JP2512866Y2 - 車両用冷温蔵庫の製氷促進装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、車両に搭載される冷
温蔵庫において、製氷が要求された場合に冷温蔵庫内の
冷却能力を高めて製氷時間の短縮を図った車両用冷温蔵
庫の製氷促進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用冷蔵庫においては、電子冷
凍と冷凍サイクルを組み合わせた電子冷凍装置が一般に
使用されており、この電子冷凍装置においては、熱電素
子の放熱側側面を冷蔵庫用のエバポレータと熱的に接触
させて熱電素子の能力を引き出し冷蔵庫の冷凍能力を確
保するもの（特公昭６２−４７７３０号公報）や、冷蔵
庫内の温度によって熱電素子へ印加する電圧を調整し庫
内の冷却能力の安定を図ろうとするもの（特開平２−５
７８８０号公報）が知られている。

【０００３】しかし、車両用空調装置の冷凍サイクルの
一部を構成するコンプレッサは、近年可変容量型のもの
が主流となってきており、このため特公昭６２−４７７
３０号公報において開示される冷蔵庫では、熱負荷に応
じてコンプレッサの容量が変化することによって、冷凍
能力も変化するため庫内の冷凍能力を安定させることが
困難であった。また、特開平２−５７８８０号公報に開
示される冷蔵庫においては、庫内温度が所定値以下に低
下した場合には、コンプレッサが停止し、このために空
調装置全体が停止してしまうという問題点があった。

【０００４】このために、本出願人は特願平２−２４９
８３２号において、可変容量コンプレッサの容量を設定
する可変容量信号から庫内の冷凍能力を演算し、この冷
凍能力の変化に対応して通電する熱電素子の数を設定し
て、庫内の冷却能力を安定させる冷温蔵庫を開示した。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、現在において
冷温蔵庫における製氷の要求が高まると共に、製氷時間
の短縮が要求されるようになってきた。このために、こ
の考案は、冷温蔵庫において製氷モードが選択された場
合に、短時間に製氷することが可能である製氷促進装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして、この考案を図
１によって説明すると、可変容量コンプレッサ１、コン
デンサ２、レシーバタンク３、第１の膨張弁４、及び第
１のエバポレータ５によって構成され、第１の電磁弁５
０によって第１のエバポレータへの冷媒供給路３３を開
閉成される車両用空調装置の冷房サイクルに、第２のエ
バポレータ７への冷媒供給路３４を開閉成する第２の電
磁弁５１を介して冷温蔵庫用の第２の膨張弁６及び第２
のエバポレータ７を接続し、この第２のエバポレータ７
と複数の熱電素子１０，１１，１２を冷温蔵庫９内に配
設した車両用冷温蔵庫９において、冷温蔵庫内の設定モ
ードに、少なくとも製氷モードを有するモード設定手段
１００と、このモード設定手段１００によって製氷モー
ドが設定された場合に、冷温蔵庫内の冷却能力を最大に
する製氷促進手段１１０と、この製氷促進手段１１０か
らの指令によって前記第１の電磁弁５０を断続的に所定
時間開閉する冷媒流路制御手段１２０と、前記製氷促進
手段１１０からの指令によって全ての熱電素子１０，１
１，１２を冷凍素子として通電する熱電素子制御手段１
３０と、前記製氷促進手段１１０からの指令によって前
記可変容量コンプレッサ１の容量を最大とするコンプレ
ッサ容量制御手段１４０とを具備することにある。

