JP3458028B2

JP3458028B2 - 自動車用一体型空調装置

Info

Publication number: JP3458028B2
Application number: JP23819695A
Authority: JP
Inventors: 稔梶谷; 秀明保田; 泰典植野
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0976735A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つのケース内に
冷暖房サイクル及び通風路を備えた自動車用一体型空調
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用一体型空調装置として、
例えば図６に示すものが開示されている（米国特許4,64
1,502号公報参照）。この空調装置は、自動車の室外天
井部分に設けられる１つのケース１内に、冷房サイクル
２を収容すると共に通風路３を形成したものである。

【０００３】冷房サイクル２の流路途中にはコンプレッ
サ４、コンデンサ５、エバポレータ６が設けられ、コン
プレッサ４から吐出された冷媒がコンデンサ５で放熱
し、エバポレータ６で吸熱した後、コンプレッサ４に戻
って循環するようになっている。

【０００４】一方、通風路３は、前記コンデンサ５が設
けられた第１通風路３ａと、前記エバポレータ６が設け
られた第２通風路３ｂとからなり、各通風路３ａ，３ｂ
には同一モータ７で駆動するブロア８ａ，８ｂがそれぞ
れ配設されている。第１通風路３ａでは空気導入口９ａ
及び空気排出口９ｂがそれぞれ外気に連通している。ま
た、第２通風路３ｂでは空気導入口１０ａ及び空気排出
口（図示せず）がそれぞれ車内側に連通している。

【０００５】したがって、ブロア８ａ，８ｂを駆動すれ
ば、外気が空気導入口９ａから第１通風路３ａ内に導入
され、コンデンサ５を通過する際、内部を流動する冷媒
から熱を奪い、空気排出口９ｂからケース１の外へと排
気されると共に、内気が空気導入口１０ａから第２通風
路３ｂ内に導入され、エバポレータ６を通過する際、内
部を流動する冷媒に熱を奪われて図示しない空気排出口
から車内に送風される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の自動車用一体型空調装置では、第１通風路３ａと第
２通風路３ｂとが独立して形成され、車内にはエバポレ
ータ６を通過する空気のみが供給されているため、車室
内の空気温度（内気温度）を所望温度に調整するために
コンプレッサ４をオン・オフ制御して、エバポレータ６
での冷却能力を調整しなけばならない。一般に、コンプ
レッサ４の起動時に必要な電力は通常運転中に比べて大
きい。これは、冷媒の循環路内での差圧が大きくなって
いる場合に顕著となり、特にコンプレッサ４のオン・オ
フが頻繁に繰り返された場合には消費電力が大きくなり
過ぎて電流ブレーカが落ちる等の問題がある。

【０００７】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、消費
電力を増大させることなく、所望の送風温度で適切に車
内空調を行なうことのできる自動車用一体型空調装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、コンプレッサ、コンデンサ、絞り弁及び
エバポレータを備え、冷媒が循環して前記コンデンサで
放熱し、前記エバポレータで吸熱する冷房サイクルと、
前記エバポレータが配設され、通過する空気を冷却して
車内側に導く冷風路とを１つのケース内に設けてなる自
動車用一体型空調装置において、前記冷風路の外に、前
記コンデンサが配設され、通過する空気に放熱して車室
外に導く放熱路と、該放熱路でコンデンサを通過後の空
気を、前記冷風路のエバポレータの上流側に導く第１連
通路と、該第１連通路を介して放熱路から冷風路に流入
する空気量を調整する第１空気流量調整手段と、前記放
熱路とは前記第１連通路の接続位置の下流側で接続し、
前記冷風路とはエバポレータの下流側で接続する第２連
通路と、該第２連通路を介して放熱路から冷風路に流入
する空気量を調整する第２空気流量調整手段とを設けた
ものである。

【０００９】前記エバポレータで冷却・除湿された空気
には、放熱路のコンデンサで加熱され、第２空気流量調
整手段により調整された所定量の空気が第２連通路を介
して混合されることにより、送風温度が調整される。

