JP2933675B2 - 自動車のデフロスタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のデフロスタ装置に係り、フロント
ガラスなどに発生する結露を検知して、自動的にデフロ
スト運転を行うものに関する。

（従来の技術） 一般に、自動車において、冬期などのように、車室内
温度が外気温度に比べて高い場合、フロントガラスやド
アガラスが外気によって冷却され、これに伴って車室内
空気中の水蒸気が結露となってガラス内側面に付着し、
乗員の視界を悪化させることがある。そこで、従来よ
り、この結露を自動的に解消するようにしたものとし
て、例えば、特開昭62−198551号公報に示されるような
デフロスタ装置がある。この公報に示されているもの
は、フロントガラスの車室内側面に複数の結露センサを
配設し、結露の生成範囲に応じてデフロスト運転を優先
して行い、結露を解消するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） このように、これまでの結露の解消に関しては、フロ
ントガラス等に配設された結露センサが結露を検知する
と、結露の生成速度に関係なく自動的に所定能力でデフ
ロスト運転を行うようにしている。しかしながら、現実
に、結露の生成速度は、車室内と外気との温度差や車室
内の湿度などの諸条件によって異なるものである。従っ
て、単に結露を検知して所定能力でデフロスト運転させ
るものでは、結露の生成速度に対応したデフロスト運転
を行うことができない。つまり、生成速度が速い場合に
は、結露の解消に長時間を要して円滑な結露解消動作が
得られない。一方、生成速度が遅い場合には、必要以上
の能力を費すことにより効率の良いデフロスト運転を得
ることができないといった問題があった。

本発明は、この点に鑑みてなされたものであって、結
露生成速度に応じたデフロスト運転を得ることを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明では、結露の生
成速度を検知する手段を設け、結露の生成速度に応じた
能力でデフロスト運転を行わせるようにした。そして、
具体的な手段は、以下の如くである。

請求項（１）記載の発明では、第１図に示すように、
自動車用空調機Ａをデフロスト運転させるデフロスタ装
置であって、車室内に臨む車体部材表面での結露が第１
の寸法になったことを検知する第１検知手段26と、前記
結露が第１の寸法よりも大きな第２の寸法になったこと
を検知する第２検知手段27と、第１および第２検知手段
26,27の各出力を受け、前記空調機Ａのデフロスト運転
能力を設定する制御手段30とを備え、前記制御手段30
は、前記第１検知手段26の出力信号のみを受けたときに
は、空調機Ａのデフロスト運転能力を第１の運転能力に
設定するとともに、前記第１および第２検知手段26,27
の各出力を受け、各出力信号の時間差により結露生成速
度を算出する算出手段31と、該算出手段31の出力を受
け、結露生成速度の増加に応じて空調機Ａのデフロスト
運転能力を該第１の運転能力よりも高い第２の運転能力
に変更する能力変更手段32とを備えている構成とした。

請求項（２）記載の発明では、第２図に示すように、
自動車用空調機Ａをデフロスト運転させるデフロスタ装
置であって、車室内に臨む車体部材表面での結露が第１
の寸法になったことを検知する第１検知手段26と、前記
結露が該第１の寸法よりも大きな第２の寸法になったこ
とを検知する第２検知手段27と、前記第１および第２検
知手段26,27の各出力を受け、各出力信号の時間差によ
り結露生成速度を算出する算出手段31と、該算出手段31
の出力を受け、結露生成速度に応じて空調機Ａのデフロ
スト運転能力を設定する能力設定手段34と、該能力設定
手段34の出力信号により空調機Ａをデフロスト運転させ
る運転制御手段35とを備えている構成とした。