【０００７】

【作用】したがって、この考案においては、モード設定
手段１００において、製氷モードが設定された場合に、
製氷促進手段１１０によって冷媒流路制御手段１２０、
熱電素子制御手段１３０、及びコンプレッサ容量制御手
段１４０が制御され、冷媒流路制御手段１２０は、第１
の電磁弁５０を断続的に開閉成することによって空調装
置の冷却能力を維持しつつ第２のエバポレータ７の冷却
能力を上昇させ、熱電素子制御手段１３０は全ての熱電
素子を冷凍素子にすべく通電し、さらにコンプレッサ容
量制御手段１４０はコンプレッサ容量を最大にして冷温
蔵庫９内の冷却能力を最大にするため、上記課題が達成
できるものである。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の実施例について図面により
説明する。図２において、車両用空調装置の冷房サイク
ルは、可変容量コンプレッサ１、コンデンサ２、レシー
バタンク３、膨張弁（第１の膨張弁）４、及びエバポレ
ータ（第１のエバポレータ）５が順次直列に配管結合さ
れて構成されている。また、冷温蔵庫９用の冷凍サイク
ルは、前記レシーバタンク３の下流側から分岐して膨張
弁（第２の膨張弁）６、及びエバポレータ（第２のエバ
ポレータ）７が配管結合され、さらに前記第１のエバポ
レータ５の下流側で合流して構成されている。尚、前記
第１の膨張弁４及び第１のエバポレータ５で構成される
冷媒供給流路３３と、前記第２の膨張弁６及び第２のエ
バポレータ７で構成される冷媒供給流路３４は、第１の
電磁弁５０及び第２の電磁弁５１によって開閉成される
ものである。

【０００９】可変容量コンプレッサ１は、例えばワブル
プレート型コンプレッサで、コンプレッサ外部から送ら
れてくる容量可変信号（Ｉ_SOL ）によってワブルプレー
トの角度を変えて容量を変化（Ｉ_SOL ＝０ 容量最大）
させる容量可変装置１４を有しており、電磁クラッチ１
５を介して図示しないエンジンと連結されるもので、冷
媒の加熱蒸気を吸入して断熱圧縮し、高温高圧の冷媒ガ
スにして送り出すものである。

【００１０】コンデンサ２は、通常アルミ製のコルゲー
トフィンによって形成されており、前記可変容量コンプ
レッサ１より送られてきた高温高圧の冷媒ガスは、該コ
ンデンサ２の内部を通過することによって、前記フィン
を通過する外気に熱を放出し、高圧の液化冷媒となる。

【００１１】レシーバタンク３は、冷凍サイクルを円滑
に作動させるために必要な冷媒を蓄えておく容器で、コ
ンデンサ２で液化した冷媒を気泡と分離して、冷房負荷
に応じて下流側の第１及び第２の電磁弁５０，５１によ
って開閉成される冷媒供給流路３３，３４に送る役目を
している。

【００１２】第１及び第２の膨張弁４，６は、液化冷媒
を断熱膨張させることで冷媒の圧力及び温度を下げ、冷
媒を霧状にするもので、この霧状の冷媒は第１及び第２
のエバポレータ５，７を通過する空気の熱を吸収して冷
却し、冷媒自体は気化して加熱蒸気に変化して前記可変
容量コンプレッサ１に戻るものである。

【００１３】前記第２のエバポレータ７を内設する冷温
蔵庫９は、図３に示すように、断熱材によって形成され
た壁３５及び蓋３６によって画成された室３７内に、第
２のエバポレータ７、送風機８、エバポレータ吹出温度
検出センサ１３、及び熱電素子１０，１１，１２を有し
ている。この室３７には、冷蔵室３８と冷凍室３９が隔
壁４０によって分割されており、この隔壁４０には第２
のエバポレータ７側に、冷凍室３９への送風機８による
空気の侵入を遮断する遮断ドア４１が設けられている。
尚、冷蔵室３８及び冷凍室３９は、冷温蔵庫９が温蔵庫
として使用される場合には、温蔵室となるものである。

【００１４】冷凍室３９の下方には熱電素子１０，１
１，１２が設けられている。これらの熱電素子１０，１
１，１２は、例えばＢｉ₂ Ｔｅ₃ −Ｂｉ₂ Ｓｅ₃ 合金の
ような半導体からなるもので、電圧が印加されることに
よって一方の側面においては吸熱作用を行い、他方の側
面においては放熱作用を行うもので、電圧の印加方向を
変えることによって吸熱側面と放熱側面が反対になるも
のである。

【００１５】これらの熱電素子１０，１１，１２の上側
側面には製氷プレート４２が設けられ、下側側面には第
２のエバポレータ７と熱的に結合された熱伝導板４３が
設けられている。

