JPH04143117A - 車両用空調装置 - 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］ 本発明は車両用空調装置に係り、詳しくは外気の温度が
０℃以下でも作動するようにした自動車等の車両に設け
られる空調装置に関するものである。

Ｃ従来の技術〕 自動車等の車両に設けられる空調装置は、例えば、特開
昭６１−９８６０７号公報に記載されているように、車
室内の空気又は外気をエバポレータと称される蒸発器ま
たは温水ヒータを通過させることによって熱交換をおこ
なわせ、これを冷気または暖気として車室内に導入循環
させるように構成される。これら空調された冷気または
暖気はメインダクトを介して車室内に導入循環される一
方、そのメインダクトから分岐させたデフロスタダクト
からもフロントウィンドガラスの内面に向けて吹き付け
、霜取りをもおこなえるようにしている。つまり、車室
内外の温度差のために、フロントウィンドガラスの内面
が結露して視界が妨げられるような場合には、冷気また
は暖気を直接フロントウインドガラスの内面に吹き付け
ることによって、その温度差を解消し、曇りを取り除く
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、寒冷時にフロントウィンドガラスが結露した
ときには、デフロスタダクトから冷気を吹き出させると
良好な霜取りをおこなうことができる。これは、メイン
ダクトからの暖気の導入等により車室内の温度が外気よ
りも高くなっており、プロントウィンドガラスの内外面
での温度差が大きくなっているので、その内面に冷気を
吹き付けることによって、前述したように、その温度差
を解消できるためである。

ところが、外気の温度が０°Ｃ以下の状態で装置の運転
を続けると、エバポレータが凍結してしまうので、これ
を避けるために、従来の空調装置では、外気が０℃以下
では、冷媒を循環させるコンプレッサーを作動させない
ようにしている。そのため、冬季には、とくに発車時等
において、車体が冷えているときにデフロスタダクトか
らの冷気によるフロントウィンドガラスの霜取りをおこ
なうことができないことが多かった。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、寒冷時にお
いてもエバポレータを凍結させることなく冷気を発生さ
せ、フロントウィンドガラスの霜取りをおこなうことが
できるようにした車両用空調装置を提供することを課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の車両用空調装置は、前記の課題を解決するため
に、外気の温度を検出する外気温検出手段と、冷房用空
調のために冷媒を圧縮・循環させるコンプレッサーと、
そのコンプレッサーにより循環される冷媒によって周囲
の空気から気化熱を奪い、冷気を発生させるエバポレー
タと、そのエバポレータの温度を検出するエバポ温度検
出手段と、前記外気温検出手段によって検出される外気
の温度が０°Ｃ以下のときには、上記エバポレータの温
度に応じて作動し、そのエバポレータの温度が０°Ｃも
しくは０°Ｃより低い設定下限温度になると前記コンプ
レッサーの動作を停止させる複数段階のオンオフ制御を
おこなうステップ制御手段とを設けている。

〔作　　　用〕

最も簡略な例えば２ステツプ制御では、以下のような制
御をおこなえばよい。まず、外気温検出手段によって検
出される外気の温度が０°Ｃ以下であると、エアコンス
イッチをオンしたときに、エバポ温度検出手段によって
検出されるそのときのエバポレータの温度が０℃よりも
高い場合はステップ制御手段により、そのエバポレータ
の温度が０℃になるまでコンプレッサーを作動させて冷
媒を循環させ、エバポレータによって冷気を発生させる
。これにより、フロントウィンドガラスの霜取りをおこ
なうことができる。エバポレータの温度が０℃になると
コンプレッサーを停止させることにより、エバポレータ
の凍結を防止する。その後、エンジンの稼動による発熱
等のために、エバポレータの温度が上昇し、０℃以上の
所定の温度になれば、コンプレッサーを再び作動させれ
ばよい。この所定の温度は、確実にエバポレータ３の温
度が、０°Ｃ以上に上昇したことを確認できる安全側の
値として設定されるべきで、例えば３℃程度が適当であ
る。

今度は、エバポレータの温度が０°Ｃより低い設定下限
温度になるまでコンプレッサーを作動させ、下限温度に
なって停止させた後は再び０℃以上の所定の温度になる
まで、その停止状態を維持させ、エバポレータの凍結を
防ぐことができる。この下限温度は、装置の型式、機種
等に応じて設定されるべきで、例えば−１０°Ｃとして
もよい。

一方、エアコンスイッチをオンしたときのエバポレータ
の温度が０°Ｃよりも低い場合は、０℃より低い設定下
限温度になるまでコンプレッサーを作動させ、下限温度
になって停止させた後は同様にエンジンの発熱等により
０°Ｃ以上の所定の温度に上昇するまでその停止状態を
維持させることにより、エバポレータの凍結を防ぐこと
ができる。