（作用） 上記の構成による作用は、以下の如くである。

先ず、請求項（１）記載の発明では、第１検知手段26
が、結露が第１の寸法になったことを検知すると、その
出力を制御手段30と算出手段31とに送る。そして、制御
手段30は、第１検知手段26の出力信号のみを受けたとき
には、空調機Ａのデフロスト運転を第１の運転能力で行
うように設定する。その後、結露が第１の寸法よりも大
きな第２の寸法に成長すると、そのことを第２検知手段
27が検知し、その出力を算出手段31に送る。これによ
り、算出手段31は、第１および第２検知手段26,27の出
力信号の時間差により結露生成速度を算出し、その出力
を能力変更手段32に送る。そして、能力変更手段32は、
算出された結露生成速度の増加に応じて、空調機Ａの運
転能力を第１の運転能力よりも高い第２の運転能力に変
更する。そして、空調機Ａのデフロスト運転は、当該第
２の運転能力で行われる。これにより、結露生成速度に
応じてデフロスト運転能力を変更することができ、確実
且つ効率良く結露の解消を行うことができる。

請求項（２）記載の発明では、第１検知手段26が、結
露が第１の寸法になったことを検知すると、その出力を
算出手段31に送る。この後、結露が成長して第１の寸法
よりも大きな第２の寸法になったことを第２検知手段27
が検知すると、その出力も算出手段31に送られる。算出
手段31は各出力信号の時間差により結露生成速度を算出
し、その出力を能力設定手段34に送る。そして、能力設
定手段34は、算出された結露生成速度に応じた空調機Ａ
の運転能力を設定して、その出力を運転制御手段35に送
る。運転制御手段35は上記設定された所定の運転能力で
空調機Ａにデフロスト運転を開始させる。つまり、運転
開始時には結露生成速度に応じた能力に設定されている
ことで、デフロスト運転の開始から結露解消までの時間
が短縮される。

（第１実施例） 次に、本発明の第１実施例を図面に沿って説明する。

第３図に示すように、本例におけるデフロスタ装置１
は、既存の自動車用空調機Ａ内に一体的に組込まれてい
る。

空調機Ａの空気通路２には、上流側から内気導入口３
と外気導入口４との切替えを行う切替ドア５、ブロア
６、エバポレータ７、エアミックスドア８、ヒータコア
９及び補助ドア10が順に配設され、ベント吹出口11、デ
フロスト吹出口12及びヒータ吹出口13より夫々空調風を
吹出すようになっている。各吹出口11,12,13には、風量
を制御するドア14,15,16が配設されている。前記切替ド
ア５はアクチュエータ17によって切替えが行われ、エア
ミックスドア８及び補助ドア10はアクチュエータ18によ
って開閉され、また、前記ドア14,15,16は、アクチュエ
ータ19によってそのドア開度が制御されるようになって
いる。

デフロスタ装置１は、フロントガラス25内側面の下端
近傍右端部に水平方向に並設された複数（本例のものは
３つ）の結露センサ26,27,28と、該結露センサ26,27,28
に接続されたコントローラ30とで構成されている。

結露センサ26,27,28は、第４図に示すように、基板26
a,27a,28a上に一組の櫛歯状電極26b,26c、27b,27c、28
b,28cが対称的に配置され、基板26a,27a,28aの中央部で
両電極26b,26c、27b,27c、28b,28cが所定寸法の電極間
隔d₁,d₂,d₃を有して交互に配設されて構成されている。
また、各電極26b,26c、27b,27c、28b,28cの一端部間に
は直流電源26d,27d,28dが介設されている。これによ
り、結露センサ26,27,28の表面に結露が発生して電極間
隔d₁,d₂,d₃に結露が付着すると、電極間が電気的に接続
され、電気回路が閉状態となることで結露の生成を検知
し、センサ信号をコントローラ30に出力する。

各結露センサ26,27,28夫々について説明すると、第３
図において最も左側に位置するものは、本発明でいう第
１検知手段としての第１結露センサ26である。この第１
結露センサ26は、電極間隔d₁が50μｍに設定されてお
り、このように電極間隔が小さく設定されていることに
より僅かな結露の生成を検知できるようになっている。
つまり、結露生成の初期状態において該結露を検知する
ようになっている。そして、この第１結露センサ26の右
側には本発明でいう第２検知手段としての第２結露セン
サ27が配設されている。この第２結露センサ27は、電極
間隔d₂が100μｍに設定されており、前記第１結露セン
サ26が検知する結露が所定寸法（100μｍ程度）まで成
長した時に結露を検知するようになっている。更に、こ
の第２結露センサ27の右側には第３結露センサ28が配設
されている。この第３結露センサ28は、電極間隔d₃が20
0μｍに設定されており、前記第２結露センサ27が検知
可能な寸法まで成長した結露が更に成長し、所定寸法
（200μｍ程度）となった時に結露を検知するようにな
っている。

