応して圧縮容量をコントロ
ールする手段の一つとして、蒸発器における蒸発温度若
しくは蒸発圧力の変化を制御回路に入力させ、同制御回
路におけるデユーティ比制御を介して蒸発温度若しくけ
蒸発圧力が設定値を上回るときは電磁弁を閉じ方向に作
動させ、又蒸発温度若しくは蒸発圧力が上記設定値を下
回るときは電磁弁を開き方向に作動させると共に、同電
磁弁の開閉を介してアクチュエータを作動させて圧縮容
量を変化させる方法、即ち、車室内の冷房負荷が大きい
状態においては電磁弁を開き方向に作動させて圧縮容量
を多くし、又車室内の冷房負荷が小さくなるのに伴い電
磁弁を閉じ方向に作動させて圧縮容量を減らすことによ
って蒸発温度（蒸発圧力）を一定温度（一定圧力）に保
持する方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかして上記の様な制御方法にあっては、蒸発温度（蒸
発圧力）を略一定に保持する様にしていることにより、 ■　蒸発器ファン風量の選択スイッチを１強」に設定し
た場合には、蒸発器が有する一定の吸熱量（冷房能力）
に対して蒸発器ファン風量が多くて吹出空気単位体積当
りの冷房能力が低下してしまう、即ち、吹出空気温度（
冷却風温度）が高くなり、車室内を十分に冷房すること
が出来ない Ｃ７・　　蒸発器ファン風量の選択スイッチを「強」か
ら１弱」に切り替えた場合には、蒸発器が有する一定の
吸熱量（冷房能力）に対して蒸発器ファン風量が少なく
て吹出空気単位体積当りの冷房能力が高くなってしまう
、即ち、吹出空気温度（冷却風温度）が低くなり、過冷
房となってしまう という不具合を生ずる点、即ち、第４図に表わす様に運
転者の快適性に直接関連する吹出空気温度（冷却風温度
）が蒸発器ファン風量が多いときは高く、又蒸発器ファ
ン風量が少ないときは低く略直線状に変化し、運転者、
同乗者の温熱フィーリングが損なわれるという不具合を
生ずる点に問題点を有する。

本発明は上記の様な問題点を解決すべくその改善を試み
たものであって、吹出空気温度（冷却風温度）が蒸発器
ファン風量の変化と係りなく一定温度を保持することが
出来る様にする点にその解決すべき問題点を有する。即
ち、本発明は蒸発器ファン風量の変化と対応させて蒸発
温度（蒸発圧力）の設定値を上げ下げすることにより、
吹出空気温度（冷却風温度）を制御する様にしたことを
特徴とするものであって、その具体的な手段と作用は次
の通りである。

〔問題点を解決するための手段〕

蒸発温度若しくは蒸発圧力の変化を制御回路に入力させ
、同制御回路におけるデユーティ比制御を介して電磁弁
を開閉させると共に、同電磁弁の開閉を介してアクチュ
エータを作動させて圧縮容量を変化させる様に設けられ
る冷凍サイクルにおいて、即ち、蒸発温度若しくは蒸発
圧力が設定値を上回る状態においては、制御回路におけ
るデユーティ比制御を介して電磁弁を閉じ方向に作動さ
せて圧縮容量を多くすると共に、蒸発温度若しくは蒸発
圧力が設定値を下回る場合には、電磁弁を開き方向に作
動させて圧縮容量を少なくする様に設けられる冷凍サイ
クルにおいて。

蒸発器ファン風量を切り替えるための選択スイッチのモ
ード選択信号若しくは蒸発器ファンの吹出白シこ配設す
る風速センサの出力信号を上記制御回路に入力させ、蒸
発器ファン風量が多いときは蒸発温度若しくは蒸発圧力
の設定値を低くし、蒸発器ファン風量が少ないときは蒸
発温度若しくは蒸発圧力の設定値を高くする。

〔作　用〕

蒸発器ファン風量が多いときは蒸発温度若しくは蒸発圧
力の設定値を低くシ、蒸発器ファン風量が少ないときは
蒸発温度若しくは蒸発圧力の設定値を高くすることによ
り、蒸発器ファンの吹出空気温度（冷却風温度）を一定
温度に保持することが出来る。そしてこの様に蒸発器フ
ァンの吹出空気温度を一定温度に保持することが出来る
ことにより、運転者、同乗者に対して良好な温熱フィー
リングを付与する作用が得られる。