【００１０】前記冷風路の下流側に配設され、車内側に
吹き出される空気温度を検出する第１温度検出手段と、
前記冷風路のエバポレータの下流位置であって、かつ、
前記第２連通路との接続位置の上流位置に配設され、エ
バポレータを通過直後の空気温度を検出する第２温度検
出手段と、該第２温度検出手段での検出温度が所望温度
となるように第１空気流量調整手段を駆動制御すると共
に、第１温度検出手段での検出温度が所望温度となるよ
うに第２空気流量調整手段を駆動制御する空調制御手段
とを設けるのが好ましい。

【００１１】前記空調制御手段は第２温度検出手段によ
り検出された空気温度に基づいて第１空気流量調整手段
を駆動制御することにより、エバポレータを通過する空
気温度を調整する。また、空調制御手段は第１温度検出
手段により検出された空気温度に基づいて第２空気流量
調整手段を駆動制御することにより、車内側への送風温
度を調整する。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００１９】（第１の実施の形態）図１は第１の実施の
形態に係る自動車用一体型空調装置の概略説明図であ
る。この空調装置は、１つのケース１１内に冷房サイク
ル１２と通風路１３を収容した構成である。

【００２０】冷房サイクル１２は、冷媒が流動する流路
途中に、コンプレッサ１４、コンデンサ１５、絞り弁１
６、エバポレータ１７をそれぞれ配設したものである。
コンプレッサ１４から高温・高圧の圧縮状態として吐出
された冷媒は、コンデンサ１５で放熱され、絞り弁１６
で気化しやすい状態にされた後、エバポレータ１７で気
化して外部を通過する空気から熱を奪うようになってい
る。

【００２１】通風路１３は、第１ブロア１８及びエバポ
レータ１７が上流側から順次配設される冷風路１９と、
第２ブロア２０及びコンデンサ１５が上流側から順次配
設される放熱路２１と、冷風路１９及び放熱路２１を連
通する第１連通路２２とから構成されている。冷風路１
９の上流側及び下流側は車室内に連通し、放熱路２１の
上流側及び下流側は車外に連通している。また、第１連
通路２２の放熱路２１との接続位置には第１ダンパ２３
が回動可能に配設されている。冷風路１９の下流側には
第１温度センサ２４が配設され、その検出温度は空調制
御装置２５に入力されるようになっている。空調制御装
置２５は第１温度センサ２４での検出温度、車内側操作
部２６での設定温度、外気センサ２７での検出温度、日
射センサ２８での検出日射量等の車内外諸条件に基づい
て所定の演算を行い、演算結果に基づいて前記第１ダン
パ２３等を駆動制御するようになっている。

【００２２】前記空調制御装置２５では、図２のフロー
チャートに従って空調制御（車内冷房制御）を行なう。
まず、ステップＳ１でブロア１８，２０及びコンプレッ
サ１４を駆動することにより、冷風路１９及び放熱路２
１に内気及び外気を吸引すると共に、冷房サイクル１２
で冷媒を循環させる。

【００２３】次に、ステップＳ２で第１温度センサ２４
での検出温度の外、外気温度、日射量、車内設定温度等
の車内外諸条件を読み込む。そして、ステップＳ３でこ
れらの検出値に基づいて従来周知の方法により目標送風
量及び目標送風温度を算出し、ステップＳ４で目標送風
量に基づいて第１ブロア１８の回転数を目標送風量が得
られるように調整する。

【００２４】続いて、ステップＳ５で前記第１温度セン
サ２４での検出温度Ｔ1と目標送風温度Ｔmとを比較す
る。そして、検出温度Ｔ1が目標送風温度Ｔmよりも高い
場合、第１ダンパ２３を第１連通路２２を閉塞する方向
（図中、矢印ａで示す。）に所定角度回動させ、低い場
合、開放する方向（図中、矢印ｂで示す。）に所定角度
回動させ、目標送風温度Ｔmとなればその位置を維持す
る。

【００２５】この場合、第１ダンパ２３が頻繁に回動し
ないように、目標送風温度Ｔmに一定の幅を設けておく
のが好ましい。すなわち、第１温度センサ２４での検出
温度Ｔ1が上昇してきても、上限側目標温度を越えなけ
れば第１ダンパ２３を閉塞方向に回動させず、検出温度
Ｔ1が降下してきても下限側目標温度を越えなければ第
１ダンパ２３を開放方向には回動させないというもので
ある。

