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JPS62155473A - Refrigeration cycle device - Google Patents

Refrigeration cycle device

Info

Publication number
JPS62155473A
JPS62155473A JP29839585A JP29839585A JPS62155473A JP S62155473 A JPS62155473 A JP S62155473A JP 29839585 A JP29839585 A JP 29839585A JP 29839585 A JP29839585 A JP 29839585A JP S62155473 A JPS62155473 A JP S62155473A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
evaporator
refrigerant
expansion valve
electric expansion
refrigeration cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29839585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
彰夫 松岡
本田 祐次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP29839585A priority Critical patent/JPS62155473A/en
Publication of JPS62155473A publication Critical patent/JPS62155473A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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の中で、特に電気式膨張弁を有す
る冷凍サイクルにおいて、電気式膨張弁の制御に関する
ものであり、例えば自動車空調用冷凍サイクルに用いて
好適なものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to control of an electric expansion valve in a refrigeration cycle, particularly in a refrigeration cycle having an electric expansion valve. It is suitable for use in cycles.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

冷凍サイクルにおける膨張弁は、一般に蒸発器出口にお
ける冷媒の過熱度(スーパーヒート)が一定となるよう
に冷媒流量を制御するものである。
The expansion valve in the refrigeration cycle generally controls the flow rate of the refrigerant so that the degree of superheat (superheat) of the refrigerant at the outlet of the evaporator remains constant.

冷媒の過熱度は冷媒圧力と冷媒温度から求めることがで
きるので、膨張弁の弁開度を電気的に制御する電気式膨
張弁を使用する場合は、一般に蒸発器出口の冷媒圧力を
検出する圧力センサと、冷媒温度を検出する温度センサ
からの検出信号に基いて弁開度を制御している。
The degree of superheating of the refrigerant can be determined from the refrigerant pressure and refrigerant temperature, so when using an electric expansion valve that electrically controls the opening of the expansion valve, the pressure at which the refrigerant pressure at the evaporator outlet is generally detected is The valve opening degree is controlled based on a detection signal from a sensor and a temperature sensor that detects refrigerant temperature.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、自動車空調用冷凍サイクルにおいては、夏期
炎天下の駐車直後に起動する場合には蒸発器吸込空気温
が40℃を越える極めて高温になるので、蒸発器の冷房
負荷は非常に大きくなり、一方春秋期の中間温度域で起
動する場合には蒸発器の冷房負荷は極端に小さくなる。
By the way, when the refrigeration cycle for automobile air conditioning is started immediately after parking in the hot summer sun, the evaporator suction air temperature becomes extremely high, exceeding 40 degrees Celsius, so the cooling load on the evaporator becomes extremely large. When starting in the intermediate temperature range during the period, the cooling load on the evaporator becomes extremely small.

このように、起動時の冷房負荷が大きく変動する浴凍サ
イクルにおいては、膨張弁の起動時弁開度を適確に設定
しないと、高負荷時には蒸発器出口冷媒の過熱度が過大
になって、冷却性能が低下し、逆に低負荷時には蒸発器
出口冷媒の過熱度がとれず、圧縮機への液冷媒戻りが生
じるという問題点がある。
In this way, in a bath freezing cycle where the cooling load at startup varies greatly, if the opening of the expansion valve at startup is not set appropriately, the degree of superheating of the refrigerant at the evaporator outlet will become excessive at high loads. However, there are problems in that the cooling performance deteriorates and, conversely, the degree of superheating of the refrigerant at the outlet of the evaporator cannot be maintained at low loads, causing liquid refrigerant to return to the compressor.

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、電気式膨張弁
の起動時の弁開度を冷房負荷条件に応じて適確に制御す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to accurately control the valve opening degree of an electric expansion valve at the time of activation according to cooling load conditions.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記の目的を達成するため、(a)コンプレッ
サと、 (b)このコンプレッサの吐出側に接続され、ガス冷媒
を凝縮する凝縮器と、 (C1この凝縮器の下流側に接続され前記凝縮器からの
液冷媒を減圧膨張するとともに弁開度を電気的に制御す
る電気式膨張弁と、 (dlこの膨張弁の下流側と前記コンプレッサの吸入側
との間に接続され、前記膨張弁を通過した冷媒を蒸発さ
せる蒸発器と、 (e)前記蒸発器の冷房負荷に関連する物理量に基いて
前記電気式膨張弁の起動時の弁開度信号を算出し、この
弁開度信号により前記電気式膨張弁を起動する第1制御
手段と、 (f)前記蒸発器出口側の冷媒温度を検出する温度検出
手段と、 (aこの温度検出手段の冷媒温度検出信号が人力され、
前記蒸発器出口側の冷媒温度に基いて前記電気式膨張弁
の弁開度信号を算出し、この弁開度信号により前記電気
式膨張弁の起動後の制御を行う第2制御手段とを具備す
るという技術的手段を採用する。
In order to achieve the above object, the present invention includes (a) a compressor; (b) a condenser connected to the discharge side of this compressor and condensing a gas refrigerant; (C1 connected to the downstream side of this condenser and said an electric expansion valve that depressurizes and expands liquid refrigerant from the condenser and electrically controls the valve opening degree; an evaporator that evaporates the refrigerant that has passed through the evaporator; (f) temperature detection means for detecting the refrigerant temperature on the outlet side of the evaporator; (a) the refrigerant temperature detection signal of the temperature detection means is manually input;
a second control means that calculates a valve opening signal of the electric expansion valve based on the refrigerant temperature on the outlet side of the evaporator, and controls the electric expansion valve after activation based on the valve opening signal. Adopt technical means to do so.