コントローラ30は、算出手段31、能力変更手段32及び
運転制御手段33により構成されている。

算出手段31は、結露検知手段31a、時間計測手段31b、
結露生成速度算出手段31cを備えている。結露検知手段3
1aは、前記各結露センサ26,27,28に接続され、結露を検
知した結露センサ26,27,28が出力するセンサ信号を受け
ると、そのセンサ信号に応じた検知信号を時間計測手段
31bに出力するようになっている。時間計測手段31bは、
タイマを備え、結露検知手段31aが出力する検知信号を
複数受けると各検知信号の出力時の時間差、つまり、各
結露センサ26,27,28の結露検知時の時間間隔を計測し、
計測信号を結露生成速度演算手段31cに出力するように
なっている。結露生成速度演算手段31cは、時間計測手
段31bが出力する計測信号を受けると、該計測信号に基
づいて結露の生成速度を算出し、算出信号を能力変更手
段32に出力するようになっている。また、能力変更手段
32は、結露生成速度演算手段31cが出力する算出信号を
受けると、該算出信号に基づいて能力変更信号を運転制
御手段33に出力するようになっている。運転制御手段33
は、空調機Ａの運転モード及び運転能力を調整するもの
であって、第１結露センサ26及び能力変更手段32に接続
されており、能力変更手段32からの出力を受けることな
く第１結露センサ26が出力する第１センサ信号のみを受
けると、空調機Ａに初期デフロスト運転信号を送り、低
い結露解消能力でもって空調機Ａにデフロスト運転を行
わせ、また、能力変更手段32が出力する能力変更信号を
受けると該能力変更信号に応じたデフロスト運転信号を
空調機Ａに送り、結露生成速度に応じた能力で空調機Ａ
にデフロスト運転を行わせるようになっている。つま
り、この運転制御手段33からの運転信号によって、前記
ブロア６の回転数、各アクチュエータ17,18,19及びエバ
ポレータ７への冷媒流通量の制御を行うようになってい
る。

次に、上記の如く構成されたデフロスタ装置１の結露
解消動作について説明する。

冬期などのように車室内温度が外気温度よりも高く、
車室内空気中の水蒸気がフロントガラス25の内側面に付
着して結露の生成が開始すると、電極間隔の小さい第１
結露センサ26の電極間が結露によって電気的に接続され
て、該第１結露センサ26は結露の生成初期状態を検知す
る。この時、この第１結露センサ26は第１センサ信号を
運転制御手段33及び結露検知手段31aに送る。ここで第
１センサ信号を受けた運転制御手段33は、初期デフロス
ト運転信号を空気調和装置Ａに送り、ブロア６を低回転
で運転させると共に各アクチュエータ17,18,19を制御し
て各ドア5,8,9,14,15,16の開度を調整して、低い結露解
消能力で空調機Ａにデフロスト運転を行わせる。一方、
同じく第１センサ信号を受けた結露検知手段31aは、第
１検知信号を時間計測手段31bに出力する。時間計測手
段31bは、この第１検知信号を受けた時点からタイマを
作動させ、第２結露センサ27が結露を検知するまでの時
間を計測する。この状態から結露の生成が進み、結露が
所定寸法まで成長すると第２結露センサ27が結露の生成
を検知する。そして、この第２結露センサ27は第２セン
サ信号を結露検知手段31aに出力する。この第２センサ
信号を受けた結露検知手段31aは、時間計測手段31bに第
２検知信号を出力する。この第２検知信号を受けた時間
計測手段31bは、タイマを停止して、第１検知信号を受
けた時点からの時間差を計測した後、リセットして再び
タイマの作動を開始し、次は第３結露センサ28が結露を
検知するまでの時間差を計測する。時間計測手段31bは
ここで計測された第１検知信号と第２検知信号との出力
時間差に応じた計測信号を結露生成速度演算手段31cに
出力する。この計測信号を受けた結露生成速度演算手段
31cは第１結露センサ26と第２結露センサ27との電極間
隔の差及び第１、第２検知信号の出力時間差によって結
露の生成速度を演算、算出し、その算出信号を能力変更
手段32に出力する。この算出信号を受けた能力変更手段
32は算出信号に基づいて能力変更信号を運転制御手段33
に出力する。能力変更信号を受けた運転制御手段33は、
この能力変更信号に基づいた能力で空調機Ａのデフロス
ト運転状態を変更する。つまり、結露生成速度演算手段
31cが出力する算出信号において結露生成速度が比較的
低い（例えば時間計測手段31bで計測された時間差が10s
以上）場合には、デフロスト運転能力を変えることなく
低能力運転を維持させるか、若しくはブロア６の回転数
を僅かに高くしたり、エバポレータ７への冷媒流通量を
多くして結露解消能力を若干高めるように指示する能力
変更信号を運転制御手段33に出力し、該運転制御手段33
は空調機Ａを制御する。一方、算出信号において結露生
成速度が比較的高い（例えば時間計測手段31bで計測さ
れた時間差が10s以下）場合には、ブロア６の回転数を
大幅に高くしたり、エバポレータ７への冷媒流通量を多
くするなどして高い結露解消能力でデフロスト運転を行
わせるように指示する能力変更信号を運転制御手段33に
出力し、該運転制御手段33はブロア６の回転数の調整及
びアクチュエータ17,18,19などの制御を行う。