【００２６】その後、ステップＳ８で車内冷房の停止信
号が入力されるまで、前記ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返
し、停止信号の入力があればステップＳ９でブロア１
８，２０及びコンプレッサ１４の駆動を停止する。

【００２７】このように前記第１の実施の形態に係る自
動車用一体型空調装置によれば、従来のようにコンプレ
ッサ１４をオン・オフ制御しなくても、第１ダンパ２３
を回動させるだけで、空調制御が容易にでき、消費電力
を抑制することができる。

【００２８】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態に係る自動車用一体型空調装置の概略図を示す。こ
の空調装置は、前記第１の実施の形態に係る空調装置と
は第１ブロア１８及びエバポレータ１７の配設位置が異
なる点を除き、他は同様な構成となっている。すなわ
ち、第１ブロア１８及びエバポレータ１７は冷風路１９
の第１連通路２２との接続位置よりも下流側に配設され
ている。そして、放熱路１３のコンデンサ１５で加熱さ
れた空気は冷風路１９内に吸引された内気と混合された
後、前記エバポレータ１７で冷却されるようになってい
る。

【００２９】このように、前記第２の実施の形態に係る
自動車用一体型空調装置では、車内を冷房する際、エバ
ポレータ１７を通過する空気は循環する内気にコンデン
サ１５で加熱された外気が混合されて所定温度まで高め
られているので、エバポレータ１７が凍結することがな
い。これにより、空気の流れが妨げられたり、エバポレ
ータ１７自身の冷却能力が低下したりすることがなくな
り、しかもコンプレッサ１４をオン・オフ制御すること
なく常に所望の送風量及び送風温度を得ることができ
る。

【００３０】（第３の実施の形態）図４は第３の実施の
形態に係る自動車用一体型空調装置の概略図を示す。こ
の空調装置は、前記第２の実施の形態とは、第１連通路
２２の下流側で、放熱路２１と冷風路１９を開度を調整
可能な第２ダンパ２９を設けた第２連通路３０で連通し
た点、冷風路１９の下流側に設けた第１温度センサ２４
の外にエバポレータ１７の下流直後に第２温度センサ３
１を設けた点が異なり、他はほぼ同様な構成となってい
る。

【００３１】この第３の実施の形態に係る空調装置で
は、図５に示すフローチャートに従って空調制御を行な
う。まず、ステップＳ１１〜Ｓ１４で、前記第１の実施
の形態と同様、ブロア１８，２０及びコンプレッサ１４
を駆動することにより冷房運転を開始し、第１温度セン
サ２４及び各種センサ２６，２７，２８からの入力信号
を読み込み、目標送風量及び目標送風温度を算出し、ブ
ロア１８，２０の回転を開始する。

【００３２】次に、ステップＳ１５で第２温度センサ３
１での検出温度Ｔ2を読み込み、ステップＳ１６でこの
検出温度Ｔ2と設定温度Ｔ0すなわちエバポレータ１７が
凍結し始める温度とを比較する。検出温度Ｔ2が設定温
度Ｔ0よりも高い場合、ステップＳ１７で第１ダンパ２
３を第１連通路１９を閉塞する方向（図中、矢印ａで示
す。）に所定角度回動し、低い場合、ステップＳ１８で
開放する方向（図中、矢印ｂで示す。）に所定角度回動
し、一致していれば、ステップＳ１９に移行する。この
場合、前記第１の実施の形態と同様、第１ダンパ２３が
頻繁に切り替わらないように設定温度Ｔ0には一定の幅
を持たせるようにするのが好ましい。

【００３３】そして、エバポレータ１７での凍結防止制
御が済めば、前記第１の実施の形態と同様、ステップＳ
１９〜Ｓ２１で第１温度センサ２４での検出温度Ｔ1と
目標送風温度Ｔmとを比較し、第２ダンパ２９を駆動制
御する。また、ステップＳ２２で車内冷房の停止信号が
入力されるまでステップＳ１２〜Ｓ２１を繰り返し、停
止信号が入力されればステップＳ２３でブロア１８，２
０及びコンプレッサ１４を停止する。