【００１６】これらの熱電素子１０，１１，１２を制御
するために制御用アンプ１７が設けられており、この制
御用アンプ１７にはマイクロコンピュータ１６からの信
号が出力回路２２を介して入力され、前記熱電素子１
０，１１，１２への通電方向、通電個数が制御されるも
のである。尚、この制御用アンプ１７には、バッテリー
等による直流電源２５が接続されるものである。

【００１７】このマイクロコンピュータ１６は、図示し
ない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力ポ
ート（Ｉ／Ｏ）等を有するそれ自体公知のもので、空調
装置の制御を総合的に行うものである。尚、可変容量コ
ンプレッサ１への容量を変化させるために出力回路２０
を介して容量可変装置１４に出力される容量可変信号
（Ｉ_SOL ）もその一つである。

【００１８】このマイクロコンピュータ１６によって冷
温蔵庫９を制御するために、該マイクロコンピュータ１
６には、空調装置の操作パネル３１のＡ／Ｃスイッチ３
２による冷房サイクルをＯＮ／ＯＦＦする信号、冷温蔵
庫用の操作パネル２６に設けられた冷温蔵庫の稼動を停
止させるＯＦＦスイッチ２７、製氷を行うＩＣＥスイッ
チ２８、冷蔵モードを選択するＣＯＯＬスイッチ２９、
及び温蔵モードを選択するＨＯＴスイッチ３０からのモ
ード信号、及びＡ／Ｄ変換器１８を介してエバポレータ
吹出空気温度センサ１３からの吹出空気温度信号が入力
される。

【００１９】これらの入力信号は、マイクロコンピュー
タ１６において、所定のプログラムで処理されて制御信
号に変換され、出力回路２２を介して前記制御用アンプ
１７に、出力回路２３を介して第１の電磁弁５０に、出
力回路２４を介して第２の電磁弁５１に、出力回路１９
を介して送風機８に、出力回路２０を介して容量可変装
置１４に、出力回路２１を介して電磁クラッチ１５に出
力され、これらの機器を制御するものである。

【００２０】以下、このマイクロコンピュータ１６にお
いて実行されるプログラムについて図４乃至図９に示す
フローチャートに従って説明する。

【００２１】図４において示すフローチャートは、モー
ドの選択を実行するもので、ステップ２００においてメ
インルーチンからタイマの割り込みによって、またジャ
ンプ命令によって定期的に実行が開始されるものであ
る。

【００２２】ステップ２１０において、操作パネル２６
及び３１の各スイッチ３２，２７，２８，２９，３０の
入力状況が読み込まれ、ステップ２２０乃至ステップ２
５０においてスイッチの入力状況が判定され、ステップ
３００，４００，５００，６００においてモードが決定
される。つまり、ステップ２２０においては、Ａ／Ｃス
イッチ３２のＯＮ／ＯＦＦが判定され、ＯＮの場合には
冷房サイクルの稼動しているのでステップ２３０へ、Ｏ
ＦＦの場合には冷房サイクルの稼動が停止しているので
ステップ２５０に進み、ステップ２３０においてＣＯＯ
Ｌスイッチ２９のＯＮ／ＯＦＦが、ステップ２４０にお
いてＩＣＥスイッチ２８のＯＮ／ＯＦＦが、又ステップ
２５０においてＨＯＴスイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦが判
定される。

【００２３】ステップ２２０においてＡ／Ｃスイッチ３
２がＯＮ、ステップ２３０でＣＯＯＬスイッチ２９がＯ
ＦＦの判定がなされた場合には、冷温蔵庫９の使用が要
求されていないと判断されるため、ステップ３００にお
いて下記するＡ／Ｃモードのための制御がなされる。

【００２４】ステップ２２０においてＡ／Ｃスイッチ３
２がＯＮ、ステップ２３０においてＣＯＯＬスイッチ２
９がＯＮ、ステップ２４０においてＩＣＥスイッチ２８
がＯＦＦの判定がなされた場合には、ステップ４００に
おいて下記するＣＯＯＬ（冷蔵）モードが選択され、ス
テップ２４０においてＩＣＥスイッチ２８がＯＮされて
いる場合には、ステップ５００において下記するＩＣＥ
（製氷）モードが選択される。