その後、更に結露の生成が進んで第３結露センサ28が
結露を検知すると、前記と同様の動作によって第２結露
センサ27及び第３結露センサ28から出力されたセンサ信
号の時間差によって算出される結露生成速度に基づいて
デフロスト運転の能力が変更される。

このように、本例によれば、結露生成速度に応じて結
露解消能力を変更することができ、確実且つ効率良く結
露の解消動作が得られる。

一方、結露の解消時の動作について説明すると、第
１、第２、第３結露センサ26,27,28が共に結露を検知し
ている状態において、デフロスト運転によって結露が次
第に解消されていく時、先ず、結露の縮小に伴って第３
結露センサ28が非検知状態となる。これにより、結露検
知手段31aへの第３センサ信号の遮断に伴い、結露検知
手段31aから時間計測手段31bへの第３検知信号が遮断さ
れ、これと同時に時間計測手段31bはタイマを作動させ
る。その後、結露の解消が進んで第２結露センサ27が非
検知状態になると、結露検知手段31aから時間計測手段3
1bへの第２検知信号が遮断されて、時間計測手段31bは
タイマを停止してその時間を計測する。そして、この計
測した時間に基づいて、結露生成速度演算手段31cが結
露解消速度を演算、算出し、その算出信号を能力変更手
段32に送る。そして、能力変更手段32は能力変更信号を
運転制御手段33に出力して、この能力変更信号に応じた
能力でもって、運転制御手段33は空調機Ａをデフロスト
運転させる。つまり、結露生成速度演算手段31cが出力
する算出信号において結露解消速度が比較的高い場合に
は、デフロスト運転能力を変えることなく現運転状態を
維持するように指示する能力変更信号を運転制御手段33
に出力し、運転制御手段33は空調機Ａの運転状態を維持
させる。一方、算出信号において結露解消速度が比較的
低い場合や、予め設定していた時間を経過しても第２結
露センサ27からのセンサ信号が遮断されない場合には、
ブロア６の回転数を高くして高い結露解消能力のデフロ
スト運転によって結露解消能力を高めるように指示する
能力変更信号を運転制御手段33に出力し、運転制御手段
33は空調機Ａをデフロスト運転能力が高くなるように制
御する。