【００３４】このように、前記第３の実施の形態によれ
ば、第１ダンパ２３を回動させることにより、前記第２
の実施の形態同様、エバポレータ１７に内気とコンデン
サ１５で加熱した外気を混合することによって凍結を防
止することができ、所望の送風量及び送風温度を得るこ
とが可能となる。また、第２ダンパ２９を回動させ、エ
バポレータ１７で冷却後の空気に、コンデンサ１５で加
熱した外気を混合することにより、いわゆる再加熱が可
能である。これにより、エバポレータ１７で通過する空
気を凍結の発生しないぎりぎりの温度まで下げることが
でき、十分に除湿することが可能となる。

【００３５】なお、前記各実施の形態では、第１温度セ
ンサ２４あるいは第１温度センサ２４及び第２温度セン
サ３１での検出温度に基づいて自動的に第１ダンパ２３
あるいは第１ダンパ２３及び第２ダンパ２９を駆動制御
するようにしたが、手動で行なうようにしてもよいこと
は勿論である。

【００３６】また、前記各実施の形態では、冷媒の循環
方向を一定とし、エバポレータ１７では外部を通過する
空気を冷却するだけとしたが、四方弁等を設けることに
より冷媒の循環方向を逆転させ、エバポレータ１７とコ
ンデンサ１５の働きを逆転させるようにしてもよい。こ
れによれば、エバポレータ１７で外部を通過する空気を
加熱して車内暖房をも行わせることが可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、エバポレータで冷却した空気を第２連通路を
介してコンデンサで加熱した空気により再加熱すること
ができるので、エバポレータで十分に除湿を行わせるこ
とができる。また、第１空気流量調整手段により、エバ
ポレータでの凍結を防止することができる。

【００３８】また、第２温度検出手段での検出温度に基
づいて第１空気流量調整手段を駆動制御すると共に、第
１温度検出手段での検出温度に基づいて第２空気流量調
整手段を駆動制御するようにしたので、自動的にエバポ
レータでの凍結防止を管理しつつ、所望の送風温度を得
ることができる。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る自動車用一体型空調
装置の概略図である。

【図２】図１の空調装置に於ける空調制御を示すフロ
ーチャートである。

【図３】第２の実施の形態に係る自動車用一体型空調
装置の概略図である。

【図４】第３の実施の形態に係る自動車用一体型空調
装置の概略図である。

【図５】図４の空調装置に於ける空調制御を示すフロ
ーチャートである。

【図６】従来例に係る自動車用一体型空調装置の概略
図である。

【符号の説明】

１１ケース１２冷房サイクル１５コンデンサ１７エバポレータ１９冷風路２１放熱路２２第１連通路２３第１ダンパ（第１空気流量調整手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植野泰典広島県東広島市八本松町大字吉川5658番株式会社日本クライメイトシステムズ内 (56)参考文献特開平５−155236（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサ、コンデンサ、絞り弁及び
エバポレータを備え、冷媒が循環して前記コンデンサで
放熱し、前記エバポレータで吸熱する冷房サイクルと、
前記エバポレータが配設され、通過する空気を冷却して
車内側に導く冷風路とを１つのケース内に設けてなる自
動車用一体型空調装置において、前記冷風路の外に、前記コンデンサが配設され、通過す
る空気に放熱して車室外に導く放熱路と、該放熱路でコンデンサを通過後の空気を、前記冷風路の
エバポレータの上流側に導く第１連通路と、該第１連通路を介して放熱路から冷風路に流入する空気
量を調整する第１空気流量調整手段と、前記放熱路とは前記第１連通路の接続位置の下流側で接
続し、前記冷風路とはエバポレータの下流側で接続する
第２連通路と、該第２連通路を介して放熱路から冷風路に流入する空気
量を調整する第２空気流量調整手段とを設けたことを特
徴とする自動車用一体型空調装置。
【請求項２】前記冷風路の下流側に配設され、車内側
に吹き出される空気温度を検出する第１温度検出手段
と、前記冷風路のエバポレータの下流位置であって、かつ、
前記第２連通路との接続位置の上流位置に配設され、エ
バポレータを通過直後の空気温度を検出する第２温度検
出手段と、該第２温度検出手段での検出温度が所望温度となるよう
に第１空気流量調整手段を駆動制御すると共に、第１温
度検出手段での検出温度が所望温度となるように第２空
気流量調整手段を駆動制御する空調制御手段とを設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用一体型空調
装置。