【００２５】また、ステップ２２０においてＡ／Ｃスイ
ッチ３２がＯＦＦ、ステップ２５０においてＨＯＴスイ
ッチ３０がＯＮと判定された場合にはステップ６００に
おいてＨＯＴ（温蔵）モードが選択され、ステップ２５
０においてＨＯＴスイッチ３０がＯＦＦと判定された場
合にはステップ７００でメインルーチンに戻るものであ
る。

【００２６】図５において、ステップ３００から始まる
Ａ／Ｃモードのための制御が示される。この場合冷温蔵
庫９の使用が要求されていないため、ステップ３１０に
おいて、第２の電磁弁（Ｓ／Ｖ２）５１をＯＦＦして、
冷温蔵庫９に至る冷媒供給流路３４を閉鎖し、送風機８
（庫内ＦＡＮ）の稼動を停止し、熱電素子１０，１１，
１２への通電を停止して冷温蔵庫９の稼動を停止させ、
ステップ３２０においてメインルーチンに戻るものであ
る。

【００２７】図６において、ステップ６００から始まる
ＨＯＴモードの制御が示される。ステップ６１０におい
て、第２の電磁弁（Ｓ／Ｖ２）５１によって冷媒供給流
路３４を閉鎖し、庫内ＦＡＮ８を駆動（ＯＮ）して、熱
電素子１０，１１，１２への通電方向を製氷プレート４
２側が放熱作用を行う方向に設定して電力を供給して加
熱素子として使用する。これによって、冷温蔵庫９は温
蔵庫として使用されるものである。

【００２８】ステップ６２０において、温度センサ１３
によって検出された庫内温度Ｔを読み込み、ステップ６
３０において庫内の設定温度Ｔｓと比較して庫内温度Ｔ
が低い場合には、そのまま加熱素子１０，１１，１２を
継続してＯＮし、庫内温度Ｔが高い場合には、異常高温
としてステップ６５０において加熱素子１０，１１，１
２への通電を停止（ＯＦＦ）するものである。

【００２９】ステップ６６０においては、ＨＯＴスイッ
チ６６０の現在のＯＮ／ＯＦＦ状況が読み込まれ、ステ
ップ６７０において判定がなされる。この判定において
ＨＯＴスイッチ６７０がＯＮのままであれば、ステップ
６２０に回帰し、ＯＦＦに変更されている場合にはステ
ップ６８０においてメインルーチンに戻るものである。

【００３０】図７及び図９において、ステップ４００か
ら始まるＣＯＯＬ（冷蔵）モードの制御が示され、ステ
ップ４１０において第２の電磁弁（Ｓ／Ｖ２）５１がＯ
Ｎされて冷媒供給流路３４が開かれ、冷媒が第２のエバ
ポレータ７に供給され、庫内ＦＡＮ８が駆動して、冷気
を庫内に循環させると共に、熱電素子１０，１１，１２
の通電方向を製氷プレート４２側が吸熱作用を行う方向
に設定して電力を供給し、冷凍素子として使用する。こ
れによって冷温蔵庫９は冷蔵庫として使用されるもので
ある。