０°Ｃ以上の所定の温度になると再びコンプレッサーを
作動させ、０°Ｃになると停止させた後、０℃以上の所
定の温度になれば再びコンプレッサーを作動させ、今度
はＯ″Ｃより低い設定下限温度で停止させ、再び０°Ｃ
以上の所定の温度になるまでその停止状態を維持させれ
ばよい。

このようにコンプレッサーを複数段階にオンオフする制
御を繰り返しておこなうことにより、エバポレータの凍
結を防ぎつつ、コンプレッサーを作動させ、冷気を効果
的に得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明の車両用空調装置は、外気温検出手段と、冷媒を
圧縮・循環させるコンプレッサーと、その冷媒によって
冷気を発生させるエバポレータと、そのエバポレータの
温度を検出するエバポ温度検出手段と、外気の温度が０
°Ｃ以下のとき、エバポレータの温度に応じて作動し、
そのエバポレータの温度が０°Ｃもしくは０°Ｃより低
い設定下限温度になると前記コンプレッサーの動作を停
止させる複数段階のオンオフ制御手段とを具備している
ので、寒冷時においてもエバポレータを凍結させること
なく冷気を発生させてフロントウィンドガラスの霜取り
をおこなうことができる。

〔実　施　例〕

以下に、本発明の実施例に基づいて詳細に説明する。

本例に示す車両用空調装置は、外気の温度が０℃以下で
もエバポレータからの冷気によってフロントウィンドガ
ラスの霜取りができるようにした蒸気圧縮式の冷房方式
を採用したもので、以下のように構成される。

この装置における冷気発生のための冷凍サイクルは、第
３図に示すように、まず、液化された冷媒Ａがコンプレ
ッサー１の作動によって、膨張弁２を通り、その絞り作
用により断熱膨張し、圧力と温度が下り霧状Ｂとなって
エバポレータ３へ入り、外部より熱を吸収して気化・蒸
発し、等温膨張を続けつつ、空気の冷却作用を果たし、
冷気４が発生される。そこで、過熱蒸気Ｃとなってコン
プレッサー１に吸収され、断熱圧縮されて高温高圧のガ
スＤの状態でコンデンサー５に達し外部に放熱した後Ａ
の状態にもどるような循環がおこなわれる。

二のエバポレータ３は０°Ｃ以下で運転を続けていると
、いわゆる凍結状態となり、冷媒の循環が停止してしま
うため、従来の車載用の装置では、前述したように、外
気の温度が０℃以下になるとコンプレッサー１の作動を
停止させるようにしていた。しかし、本例では、たとえ
外気の温度が０°Ｃ以下になっても、エバポレータ３を
凍結させないように、コンプレッサーｌを制御駆動させ
、フロントウィンド（図示省略）の霜取りのために冷気
４を発生させることができるようにしている。

なお、霜取りのための冷気４は、デフロスタダクト（図
示省略）からフロントウィンドの内面器こ向けて吹き付
けられるようにしている。

このようなコンプレッサー１の制御は、第１図に示すよ
うに、コントロールユニット６内に設けられる２ステッ
プ制御回路（ステップ制御手段）７によっておこなわれ
、外気の温度が０°Ｃ以下の場合には、２段階にわたり
オンオフ制御される。

そのコントロールユニット６の入力側には、外気の温度
を検出するための外気温検出手段８と、エバポレータ３
の温度を検出するエバポ温度検出手段９およびエアコン
スイッチ１０が接続され、各検出信号と入力信号が入力
処理回路１１を介して２ステップ制御回路７に入力され
る一方、その出力側には、コンプレッサーｌが接続され
、ステップ制御回路７から出力処理回路１２を介してコ
ンプレッサー１に制御を流が出力されるようになってい
る。

この２ステップ制御回路７でおこなわれるコンプレッサ
ーｌのオンオフ制御は、例えば第２図のフローチャート
に示すようにおこなわれる。

まず、外気の温度が０°Ｃ以上であるかが問われ（ステ
ップ１、以下５１等という）、０℃以下の場合、エアコ
ンスイッチ１０がオンされると（Ｓ２）、そのときのエ
バポレータ３の温度が０℃以下でなければ（３３）、コ
ンプレッサー１が作動しくＳ４）、冷気４が発生する。

これにより、フロントウィンドガラスの霜取りをおこな
うことができる。

エバポレータ３の温度が徐々に低下し、０℃になると（
Ｓ５）、コンプレッサー１は停止させられる（Ｓ６）。

外気の温度がＯ″ＣＣ以下ってもエンジンからの発熱等
によってエバポレータ３の温度は上昇し、３°Ｃになる
までその停止状態が維持される。これにより、エバポレ
ータ３の凍結が防止される。