〔作用〕[Effect]

上記の技術的手段によれば、冷凍サイクル起動時には第
1制御手段によって冷房i荷に直接対応した弁開度でも
って電気式膨張弁を起動できる。
According to the above technical means, when the refrigeration cycle is started, the electric expansion valve can be started by the first control means with a valve opening degree that directly corresponds to the cooling load.

一方、起動後の定常作動時には、第2制御手段によって
蒸発器出口側の冷媒温度に応じて電気式膨張弁の弁開度
を制御することにより、蒸発器出口冷媒の過熱度を良好
に制御できる。
On the other hand, during steady operation after startup, the degree of superheating of the refrigerant at the evaporator outlet can be well controlled by controlling the valve opening degree of the electric expansion valve according to the refrigerant temperature at the evaporator outlet side using the second control means. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従って、本発明においては、種々な冷房負荷条件下での
起動に際しても、電気式膨張弁を冷房負荷に対応した適
切な弁開度で起動できるので、高負荷時の冷却性能(ク
ールダウン性能)の悪化、低負荷時における圧縮機への
冷媒液戻りに基く動力損失の増大、圧縮機の弁破損とい
った不具合を良好に解消できる。
Therefore, in the present invention, even when starting under various cooling load conditions, the electric expansion valve can be started with an appropriate valve opening degree corresponding to the cooling load, thereby improving cooling performance (cool-down performance) under high loads. Problems such as deterioration of refrigerant, increased power loss due to refrigerant liquid returning to the compressor at low loads, and damage to compressor valves can be successfully resolved.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明を自動車空調用冷凍サイクルに適用した
実施例を示すものであって、10は吐出容量を変化し得
る可変容量コンプレ・νすで、電磁クラッチ11を介し
て自動車エンジン12により駆動される。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a refrigeration cycle for automobile air conditioning. Numeral 10 is a variable capacity compressor ν that can change the discharge capacity. Driven.

可変容量コンプレッサ10の吐出側には凝縮器13が接
続されており、この凝縮器13はコンプレッサ10から
吐出されたガス冷媒を冷却用ファンI4によって送風さ
れる冷却空気により冷却して凝縮する。冷却ファン14
はモータ14aにより馬区動される。
A condenser 13 is connected to the discharge side of the variable capacity compressor 10, and the condenser 13 cools and condenses the gas refrigerant discharged from the compressor 10 using cooling air blown by a cooling fan I4. cooling fan 14
is moved by the motor 14a.

凝縮器13の下流側には、液冷媒を溜めるレシーバ15
を介して電気式膨張弁16が接続されている。この膨張
弁16はその弁開度が電気的に制御されるものであって
、レシーバ15からの液冷媒を減圧膨張させる。
On the downstream side of the condenser 13, there is a receiver 15 that stores liquid refrigerant.
An electric expansion valve 16 is connected via the. The expansion valve 16 has its opening degree electrically controlled, and expands the liquid refrigerant from the receiver 15 under reduced pressure.

電気式膨張弁16の下流側には蒸発器17が接続されて
おり、この蒸発器17は膨張弁16を通過して減圧した
気液2相冷媒と送風ファン18によって送風される車室
内又は車室外空気とを熱交換して液冷媒を蒸発させる。
An evaporator 17 is connected to the downstream side of the electric expansion valve 16, and this evaporator 17 is connected to a gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the expansion valve 16 and has been depressurized, and is blown into the passenger compartment or the vehicle by a blower fan 18. The liquid refrigerant is evaporated by exchanging heat with outdoor air.

冷媒の蒸発潜熱により冷却された冷風は、ヒータユニ・
7ト24を介して車室内へ吹出す。ヒータユニット24
には、周知のごとくエンジン冷却水を熱源とするヒータ
コア241、このヒータコア241を通過して加熱され
る温風とヒータコア241のバイパス路242を通過す
る冷風の風量割合を調節して車室内への吹出空気温度を
調節する温度制御ダンパ243゛等が内蔵されている。
The cold air cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant is
It is blown out into the vehicle interior through the port 24. Heater unit 24
As is well known, the heater core 241 uses engine cooling water as a heat source, and the ratio of the amount of warm air heated through the heater core 241 to the cold air passing through the bypass passage 242 of the heater core 241 is adjusted to supply the air into the vehicle interior. A temperature control damper 243' etc. for adjusting the temperature of the blown air is built-in.

蒸発器17の下流側は可変容量コンプレッサ10の吸入
側に接続されている。
The downstream side of the evaporator 17 is connected to the suction side of the variable capacity compressor 10.