（実施例〕 以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面について説
明する。

１は揺動斜板型圧縮機であって、図示省略してあるが同
圧縮機１には凝縮器、膨張弁、蒸発器が直列状に連結さ
れ、これらにより冷凍サイクルが形成される。即ち、同
圧縮機１にて断熱圧縮した冷媒ガスを凝縮器によって冷
却凝縮して液冷媒を得ると共に、同液冷媒を膨張弁にて
エンタルピ一定で膨張させ、更に蒸発器にて蒸発させて
外部から熱を吸収することにより、自動車等の室内（車
室内）を冷房することが出来る様に設けられる。

上記揺動斜板型圧縮機１において、２はシリンダーブロ
ック、３Ｆはフロントハウジング、３Ｒはリヤハウジン
グであって、これらにより外殻が形成される。そして同
フロントハウジング３Ｆにはその中心部に位置して軸受
は部４Ａが設けられる一方、リヤハウジング７には吸入
室５と吐出室６が環状の隔壁７を介して同心円状に設け
られる。

同吸入室５と吐出室６はバルブプレート８に開口する吸
入口９及び吐出口１０を介して後述するボア１１の各圧
縮室１２と連通ずる如く設けられ、同吸入口９には吸入
弁１３が、又吐出口１０には吐出弁１４が夫々ピストン
１５の吸入・圧縮行程を介して開閉する如く設けられる
。又、シリンダーブロック２には同吸入室５と後述する
クランク室（圧力室）１６間に連通させて絞り通路１７
が設けられる一方、その中心部には前記軸受は部４Ａと
対峙させて軸受は部４Ｂが設けられると共に同軸受は部
４Ｂを中心としてその外周部に複数個のボア１１が穿設
され、各ボア１１にはリヤ側に圧縮室１２を存してピス
トン１５が進退自在に嵌挿される。モして又、前記フロ
ントハウジング３Ｆには上記ボア１１と連通させてクラ
ンク室１６が設けられ、同クランク室１６には前記両軸
受は部４Ａ、４Ｂ間に亘ってドライブシャフト１８が横
架される。同ドライブシャフト１８のフロント側の一端
にはラグプレート１９が同ドライブシャフト１８と同行
回転可能に軸架され、同ラグプレート１９には取付はア
ーム２０が設けられる。そして同取付はアーム２０には
回部に開口する長孔２１とピン２２の係合を介してドラ
イブプレート２３がドライブシャフト１８と一体に回転
し乍ら前後方向に揺動することが可能な如く支承される
と共に、同ドライブプレート２７にはスラストベアリン
グ２４を介してワッブルプレート（アクチュエータ）２
５がその回転を規制された状態にて揺動自在に支承され
る。又、同ワッブルプレート２５と前記ピストン１５間
はコンロッド２６によって連結される。

２７は前記リヤハウジング３Ｒの後端壁内に嵌挿する電
磁弁であって、同電磁弁２７の一方のポートは導圧通路
２８Ａを介して前記クランク室１６と、又他方のボート
は導圧通路２８Ｂを介して前記吐出室６と夫々連通する
如く設けられる。そして同電磁弁２７には制御回路２９
が接続され、後述する様に同制御回路２９におけるデユ
ーティ比制御を介して開閉させることが出来る様に設け
られる。

一方、前記蒸発器内には冷媒蒸発温度を検知するための
湿度センサ３０が埋設させて取付けられ、又車室内には
蒸発器ファン風量の選択スイッチ３１が配設される。そ
して同温度センサ３０と選択スイッチ３１は制御回路２
９の入力端子に接続され、前述の様に同温度センサ３０
の出力信号及び選択スイッチ３１のモードと対応させて
異なるデユーティ比のパルスを制御回路２９より電磁弁
２７に向けて出力させることにより、同電磁弁２７を開
閉させることが出来る様に設けられる。そして同電磁弁
２７の開閉を介してクランク室１６内に吐出圧力を送り
込むことにより、ドライブプレート２３とワッブルプレ
ート２５の揺動角度を変化させることが出来る様に設け
られる。即ち、ドライブプレート２３とワッブルプレー
ト２５の揺動角度を変化させることにより、圧縮機１の
圧縮容量を変化させて蒸発器４の蒸発温度を制御するこ
とが出来る様に設けられる。更に具体的には、同制御回
路２９は第３図に表わす階段状関数により、蒸発器ファ
ン風量の選択スイッチ３１のそのモード（強・中・弱）
と対応させて蒸発温度の設定値を変化させることが出来
る様に設けられる。