【００３１】ステップ４２０では、可変容量コンプレッ
サ１の容量を可変する容量可変信号、この場合はＩ_SOL
値が読み込まれ、ステップ４３０においてこのＩ_SOL 値
から現在の冷却能力Ａが演算される。この冷却能力Ａ
は、ステップ４４０，４５０，４６０において、前以っ
て設定した３つの段階Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ （Ａ₁ ＞Ａ₂ ＞
Ａ₃ ）と比較され、冷却能力ＡがＡ₁ より大きい範囲に
ある場合（Ａ＞Ａ₁ ）は、ステップ４７０において冷凍
素子１０，１１，１２への通電を停止して第２のエバポ
レータ７のみの冷却とし、冷却能力ＡがＡ₁ とＡ₂ の間
にある場合（Ａ₁＞Ａ＞Ａ₂ ）には、ステップ４８０に
おいて冷凍素子１０，１１，１２の内、２つの冷凍素子
への通電を停止して、第２のエバポレータ７による冷却
能力を一つの冷凍素子の稼動によって補助することと
し、さらに冷却能力ＡがＡ₂ とＡ₃ の間にある場合に
は、ステップ４９０において冷凍素子１０，１１，１２
の内、一つの冷凍素子への通電を停止して、第２のエバ
ポレータ７による冷却能力を２つの冷凍素子の稼動によ
って補助することとした。また、冷却能力ＡがＡ₃ 以下
の場合には全ての冷凍素子１０，１１，１２によって冷
却能力を補助するものである。これによって、図１０で
示すように、第２のエバポレータ７による冷却能力Ａが
低下しても熱電素子１０，１１，１２による冷却能力Ｂ
によって補助されるため、冷却能力Ｃを達成できるた
め、安定した冷却能力を得ることができるものである。

【００３２】その後、図９で示すステップ８００におい
て、庫内温度Ｔが温度センサ１３によって読み込まれ、
ステップ８１０においてこの庫内温度Ｔから第２のエバ
ポレータ７の凍結が判定される。この判定により凍結恐
れがあると判定された場合には、ステップ８２０によっ
て第２の電磁弁（Ｓ／Ｖ２）５１をＯＦＦして、エバポ
レータの凍結を防止し、ステップ８００に回帰させてエ
バポレータの凍結を防止するものである。このステップ
８１０においてエバポレータの凍結の恐れがない場合に
はステップ８３０において現在のＣＯＯＬスイッチ２９
のＯＮ／ＯＦＦが判定され、ＯＦＦの場合には図５で示
したステップ３１０に回帰し、ＯＮのままの場合にはス
テップ８４０においてＩＣＥスイッチ２８のＯＮ／ＯＦ
Ｆが判定され、ＯＦＦの場合には図７で示したステップ
４１０に回帰し、ＯＮの場合には下記するステップ５１
０に進むものである。

【００３３】図７ではステップ５００から始まるＩＣＥ
（製氷）モードの制御が示される。ステップ５１０にお
いて、第２の電磁弁（Ｓ／Ｖ２）５１をＯＮして冷媒供
給流路３４を開放し、庫内ＦＡＮ８を停止（ＯＦＦ）
し、熱電素子１０，１１，１２を冷凍素子として通電
（ＯＮ）して、冷温蔵庫９を冷凍庫として使用する。
尚、この場ＩＣＥモード時において、庫内ＦＡＮ８を停
止させるのは、製氷能力を向上させるためである。

【００３４】ステップ５２０において、Ｉ_SOL 値を最小
（Ｉ_SOL ＝０時に最大容量となるため）にして冷却能力
を最大にし、ステップ５３０において第１のタイマ（タ
イマ１）をスタートさせ、ステップ５４０においてこの
タイマ１のタイムアップが判定される。このタイマ１の
タイムアップによってこの製氷モードは図９で示したス
テップ８００に進むものである。

【００３５】タイマ１の作動中はステップ５５０に進ん
で第２のタイマ（タイマ２）がスタートする。このタイ
マ２はステップ５６０においてタイムアップするまで、
ステップ５７０において第１の電磁弁（Ｓ／Ｖ１）５０
をＯＦＦして冷媒供給流路３３を閉鎖し、第２のエバポ
レータ７の冷却能力を向上させるものである。しかし、
第１の電磁弁（Ｓ／Ｖ１）のＯＦＦにより空調装置の冷
却能力が停止すると、車室内の空調効果が低下するた
め、タイマ２がタイムアップするまでの所定時間経過後
は、ステップ５８０において第３のタイマ（タイマ３）
をスタートさせて、このタイマ３がステップ５９０にお
いてタイムアップするまでの間、第１の電磁弁（Ｓ／Ｖ
１）５０を再びＯＮして、タイマ３がステップ５９０に
おいてタイムアップするまでの所定時間空調装置の冷却
能力を復活させるものである。