19は蒸発器17の出口配管部に設置され、蒸発器出口
側の冷媒温度TRを検出する冷媒温センサで、サーミス
タよりなる。この冷媒温センサ19は出口配管内に設置
して冷媒温度を直接検出する方式と、出口配管の表面に
密着固定するとともに、断熱材でセンサ取付部を被覆し
て配管表面温度を検出する方式のいずれでもよいが、実
用上は取付の容易さから後者の方式がを利である。
A refrigerant temperature sensor 19 is installed at the outlet piping of the evaporator 17 to detect the refrigerant temperature TR on the evaporator outlet side, and is composed of a thermistor. This refrigerant temperature sensor 19 can be installed in the outlet piping to directly detect the refrigerant temperature, or it can be fixed tightly to the surface of the outlet piping and the sensor mounting part is covered with heat insulating material to detect the piping surface temperature. Either method may be used, but the latter method is more advantageous in practice due to ease of installation.

この冷媒温センサ19は、冷凍サイクルの停止時には蒸
発器周囲温度taを検出するので、本例においては冷凍
サイクル起動時における蒸発器周囲温度taを検出する
周囲温度センサとしての役目を兼務するようになってい
る。ここで、蒸発器周囲温度taは冷房負荷に関連する
物理量の1つとして検出するものである。
Since this refrigerant temperature sensor 19 detects the evaporator ambient temperature ta when the refrigeration cycle is stopped, in this example, it also serves as an ambient temperature sensor that detects the evaporator ambient temperature ta when the refrigeration cycle is started. It has become. Here, the evaporator ambient temperature ta is detected as one of the physical quantities related to the cooling load.

20は風量検出回路で、蒸発器17への風量Vaを検出
するものであり、本例では送風ファン18の駆動用モー
タ18aの速度を手動操作スイッチ又は自動制御によっ
て制御するファンモータ制御回路と電気的に結線され、
このファンモータ制御回路により設定されるファンモー
タ速度を判別することにより風量■aを検出するように
なっている。
Reference numeral 20 denotes an air volume detection circuit, which detects the air volume Va to the evaporator 17, and in this example, includes a fan motor control circuit and an electric circuit that control the speed of the drive motor 18a of the ventilation fan 18 by a manual operation switch or automatic control. connected to
The air volume (a) is detected by determining the fan motor speed set by this fan motor control circuit.

21は自動車エンジン12の回転数N、を検出するエン
ジン回転数検出回路で、例えば自動車エンジン12の点
火コイルの一次側回路に発生するパルス信号の周波数を
検出することによりエンジン回転数を検出するものであ
る。
Reference numeral 21 denotes an engine rotation speed detection circuit that detects the rotation speed N of the automobile engine 12, and detects the engine rotation speed by, for example, detecting the frequency of a pulse signal generated in the primary circuit of the ignition coil of the automobile engine 12. It is.

22は制御回路で、上記冷媒温センサ19および検出回
路20.21の検出信号7’R,ta、V   ’a、
N、が入力される入力回路22aと、この入力回路22
aからの入力信号に基いて所定の演算処理を行うマイク
ロコンピュータ22bと、このマイクロコンピュータ2
2bの出力信号に基いて電磁クラッチ11及び電気式膨
張弁16への通電を制御する出力回路22Cとを有して
いる。
22 is a control circuit which receives detection signals 7'R, ta, V'a, of the refrigerant temperature sensor 19 and detection circuit 20.
An input circuit 22a to which N is input, and this input circuit 22
a microcomputer 22b that performs predetermined arithmetic processing based on an input signal from a;
The output circuit 22C controls energization of the electromagnetic clutch 11 and the electric expansion valve 16 based on the output signal of the output circuit 2b.

入力回路22aはアナログ信号をディジタル信号に変換
するA−D変換器等を内蔵しており、また出力回路22
cは、負荷を駆動するリレー回路等を内蔵している。
The input circuit 22a has a built-in A-D converter etc. that converts an analog signal into a digital signal, and the output circuit 22a
c has a built-in relay circuit etc. that drives the load.

一方、マイクロコンピュータ22bは、単一チップのL
SIからなるディジタルコンピュータにより形成されて
おり、このマイクロコンピュータ22bは定電圧回路(
図示しない)から定電圧を受けて作動準備完了状態にお
かれる。この場合、前記定電圧回路は自動車エンジン1
2のイグニッションスイッチ(図示しない)の閉成に応
答して車載の直流電源(バッテリ)から直流電圧を受け
て前記定電圧を生じる。マイクロコンピュータ22bは
、中央処理装置(以下cpuと称する)、メモリ (R
OM、RAM) 、クロック回路等を備えており、これ
らCPU、メモリ (ROM、RAM)、クロック回路
はパスラインを介して互いに接続されている。マイクロ
コンピュータ22bのメモリ (RAM)は入力回路2
2aからの各ディジタル信号を受けて一時的に記憶し、
これら各信号をCPUに選択的に付与する。マイクロコ
ンピュータ22bのクロック回路は、水晶発振器と協働
して所定周波数を有するクロック信号を発生し、これに
基づいてマイクロコンピュータ22bにおける所定の制
御プログラムの実行を許容する。
On the other hand, the microcomputer 22b is a single-chip L
The microcomputer 22b is formed by a digital computer consisting of SI, and this microcomputer 22b has a constant voltage circuit (
(not shown) and is placed in a ready state for operation. In this case, the constant voltage circuit is
In response to the closing of the ignition switch (not shown) No. 2, the constant voltage is generated by receiving a DC voltage from an on-vehicle DC power source (battery). The microcomputer 22b includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU), a memory (R
The CPU, memory (ROM, RAM), and clock circuit are connected to each other via a path line. The memory (RAM) of the microcomputer 22b is the input circuit 2.
It receives each digital signal from 2a and temporarily stores it.
Each of these signals is selectively applied to the CPU. The clock circuit of the microcomputer 22b generates a clock signal having a predetermined frequency in cooperation with a crystal oscillator, and allows the microcomputer 22b to execute a predetermined control program based on this clock signal.