しかして車室内の熱負荷（冷房負荷）が大きい場合にお
いて蒸発器ファン風量の選択スイッチ３１を「強」のモ
ードに設定することにより、そのモード選択信号が制御
回路２９へ送られ、同制御回路２９において予め設定さ
れた制御プログラムによって電磁弁２７に向けて適宜な
デユーティ比のパルスを出力すると共に、温度センサ３
０の検知温度を第３図に表わす特性に従って適宜な蒸発
温度に設定する状態が得られる。この様に適宜なデユー
ティ比のパルスが制御回路２９の制御操作を介して電磁
弁２７に送られることにより、同電磁弁２７を閉じ方向
に作動させる作用（吸入圧力状態）が得られる。そして
この様にクランク室１６内に吸入圧力状態が得られるこ
とにより、ドライブプレート２３とワッブルプレート２
５の揺動角度を大きくする作用、即ち、大きな容量を存
して圧縮機１を運転する作用が得られる。この様に圧縮
機１が大きな圧縮容量を存して運転されることにより、
蒸発器において蒸発温度が徐々に下がる状態が得られる
。そして蒸発温度が上記の様に制御回路２９によって設
定された温度まで下がることにより、蒸発器に付設する
温度センサ３０においてその設定温度を検知する作用が
得られる。

この様に温度センサ３０が設定温度を検知することによ
り、制御回路２９から上記電磁弁２７を向けて出力信号
が送られ、同電磁弁２７を開き方向に作動させる作用（
吐出圧力状態）が得られる。

この様にクランク室１６内が吐出圧力状態となることに
より、圧縮機ｌの圧縮容量を減少させる作用が得られる
。

そして上記の様に車室内が設定温度に冷房された状態に
おいて、蒸発器ファン風量の選択スイッチ３１を１強」
からｒ中」のモードに切り替えることにより、そのモー
ド選択信号が制御回路２９へ送られ、同制御回路２９に
おいて第３図に表わす階段状関数に従って前記１強」モ
ードにおけるパルスよりも若干大きなデユーティ比のパ
ルスを電磁弁２７に向けて出力すると共に、温度センサ
３０の検知温度を上記蒸発温度よりも若干高い蒸発温度
に設定する作用が得られる。更に具体的には、電磁弁２
７を開いて導圧通路２８Ａ、２８Ｂを介して吐出室６と
クランク室１６を連通させることにより、上記の場合と
比べてクランク室１６の圧力を若干高くする様に設定さ
れたパルスが電磁弁２７に向けて送られる。この様に電
磁弁３１に適宜なパルスが送られることにより、同電磁
弁３１の開閉を介してドライブプレート２７が上記の場
合よりも若干水さな揺動角度を存して回転する状態が得
られる。そしてこの様にドライブプレート２７が若干水
さな揺動角度を存して回転することにより、若干水さな
容量を存して圧縮作用が行なわれ、蒸発温度が上記の場
合よりも若干高い一定温度に保持される。この様に蒸発
温度を上記の場合よりも若干高い一定温度に保持した状
態において、ｒ中」モードに相当する若干水さな蒸発器
ファン風量を存して車室内へ向けて送風することにより
、同車室内を略一定の吹出温度を存して緩やかに冷やす
作用が得られる。

そして更に熱負荷が小さくなった場合において蒸発器フ
ァン風量の選択スイッチ３１をｒ中」から１弱」のモー
ドに切り替えることにより、第３図に表わす特性に従っ
て蒸発温度が上記の場合よりも更に高い一定温度に保持
される。そしてこの様に蒸発温度を上記の場合よりも更
に高い一定温度に保持した状態において、「弱」モード
に相当する小さな蒸発器ファン風量を存して車室内へ向
けて送風することにより、同車室内を略一定の吹出温度
を存して極めて緩やかに冷やす作用が得られる。

以上の様に蒸発器ファン風量のモードと対応させて蒸発
温度を適宜設定することにより、蒸発器ファン風量のモ
ードに係りなく吹出空気温度を略一定温度に保持するこ
とが出来る。この様に吹出空気温度を略一定温度に保持
することが出来ることにより、例えば選択スイッチ３１
を「強」モードから１弱」モードに切り替えた場合に運
転者、同乗者に対する過度な冷えを防止する作用が得ら
れる。即ち、運転者、同乗者に対して良好な温熱フィー
リングを付与する作用が得られる。