そして、第１結露センサ26が非検知状態となると、結
露が全て解消されたと判断して、デフロスト運転を停止
して、空調機Ａの通常のマニュアル操作を可能とする。

このように、本例では、結露の解消動作においても、
その解消速度に応じた能力で効率の良いデフロスト運転
を行わせることができる。

尚、本例では、フロントガラスに３つの結露センサ2
6,27,28を配設するようにしたが、本発明はこれに限ら
ず、４つ以上の結露センサを配設するようにしてもよ
い。また、各結露センサ26,27,28における電極間隔d₁,d
₂,d₃も上記のものに限らない。

（第２実施例） 次に、本発明における第２実施例について説明する。

本例のデフロスタ装置１はコントローラのみが前述し
た第１実施例と異なっているので、コントローラのみに
ついて説明するに止める。

コントローラ30′は第５図に示すように、算出手段3
1、能力設定手段34及び運転制御手段35とから構成され
ている。

算出手段31は、前述した第１実施例のものと略同様
に、図示しない結露検知手段、時間計測手段、結露生成
速度演算手段を備えており、各結露センサ26,27,28の出
力を複数受けると、その出力時の時間差により結露生成
速度を算出して、その算出信号を能力設定手段34に送る
ようになっている。能力設定手段34は、前記算出信号を
受けると該信号、つまり結露生成速度に応じた能力設定
信号を運転制御手段35に送るようになっている。運転制
御手段35は、前記能力設定信号を受けると該信号に応じ
た結露解消能力をもって空調機Ａにデフロスト運転を開
始させるようになっている。

そして、この運転時には、先ず、結露の生成初期状態
において第１結露センサ26が第１センサ信号を算出手段
31に出力する。その後、結露の生成が進むと、第２結露
センサ27が結露を検知して第２センサ信号を算出手段31
に出力する。これによって算出手段31は各センサ信号の
出力時の時間差により結露生成速度を演算、算出し、能
力設定手段34に算出信号を送る。そして、この算出信号
を受けた能力設定手段34は、算出信号に基づいた能力設
定信号を運転制御手段35に送る。これにより、運転制御
手段35は、運転制御信号を空調機Ａに送り、所定の結露
解消能力をもってデフロスト運転を開始させる。

このように、本例にあっては、デフロスト運転開始と
同時に結露生成速度に応じた結露解消能力でデフロスト
運転が行われるため、短時間で効率の良い結露解消動作
を得ることができる。

（第３実施例） 次に、本発明の第３実施例について説明する。本例
は、結露センサを変更したものである。従って、結露セ
ンサの構成について述べるに止める。

第６図に示すように、本例の結露センサ40は第１、第
２、第３結露センサ41,42,43共に電極間隔が同寸法に形
成されている。つまり、同じ特性をもった３つの結露セ
ンサ41,42,43を採用している。そして、フロントガラス
25の内側面の一部は各々ガラス厚さが異なるように車室
内側に突出する階段状に形成されており、この階段部分
のガラス厚さの薄い側から順に、各水平面上に結露セン
サ41,42,43が配設されている。従って、各結露センサ4
1,42,43はガラスを介しての外気温の伝達時間が異なる
ような構成とされている。そして、結露の発生時には、
ガラス厚さが薄く外気温度の影響を受けやすい第１結露
センサ41の表面から順に結露が発生する。つまり結露の
生成において第１結露センサ41から順に結露が検知され
て、各検知時の時間差を計測することで上述した各実施
例と同様に結露の生成速度を算出し、該生成速度に応じ
た最適な結露解消能力でもってデフロスト運転を行わせ
るようになっている。

この構成によれば、同種類の結露センサでもって結露
生成速度を検知することができるので作製が容易であ
る。

以下に、第３実施例の変形例について説明する。本例
の結露センサは第７図及び第８図に示すように、センサ
基板46の上面が、中央部を最上段とした段階状に形成さ
れており、各水平面部分に外側から第１、第２、第３結
露センサ47,48,49が配設されている。これによっても、
各結露センサ47,48,49への外気温度の伝達時間を変える
ことができる。

このような構成によれば、一つのセンサ基板46上に複
数の結露センサ47,48,49を配設しているので、各結露セ
ンサ47,48,49は略同一部分において結露を検知している
ことになり、結露生成速度の算出の精度向上が図れる。