マイクロコンピュータ22bのメモリ (ROM)内に
は、前述するような演算処理をマイクロコンピュータ2
2b内にて実行するために前記所定の制御プログラムが
予め記憶されている。
The memory (ROM) of the microcomputer 22b contains the arithmetic processing described above.
The predetermined control program is stored in advance for execution within the controller 2b.

次に、可変容量コンプレッサ10の容量可変機構101
について述べると、この機構101は、例えば特開昭5
8−155287号公報で公知のごとく、容ff1il
1節部材の背圧を電磁弁102の開閉によって制御する
ことにより、容量調節部材を変位させ、吐出容量を変化
させるものであり、そして電磁弁102の開閉は容量制
御回路103の出力信号のデユーティ比を変化させるこ
とにより制御する。制御回路103には、コンプレッサ
吸入圧力(蒸発圧力)Ptを検出する低圧側圧力センサ
104の検出信号が入力され、この吸入圧力PLが所定
値(例えば2.1 kg/cm!G)に維持されるよう
に、出力信号のデユーティ比を変えて、コンプレッサ1
0の容量を制御する。すなわち、吸入圧力PLが上記所
定値より高くなると、コンプレッサ容量を増大し、上記
所定値より低下すると、コンプレッサ容量を減少すると
いう制御を行って吸入圧力Ptを上記所定値に維持する
。コンプレッサ容量の変化は、連続的でも、不連続的(
段階的)でもよい。なお、上記所定値は完全に固定した
値でなく、例えば冷房熱負荷に応じた信号によって、上
記所定値を若干量補正するという制御を付加してもよい
Next, the variable capacity mechanism 101 of the variable capacity compressor 10
For example, this mechanism 101 is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5
As is known from Publication No. 8-155287,
By controlling the back pressure of the first section member by opening and closing the solenoid valve 102, the capacity adjusting member is displaced and the discharge capacity is changed.The opening and closing of the solenoid valve 102 is controlled by the duty of the output signal of the capacity control circuit 103. Control by changing the ratio. A detection signal from a low-pressure side pressure sensor 104 that detects compressor suction pressure (evaporation pressure) Pt is input to the control circuit 103, and this suction pressure PL is maintained at a predetermined value (for example, 2.1 kg/cm!G). By changing the duty ratio of the output signal, compressor 1
Controls the capacity of 0. That is, when the suction pressure PL becomes higher than the predetermined value, the compressor capacity is increased, and when it becomes lower than the predetermined value, the compressor capacity is decreased, thereby maintaining the suction pressure Pt at the predetermined value. Changes in compressor capacity can be continuous or discontinuous (
(in stages) is also acceptable. Note that the predetermined value is not a completely fixed value, and control may be added to slightly correct the predetermined value using a signal depending on the cooling heat load, for example.

また、可変容量コンプレッサ10の容量可変機構101
は、上記したように圧力センサ104の検出信号PLに
基いて電気的に容量を制御するものの他に、前記特開昭
58−155287号公報に記載のごとく、コンプレッ
サ吸入圧力PLに応動する圧力応動弁を設け、この圧力
応動弁により容量調節部材の背圧を制御して、容量制御
を行う純機械的な構成のものでもよい。
Further, the variable capacity mechanism 101 of the variable capacity compressor 10
In addition to the one that electrically controls the capacity based on the detection signal PL of the pressure sensor 104 as described above, the one that controls the capacity electrically based on the detection signal PL of the pressure sensor 104, the one that controls the capacity electrically based on the detection signal PL of the pressure sensor 104, as well as the one that controls the capacity in response to the compressor suction pressure PL as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 155287/1987. A purely mechanical structure may be used in which a valve is provided and the back pressure of the capacity adjustment member is controlled by the pressure-responsive valve to control the capacity.