【００３６】尚、第１のタイマ（タイマ１）の設定時間
は、製氷が完了するまでの時間を実験により設定するも
のである。

【００３７】これによって、可変容量コンプレッサ１の
容量を最大として第１及び第２のエバポレータ５，７の
冷却能力を最大にすると共に、タイマ１の所定時間、タ
イマ２による第１の電磁弁（Ｓ／Ｖ１）５０の閉鎖と、
タイマ３による第１の電磁弁５０の開放を繰り返して、
空調装置の冷房能力を維持しつつ冷凍庫９内のエバポレ
ータによる冷凍能力を向上させ、さらに冷凍素子１０，
１１，１２をすべて稼動させて製氷時間の短縮を図るも
のである。

【００３８】また、上述のタイマ１の替わりに、製氷が
完了したことを検出するセンサを用いて、その製氷が完
了するまでの間、タイマ２及びタイマ３を繰り返して実
行しても、同様の効果を達成することができるものであ
る。

【００３９】

【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、ＩＣＥ（製氷）モードが設定された場合に、可変容
量コンプレッサの容量を最大に設定してエバポレータに
よる冷却能力を最大にすると共に、製氷が完了するまで
の時間、空調装置の冷房サイクルの稼動をＯＮ／ＯＦＦ
して空調装置の冷房能力を維持しつつエバポレータによ
る冷却能力を向上させ、さらに冷凍素子を全て稼動させ
て製氷時間の短縮を図れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の構成を示した機能ブロック図であ
る。

【図２】この考案の実施例に係る空調装置及び冷温蔵庫
の構成を説明した説明図である。

【図３】この考案の実施例に係る冷温蔵庫の構成を示し
た断面図である。

【図４】冷温蔵庫のモードを選択するフローチャート図
である。

【図５】Ａ／Ｃモードのみが選択された場合の冷温蔵庫
の制御を示したフローチャート図である。

【図６】ＨＯＴモードが選択された場合の制御を示した
フローチャート図である。

【図７】ＣＯＯＬモードが選択された場合の制御を示し
たフローチャート図である。

【図８】ＩＣＥモードが選択された場合に制御を示した
フローチャート図である

【図９】ＣＯＯＬモード及びＩＣＥモード時のエバポレ
ータ凍結防止制御のフローチャート図である。

【図１０】ＣＯＯＬモード時の冷却能力を示した説明図
である。

【符号の説明】

１ 可変容量コンプレッサ ２ コンデンサ ３ レシーバタンク ４ 第１の膨張弁 ５ 第１のエバポレータ ６ 第２の膨張弁 ７ 第２のエバポレータ ９ 冷温蔵庫 １０，１１，１２ 熱電素子 １３ 容量可変装置 ５０ 第１の電磁弁 ５１ 第２の電磁弁

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量コンプレッサ、コンデンサ、レ
   シーバタンク、第１の膨張弁、及び第１のエバポレータ
   によって構成され、第１の電磁弁によって第１のエバポ
   レータへの冷媒供給路を開閉成される車両用空調装置の
   冷房サイクルに、第２のエバポレータへの冷媒供給路を
   開閉成する第２の電磁弁を介して冷温蔵庫用の第２の膨
   張弁及び第２のエバポレータを接続し、この第２のエバ
   ポレータと複数の熱電素子を冷温蔵庫内に配設した車両
   用冷温蔵庫において、冷温蔵庫内の設定モードに、少な
   くとも製氷モードを有するモード設定手段と、このモー
   ド設定手段によって製氷モードが設定された場合に、冷
   温蔵庫内の冷却能力を最大にする製氷促進手段と、この
   製氷促進手段からの指令によって前記第１の電磁弁を断
   続的に所定時間開閉する冷媒流路制御手段と、前記製氷
   促進手段からの指令によって全ての熱電素子を冷凍素子
   として通電する熱電素子制御手段と、前記製氷促進手段
   からの指令によって前記可変容量コンプレッサの容量を
   最大とするコンプレッサ容量制御手段とを具備すること
   を特徴とする車両用冷温蔵庫の製氷促進装置。