尚、本実施例においては選択スイッチ３１によって蒸発
器ファン風量の切り替えをする様にしたが、同選択スイ
ッチ３１に代えて風速センサを蒸発器ファンの吹出口に
取付け、同風速センサを利用して蒸発器ファン風量の大
きさを検知すると共に、同風速センサの出力信号と対応
させて連続的に蒸発温度の設定値を変化させることによ
り、吹出温度をより一定温度に保持することが出来る。

又、本実施例においては揺動斜板型圧縮機について説明
したが、これに限定されるものではなくロータリー型圧
縮機に適用することも可能である。

即ち、ロータリー型圧縮機において電磁弁の開閉を介し
て圧力室の圧力増減を行なってスプール（アクチュエー
タ）を進退させることにより、圧縮容量を変化させる様
にしても良い。

〔発明の効果〕

本発明は以上の様に構成されるものであって、上記の様
に蒸発温度若しくは蒸発圧力の変化を制御回路に入力さ
せ、同制御回路におけるデユーティ比制御を介して電磁
弁を開閉させると共に、同電磁弁の開閉を介してアクチ
ュエータを作動させて圧縮容量を変化させる様に設けら
れる冷凍サイクルにおいて、蒸発器ファン風量を切り替
えるための選択スイッチのモード選択信号若しくは蒸発
器ファンの吹出口に配設する風速センサの出力信号を上
記制御回路に入力させ、蒸発器ファン風量が多いときは
蒸発温度若しくは蒸発圧力の設定値を低くし、蒸発器フ
ァン風量が少ないときは蒸発温度若しくは蒸発圧力の設
定値を高くする様にしたことにより、蒸発器ファンの吹
出空気温度（冷却風温度）を蒸発器ファン風量の多少に
係らず一定温度に保持させることが出来るに至った。そ
してこの様に吹出空気温度（冷却風温度）を一定温度に
保持することが出来ることにより、従来の様に選択スイ
ッチを「強」から１弱」に切り替えた場合にも過冷房を
生ずることなく、運転者、同乗者に対して良好な温熱フ
ィーリングを付与することが出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御方法により制御される揺動斜
板型圧縮機の側断面図、第２図は同圧縮機を具備する冷
凍サイクルの制御方法を表わす説明図、第３図は蒸発器
ファン風量に対する吹出温度と蒸発温度設定値の関係を
表わすグラフである。 又、第４図は従来の制御方法を表わす図面であって、蒸
発器ファン風量に対する吹出温度と蒸発温度設定値の関
係を表わすグラフである。 ■・・揺動斜板型圧縮機、２・・シリンダーブロック、
３Ｆ・・フロントハウジング、３Ｒ・・・リヤハウジン
グ、４Ａ、４Ｂ・・・軸受は部、５・・・吸入室、６・
・吐出室、７・・・隔壁、８・・・バルブプレート、９
・・・吸入口、１０・・・吐出口、１１・・・ボア、１
２・・・圧縮室、１３・・・吸入弁、１４・・・吐出弁
、１５・ピストン、１６・・クランク室（圧力室）、１
７・・・絞り通路、１８・・・ドライブシャフト、１９
・ラグプレート、２０・・・取付はアーム、２１・・・
長孔、２２・・・ピン、２３・・・ドライブプレート、
２４・・・ベアリング、２５・・・ワッブルプレート（
アクチュエータ）、２６・・・コンロッド、２７・・パ
市磁弁、２８Ａ、２８１３・・・導圧通路、２９・・・
制御回路、３０・・・温度センサ、３１・・・選択スイ
ッチ。 弱　　　　中　　　　強 蒸発器ファン風量 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　蒸発温度若しくは蒸発圧力の変化を制御回路に
   入力させ、同制御回路におけるデューティ比制御を介し
   て電磁弁を開閉させると共に、同電磁弁の開閉を介して
   アクチュエータを作動させて圧縮容量を変化させる様に
   設けられる冷凍サイクルにおいて、蒸発器ファン風量を
   切り替えるための選択スイッチのモード選択信号若しく
   は蒸発器ファンの吹出口に配設する風速センサの出力信
   号を上記制御回路に入力させ、蒸発器ファン風量が多い
   ときは蒸発温度若しくは蒸発圧力の設定値を低くし、蒸
   発器ファン風量が少ないときは蒸発温度若しくは蒸発圧
   力の設定値を高くさせて成る冷凍サイクルにおける冷却
   風温度の制御方法。