第2図は電気式膨張弁16の具体的構造を例示するもの
であって、160はベース部材で、その一端側に冷媒入
口通路161を有し、他端側に冷媒出口通路162を有
している。163は非磁性体からなる円筒状部材で、冷
媒を減圧膨張させる2つの弁孔163a、163bを対
称位置に開口している。164は円筒部材163の内周
に摺動自在に挿入された磁性体製のプランジャであり、
励磁コイル166に通電しない状態ではコイルスプリン
グ165により押圧されて最下端の位置にあって、2つ
の弁孔163a、163bを外周のリング状溝164a
により全開している。
FIG. 2 illustrates a specific structure of the electric expansion valve 16, and 160 is a base member, which has a refrigerant inlet passage 161 at one end and a refrigerant outlet passage 162 at the other end. ing. 163 is a cylindrical member made of a non-magnetic material, and has two valve holes 163a and 163b opened at symmetrical positions for decompressing and expanding the refrigerant. 164 is a plunger made of a magnetic material that is slidably inserted into the inner circumference of the cylindrical member 163;
When the excitation coil 166 is not energized, it is pressed by the coil spring 165 and is at the lowest position, connecting the two valve holes 163a and 163b to the ring-shaped groove 164a on the outer periphery.
It is fully opened.

167はプランジャ164に対向配置された固定磁極部
材で、円筒状ヨーク168の上端に固定されている。1
69は上記部材164,167゜168とともに励磁コ
イル166の磁気回路を構成する磁性端板である。励磁
コイル166に通電すると、プランジャ164と固定磁
極部材167との間に磁気吸引力が生じ、プランジャ1
64はコイルスプリング165のばね力に抗して固定磁
極部材167に吸着され、弁孔163a、163bを閉
じる。従って、励磁コイル166にパルス波形の電圧を
印加することによりプランジャ164が連続的に往復動
じて、弁孔163a、163bの開閉を連続的に繰返す
。そして、励磁コイル166へのパルス波形入力電圧の
デユーティ比(所定周期におけるオン−オフの比率)を
変えることにより、弁孔163a、163bの開閉比率
が変化して、冷媒流量を調節できる。つまり、励磁コイ
ル166への入力電圧のデユーティ比を変えることによ
り、膨張弁16の弁開度を実質的に調節できる。
A fixed magnetic pole member 167 is arranged opposite to the plunger 164 and is fixed to the upper end of the cylindrical yoke 168. 1
Reference numeral 69 denotes a magnetic end plate that constitutes a magnetic circuit of the excitation coil 166 together with the members 164, 167 and 168. When the excitation coil 166 is energized, a magnetic attraction force is generated between the plunger 164 and the fixed magnetic pole member 167, and the plunger 1
64 is attracted to the fixed magnetic pole member 167 against the spring force of the coil spring 165, and closes the valve holes 163a and 163b. Therefore, by applying a pulse waveform voltage to the excitation coil 166, the plunger 164 continuously reciprocates, and the valve holes 163a and 163b are continuously opened and closed. By changing the duty ratio (on-off ratio in a predetermined period) of the pulse waveform input voltage to the excitation coil 166, the opening/closing ratio of the valve holes 163a, 163b changes, and the refrigerant flow rate can be adjusted. That is, by changing the duty ratio of the input voltage to the excitation coil 166, the opening degree of the expansion valve 16 can be substantially adjusted.

なお、本例では、電気代膨張弁16として上記ノコト<
プランジャ164が連続的に往復動して弁孔163a、
163bの開閉を連続的に繰返すデユーティ制御のもの
について説明したが、プランジャ164の変位量をサー
ボモータ等により連続的に変え、それにより弁開度を調
節するリニア制御のものでも使用できる。
In addition, in this example, the above-mentioned sawtooth is used as the electricity bill expansion valve 16.
The plunger 164 continuously reciprocates the valve hole 163a,
Although the description has been given of a duty control type in which the opening and closing of the plunger 163b is continuously repeated, a linear control type in which the amount of displacement of the plunger 164 is continuously changed by a servo motor or the like to thereby adjust the valve opening degree can also be used.

次に、上記構成において本実施例装置の作動について説
明する。まず、最初に基本的な作動態様につき説明する
と、第1図に示す冷凍サイクルにおいては、コンプレッ
サ1として低圧コントロールを行う可変容量コンプレフ
サを用いているため、低圧圧力PLはコシブレッサエの
容量制御により一定値(例えば2.1 kg/ ci 
G )に制御される。それ故、電気式膨張弁16は蒸発
器出口側(換言すればコンプレッサ吸入側)冷媒温度T
Iを一定値に制御するだけで、蒸発器出口冷媒のスーパ
ーヒート(過熱度)SHを目標値TR0(例えば約10
’c)に制御することが可能となる。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment with the above configuration will be explained. First, to explain the basic operation mode, in the refrigeration cycle shown in Fig. 1, a variable capacity compressor that performs low pressure control is used as the compressor 1, so the low pressure PL is kept at a constant value by the capacity control of the compressor. (For example, 2.1 kg/ci
G). Therefore, the electric expansion valve 16 is operated at the refrigerant temperature T on the evaporator outlet side (in other words, on the compressor suction side).
By simply controlling I to a constant value, the superheat (degree of superheating) SH of the refrigerant at the evaporator outlet can be adjusted to the target value TR0 (for example, about 10
'c).