（第４実施例） 以下に、本発明の第４実施例について説明する。

本例の結露センサは、１つの結露センサに２つの結露
センサとしての役割を果すようにしたものである。第９
図に示すように、平面矩形状の基板51上に３つの電極5
2,53,54を配設している。そして、第１電極52と第２電
極53との間隔d₄を100μｍに設定し、第２電極53と第３
電極54との間隔d₅を200μｍに設定し、各電極52,53,54
の一端を互いに導線55によって接続し、第２電極53の一
端近傍に直流電源56を介設された構成としている。つま
り、第１電極52と第２電極53との結露生成初期時の結露
を検知可能な結露センサを形成し、第２電極53と第３電
極54とで所定寸法まで成長した結露を検知可能な結露セ
ンサを形成していることになる。

このような構成を採用すると、結露センサの配設スペ
ースを縮小することができ、特にフロントガラス25など
に配設した場合に、乗員の視界を悪化させることがなく
なる。

尚、本例では、１つの結露センサに２つのセンサとし
ての役割を果すようにしたが、１つの基板上に４つ以上
の電極を配設して３つ以上のセンサとしての役割を果す
ようにしてもよい。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば以下のような効果が
発揮される。

請求項（１）記載の発明では、結露生成速度に応じて
空調機のデフロスト運転能力を変更することができ、結
露の解消を確実に行うことができる。また、必要以上の
能力でデフロスト運転することがないため省電力化が図
られ、効率良く結露が解消できる。

請求項（２）記載の発明では、デフロスト運転の開始
と同時に結露生成速度に応じた運転が行われ、運転開始
から結露解消までの時間の短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の構成を示し、第１図は請求
項（１）に対応したブロック図、第２図は請求項（２）
に対応したブロック図である。第３図及び第４図は本発
明の第１実施例を示し、第３図は自動車用空調機の全体
構成図、第４図は結露センサの平面図である。第５図は
本発明の第２実施例におけるデフロスタ装置を示す図で
ある。第６図は本発明の第３実施例における結露センサ
の配設位置周辺の断面図、第７図及び第８図はその変形
例を示し、第７図は第６図相当図、第８図は結露センサ
の平面図である。第９図は本発明の第４実施例における
結露センサの平面図である。 Ａ……自動車用空調機 １……デフロスタ装置 26……第１結露センサ（第１検知手段） 27……第２結露センサ（第２検知手段） 31……算出手段 32……能力変更手段 33,35……運転制御手段 34……能力設定手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車用空調機をデフロスト運転させるデ
   フロスタ装置であって、 車室内に臨む車体部材表面での結露が第１の寸法になっ
   たことを検知する第１検知手段と、 前記結露が該第１の寸法よりも大きな第２の寸法になっ
   たことを検知する第２検知手段と、 前記第１および第２検知手段の各出力を受け、前記空調
   機のデフロスト運転能力を設定する制御手段とを備え、 前記制御手段は、 前記第１検知手段の出力信号のみを受けたときには、空
   調機のデフロスト運転能力を第１の運転能力に設定する
   とともに、 前記第１および第２検知手段の各出力を受け、各出力信
   号の時間差により結露生成速度を減算する算出手段と、 該算出手段の出力を受け、結露生成速度の増加に応じて
   空調機のデフロスト運転能力を該第１の運転能力よりも
   高い第２の運転能力に変更する能力変更手段とを備えて
   いる ことを特徴とする自動車のデフロスタ装置。
2. 【請求項２】自動車用空調機をデフロスト運転させるデ
   フロスタ装置であって、 車室内に臨む車体部材表面での結露が第１の寸法になっ
   たことを検知する第１検知手段と、 前記結露が第１の寸法よりも大きな第２の寸法になった
   ことを検知する第２検知手段と、 前記第１および第２検知手段の各出力を受け、各出力信
   号の時間差により結露生成速度を算出する算出手段と、 該算出手段の出力を受け、結露生成速度に応じて空調機
   のデフロスト運転能力を設定する能力設定手段と、 該能力設定手段の出力信号により空調機をデフロスト運
   転させる運転制御手段と を備えていることを特徴とする自動車のデフロスタ装
   置。