エバポレータ３の温度が３°Ｃになると（Ｓ７）、コン
プレッサーｌは作動しくＳ８）、再び冷気が発生させら
れる。今度は、エバポレータ３の温度が一１０℃になる
まで作動する。エバポレータ３の温度が一１０℃になる
と（Ｓ９）、コンプレッサー１を停止させ（３１０）、
３°Ｃになるまで（Ｓ１１）、その停止状態を維持させ
る。これにより、エバポレータ３の温度が一時的に０°
Ｃ以下となっても、下限温度として設定した一１０°Ｃ
でコンプレッサー１を停止させることによって再びエバ
ポレータ３の温度を上昇させ、凍結を防ぐことができる
。そして、エバポレータ３の温度が、３°Ｃになると再
びコンプレッサー１が作動される（Ｓ１２）。上述した
下限温度である一１０°Ｃは、装置の出力、型式等によ
って経験的に求められる安全側の値としての一例であり
、適宜に設定されてよい。

一方、ステップ３にて、エバポレータ３の温度が０°Ｃ
以下であっても、−１０°Ｃ以下でなければ（Ｓ　ｌ　
５）、コンプレッサー１は作動しくＳ　Ｉ　６）、冷気
４を発生させる。これにより、フロントウィンドガラス
の霜取りをおこなうことができる。そして、エバポレー
タ３の温度が一１Ｏ°Ｃになると（Ｓ１７）、コンプレ
ッサー１は停止され（Ｓｌ）、エバポレータ３の温度が
３°Ｃになるまでその停止状態が維持され、エバポレー
タ３の凍結が防止される。

エバポレータ３の温度が３°Ｃになると（Ｓ　１９）、
再びコンプレッサー１が作動しく５２０）、今度はエバ
ポレータ３の温度が０℃になると（Ｓ２１）、コンプレ
ッサー１は停止され（Ｓ２２）、再び凍結の防止が図ら
れる。

このように、外気の温度が０℃以下の場合には、コンプ
レッサーｌを２段階にわたってオンオフ制御させ、すな
わち、エバポレータ３の温度がＯ″Ｃになったとき、も
しくは−１０°Ｃになったときにコンプレッサーｌの作
動を停止させ、それぞれ３°Ｃまでエバポレータ３の温
度を上昇させてから、コンプレッサーｌを再作動させる
ようにしているので、０°Ｃ以下でも、エバポレータ３
の凍結を防止しつつ、冷気を発生させることができる。

とりわけ、コンプレッサー１を停止させるエバポレータ
３の温度を０℃と、−１０″Ｃとに交互に変化させる２
ステツプモードのオンオフ制御としたため、最も効果的
に凍結を防止しつつ、充分な冷気を発生させることがで
きる。

ステップ１にて、外気の温度７が０°Ｃ以上のときは、
従来通りの１ステツプ制御とされ、エアコンスイッチ１
０がオンされると（Ｓ２５）、エバポレータ３の温度が
０°Ｃ以下でなければ（Ｓ２６）、コンプレッサー１が
作動しく５２７）、エバポレータ３の温度が０℃になる
と、コンプレッサーｌを停止させるようにしている（Ｓ
２９）。

なお、以上の実施例では、コンプレッサーを２ステツプ
モードのオンオフ制御としたが、本発明はこれに限定さ
れることなく、例えば、エバポレータのＯ″Ｃより低い
設定下限温度として一５°Ｃと１０°Ｃとを設定し、エ
バポレータの温度が０°Ｃ１−５°Ｃ，−１０”Ｃにな
るとコンプレッサーを停止させる３ステツプモードのオ
ンオフ制御としてもよい。これら０°Ｃより低い下限温
度の値およびステップモードは、装置の出力、型式ある
いは車種。

仕向地など応じて適宜に設定選択されてよいことはいう
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用空調装置の全体構成図、第２図
は装置の制御動作を説明するためのフローチャート、第
３図は冷気を発生させる冷凍サイクルを説明するための
模式図である。 １−コンプレッサー、３−エバポレータ、４冷気、７−
ステップ制御手段（２ステップ回路）、８−外気温検出
手段、９−・エバポ温度検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外気の温度を検出する外気温検出手段と、冷房用
   空調のために冷媒を圧縮・循環させるコンプレッサーと
   、 上記コンプレッサーにより循環される冷媒によって周囲
   の空気から気化熱を奪い、冷気を発生させるエバポレー
   タと、 上記エバポレータの温度を検出するエバポ温度検出手段
   と、 前記外気温検出手段によって検出される外気の温度が０
   ℃以下のときには、上記エバポレータの温度に応じて作
   動し、そのエバポレータの温度が０℃もしくは０℃より
   低い設定下限温度になると前記コンプレッサーの動作を
   停止させる複数段階のオンオフ制御をおこなうステップ
   制御手段とを具備していることを特徴とする車両用空調
   装置。