それ故、冷媒温センサ19により蒸発器出口側冷媒温度
T、を検出し、この冷媒温度TRが目標、  温度T、
。と一致するように制御回路22によって電気式膨張弁
16の弁開度をフィードバンク制御する。
Therefore, the refrigerant temperature T on the evaporator outlet side is detected by the refrigerant temperature sensor 19, and this refrigerant temperature TR is the target temperature T.
. The control circuit 22 performs feedbank control of the valve opening degree of the electric expansion valve 16 so as to match the .

以下本実施例の作動を第3図、第4図に示すフローチャ
ートにより具体的に説明する。図示しない空調装置作動
スイ・/チを投入することにより、ステップ100がス
タートし、次のステップ1゜1において予め設定された
蒸発器周囲温度の基準温度t a o=30℃、基準風
量V’aO”300m3/h、基準エンジン回転数N、
。’=180Orpm。
The operation of this embodiment will be specifically explained below with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4. Step 100 is started by turning on the air conditioner operation switch (not shown), and in the next step 1゜1, the preset reference temperature of the evaporator ambient temperature tao = 30°C, the reference air volume V' aO”300m3/h, standard engine speed N,
. '=180Orpm.

基準弁開度信号(デユーティ比”)DT、=0.5、目
標冷媒温度TR0−10”C1定数C,=1/150、
c、=1/1000.C,=1/16000を読み込む
。次に、ステップ102にて、冷媒温センサ19で検出
された蒸発器周囲温度taおよび検出回路20.21で
検出された風量Va、エンジン回転数NEを読み込む。
Reference valve opening signal (duty ratio") DT, = 0.5, target refrigerant temperature TR0-10"C1 constant C, = 1/150,
c, = 1/1000. Read C,=1/16000. Next, in step 102, the evaporator ambient temperature ta detected by the refrigerant temperature sensor 19, the air volume Va and the engine rotation speed NE detected by the detection circuit 20.21 are read.

次のステップ103〜106は、起動時における膨張弁
開度信号(デユーティ信号)DTを算出するためのもの
であって、本例では起動時の基準冷房負荷として周囲温
度t a o=30℃、風量■a o=300m’ /
h (送風ファンモータの速度をHiに設定した時)を
設定し、かつ基準エンジン回転数NEOを1800rp
mに設定し、この条件における起動時の基準弁開度をD
TO=0.5とし、そして実際の起動時に上記基準冷房
負荷と異なっている場合は、その差異に応じて起動時の
弁開度を上記基準弁開度DTOから補正するものである
The next steps 103 to 106 are for calculating the expansion valve opening signal (duty signal) DT at the time of startup, and in this example, the reference cooling load at the time of startup is the ambient temperature tao=30°C, Air volume■a o=300m'/
h (when the speed of the blower fan motor is set to Hi) and set the standard engine rotation speed NEO to 1800 rpm.
m, and the reference valve opening degree at startup under this condition is D.
TO=0.5, and if it differs from the reference cooling load at the time of actual startup, the valve opening at the time of startup is corrected from the reference valve opening DTO according to the difference.

すなわち、ステップ103では周囲温度taによる補正
値ΔDT、を算出し、またステップ1゜4では風量Va
による補正値ΔDT、を算出し、またステップ105で
はエンジン回転数NEによる補正値ΔDT、を算出する
。第5図〜第7図はこれら補正値ΔDT、〜ΔDT3を
概略的に示す。
That is, in step 103, a correction value ΔDT based on the ambient temperature ta is calculated, and in step 1.4, the air volume Va is calculated.
In step 105, a correction value ΔDT is calculated based on the engine rotational speed NE. FIGS. 5 to 7 schematically show these correction values ΔDT, -ΔDT3.

そして、ステップ106において実際の起動時弁開度信
号DTを算出する。次のステップ107において電磁ク
ラッチ11をオン状態(接続状B)とし、圧縮[12を
起動し、次のステップ108では2秒間待機する。
Then, in step 106, an actual starting valve opening signal DT is calculated. In the next step 107, the electromagnetic clutch 11 is turned on (connected state B), compression [12] is started, and in the next step 108, the process waits for 2 seconds.

ここで、第4図は、電気式膨張弁16を駆動するための
フローチャートであって、予め定められた時間(例えば
0.005秒)ごとに第3図に示す制御フローチャート
内に割り込み、メモリ (RAM)に記憶されている弁
開度信号(デユーティ比信号)DTにより電気式膨張弁
16を駆動する。
Here, FIG. 4 is a flowchart for driving the electric expansion valve 16, and the control flowchart shown in FIG. 3 is interrupted every predetermined time (for example, 0.005 seconds) and the memory ( The electric expansion valve 16 is driven by the valve opening signal (duty ratio signal) DT stored in the RAM.

この場合、膨張弁I6として第2図の例では励磁コイル
166へのii1電オフの時に弁孔163a。
In this case, in the example of FIG. 2, the expansion valve I6 is the valve hole 163a when the ii1 power to the exciting coil 166 is turned off.

163bが開口するタイプのものを用いているので、上
記デユーティ比DTは、励磁コイル166への通電オフ
の比率を示しく1−DT)が励磁コイル166への通電
オンの比率を示す。そしてステップ108が2秒間1!
続される間に、第4図に示す割り込みフローチャートに
従って電気式膨張弁16が駆動され、その起動待弁開度
はステソブ106において、算出された弁開度信号DT
により設定される′。
Since the type in which the excitation coil 163b is open is used, the above duty ratio DT indicates the ratio of energization off to the excitation coil 166, and 1-DT) indicates the ratio of energization on to the excitation coil 166. And step 108 is 1 for 2 seconds!
During this period, the electric expansion valve 16 is driven according to the interrupt flowchart shown in FIG.
set by ′.

ステップ108による2秒間が経過すると、ステップ1
09に進み、蒸発器出口側冷媒温度TRを読み込む。次
のステップ110では実際の冷媒温度T、と目標冷媒温
度TRoとの偏差ΔT、を求め、次のステップ111で
は、この偏差ΔTRを関数として、比例積分微分制御(
PID制御)の手法により起動後の弁開度信号DT、を
算出する。
When the two seconds according to step 108 have elapsed, step 1
Proceed to step 09 and read the evaporator outlet side refrigerant temperature TR. In the next step 110, the deviation ΔT between the actual refrigerant temperature T and the target refrigerant temperature TRo is determined, and in the next step 111, the proportional-integral-derivative control (
The valve opening degree signal DT after startup is calculated using a method (PID control).

より具体的に述べれば、次式から上記DT、、を算出す
る。
More specifically, the above DT is calculated from the following equation.

上式において、Kp、Ti、Tdは予め実験等により求
めた定数であって、メモリ (ROM)に記憶されてい
る。また、添字n−n  1、n−2は計算順序を示す
In the above equation, Kp, Ti, and Td are constants determined in advance through experiments and the like, and are stored in the memory (ROM). Further, subscripts n-n 1 and n-2 indicate the calculation order.

次のステップ112では、2秒間待機し、ステップ10
9に戻り、以下ステップ109〜112を繰返す。そし
て、第4図に示す割込みフローチャートに従って、電気
式膨張弁16が、ステップ111において算出された弁
開度信号DT11により駆動され、その弁開度が設定さ
れる。
In the next step 112, wait for 2 seconds and step 10
9, and repeat steps 109 to 112. Then, according to the interrupt flowchart shown in FIG. 4, the electric expansion valve 16 is driven by the valve opening signal DT11 calculated in step 111, and the valve opening is set.

なお、第1図に図示した冷凍サイクルではコンプレッサ
10として可変容量形のものを用い、その容量制御によ
って低圧圧力PLを所定値に維持するようにしているが
、コンプレッサ1oとして可変容量形でない通常のもの
を用い、電気式膨張弁16の弁開度を蒸発器出口側の冷
媒温度T、および冷媒圧力PLに応じて制御することに
より、蒸発器出口冷媒の過熱度を制御するタイプの冷凍
サイクルにも本発明を適用することができる。
In the refrigeration cycle shown in FIG. 1, a variable capacity type is used as the compressor 10, and the low pressure PL is maintained at a predetermined value through capacity control. This is a type of refrigeration cycle in which the degree of superheating of the refrigerant at the evaporator outlet is controlled by controlling the valve opening degree of the electric expansion valve 16 according to the refrigerant temperature T at the evaporator outlet side and the refrigerant pressure PL. The present invention can also be applied to.

また、前述の実施例では、電気式膨張弁16の制御手段
をすべてマイクロコンピュータ22bを用いて構成する
場合について説明したが、上記制御手段を、個々の電気
回路素子を組合せた電気回路にて構成することも可能で
ある。
Furthermore, in the above-mentioned embodiment, a case has been described in which all the control means for the electric expansion valve 16 are configured using the microcomputer 22b, but the control means is configured by an electric circuit that is a combination of individual electric circuit elements. It is also possible to do so.

また、第1図の例では、冷媒温センサ19にコンプレッ
サ起動前における蒸発器周囲温度を検出する機能を兼務
させるようにしているが、必要に応じ冷媒温センサ19
とは別途独立に蒸発器周囲温度を検出する専用の温度セ
ンサを設けてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the refrigerant temperature sensor 19 also has the function of detecting the ambient temperature of the evaporator before starting the compressor, but if necessary, the refrigerant temperature sensor 19
A dedicated temperature sensor may be separately provided to detect the ambient temperature of the evaporator.

また、蒸発器17の冷房負荷に関連する物理量として、
蒸発器周囲温度ta、蒸発器への風量■aの他に、蒸発
器吸込空気の湿度、自動車への日射量、外気温等を検出
してもよい。
In addition, as a physical quantity related to the cooling load of the evaporator 17,
In addition to the evaporator ambient temperature ta and the air volume (a) to the evaporator, the humidity of the air taken into the evaporator, the amount of solar radiation to the automobile, the outside temperature, etc. may be detected.

また、本発明は自動車空調用に限らず、種々な用途の冷
凍サイクルに広く適用可能であることはいうまでもない
Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to use in automobile air conditioning, but is widely applicable to refrigeration cycles for various uses.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は全体構成
図であり、第2図は電気式膨張弁の具体的構造を例示す
る断面図、第3図および第4図はマイクロコンピュータ
による制御を例示するフローチャート、第5図、第6図
および第7図は作動説明図である。 10・・・可変容量コンプレッサ、11・・・電磁クラ
ッチ、101・・・容量可変機構、13・・・擬縮器、
16・・・電気式膨張弁、17・・・蒸発器、19・・
・冷媒温センサ(温度検出手段)、22・・・制御回路
、22b・・・マイクロコンピュータ。
The drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is an overall configuration diagram, FIG. 2 is a sectional view illustrating the specific structure of an electric expansion valve, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a microcomputer. A flowchart illustrating the control according to the present invention, and FIGS. 5, 6, and 7 are operation explanatory diagrams. 10... Variable capacity compressor, 11... Electromagnetic clutch, 101... Variable capacity mechanism, 13... Pseudo compressor,
16... Electric expansion valve, 17... Evaporator, 19...
- Refrigerant temperature sensor (temperature detection means), 22...control circuit, 22b...microcomputer.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) (a)コンプレッサと、 (b)このコンプレッサの吐出側に接続され、ガス冷媒
を凝縮する凝縮器と、 (c)この凝縮器の下流側に接続され前記凝縮器からの
液冷媒を減圧膨張するとともに弁開度を電気的に制御す
る電気式膨張弁と、 (d)この膨張弁の下流側と前記コンプレッサの吸入側
との間に接続され、前記膨張弁を通過した冷媒を蒸発さ
せる蒸発器と、 (e)前記蒸発器の冷房負荷に関連する物理量に基いて
前記電気式膨張弁の起動時の弁開度信号を算出し、この
弁開度信号により前記電気式膨張弁を起動する第1制御
手段と、 (f)前記蒸発器出口側の冷媒温度を検出する温度検出
手段と、 (g)この温度検出手段の冷媒温度検出信号が入力され
、前記蒸発器出口側の冷媒温度に基いて前記電気式膨張
弁の弁開度信号を算出し、この弁開度信号により前記電
気式膨張弁の起動後の制御を行う第2制御手段とを具備
する冷凍サイクル装置。
(1) (a) a compressor; (b) a condenser connected to the discharge side of the compressor for condensing the gas refrigerant; and (c) a condenser connected to the downstream side of the condenser for condensing the liquid refrigerant from the condenser. (d) an electric expansion valve that expands under reduced pressure and electrically controls the valve opening degree; (e) calculating a valve opening signal at the time of activation of the electric expansion valve based on a physical quantity related to the cooling load of the evaporator, and controlling the electric expansion valve using this valve opening signal; (f) a temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator; (g) a refrigerant temperature detection signal of the temperature detection means is inputted to detect the temperature of the refrigerant on the outlet side of the evaporator; A refrigeration cycle device comprising: a second control means that calculates a valve opening signal of the electric expansion valve based on temperature, and controls the electric expansion valve after activation based on the valve opening signal.
(2) 前記蒸発器の冷房負荷に関連する物理量として
蒸発器周囲温度を検出する特許請求の範囲第1項記載の
冷凍サイクル装置。
(2) The refrigeration cycle device according to claim 1, wherein the evaporator ambient temperature is detected as a physical quantity related to the cooling load of the evaporator.
(3) 前記蒸発器の冷房負荷に関連する物理量として
前記蒸発器への風量を検出する特許請求の範囲第1項記
載の冷凍サイクル装置。
(3) The refrigeration cycle device according to claim 1, wherein the air flow rate to the evaporator is detected as a physical quantity related to the cooling load of the evaporator.
(4) 前記蒸発器周囲温度を検出する検出手段を前記
温度検出手段に兼務させる特許請求の範囲第2項記載の
冷凍サイクル装置。
(4) The refrigeration cycle device according to claim 2, wherein the temperature detection means also serves as a detection means for detecting the ambient temperature of the evaporator.
(5) 前記電気式膨張弁がデューティ制御されるよう
に構成されている特許請求の範囲第1項乃至第4項いず
れかに記載の冷凍サイクル装置。
(5) The refrigeration cycle device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric expansion valve is configured to be duty-controlled.
(6) 前記コンプレッサが吐出容量を変化させる容量
可変機構を有する可変容量コンプレッサからなり、その
吐出容量の変化によってコンプレッサ吸入圧力を所定値
に維持するように構成されている特許請求の範囲第1項
乃至第5項のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
(6) Claim 1, wherein the compressor is a variable capacity compressor having a variable capacity mechanism that changes the discharge capacity, and is configured to maintain the compressor suction pressure at a predetermined value by changing the discharge capacity. The refrigeration cycle device according to any one of items 5 to 6.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807445A (en) * 1986-11-25 1989-02-28 Nippondenso Co., Ltd. Refrigeration system
US20240167741A1 (en) * 2021-01-29 2024-05-23 Shinwa Controls Co., Ltd Refrigeration apparatus, control method of refrigeration apparatus, and temperature control system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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