JPH0712112Y2 - エバポレータの凍結防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、自動車用空気調和機のエバポレータの凍結を
防止するエバポレータの凍結防止装置に関する。

（従来の技術） 近年の自動車には、外気の温度等に応じて自動的に車室
内を空調するいわゆるフルオートエアコンと呼ばれる空
気調和装置が搭載されている。

このような空気調和装置は、車両の各部に配設され、車
室内の空調に関する温度情報を入力する各種センサ、及
びその空調に対する乗員の要求を入力する各種設定スイ
ッチからの各種信号に基づいて、外気、車室内の空気
（以下に内気という。）又はこれらの空気を所定の割合
で車室内に供給する吸入口制御、車室内に供給する空気
の温度を調節する吹出風温度制御、この空気の送風量を
調節する風量制御、その空気を車室内に吹出す吹出口を
選択する吹出口制御等を自動的に行ない、車室内を最適
空調するようになっている。

そして、このような各種制御のうち、吸入口制御は、例
えば、以下のように行なわれるものがある。

車両に配設される空気調和機には、車室内に供給する空
気を吸入するインテークユニットが備えられており、こ
のインテークユニットには、外気を吸入する外気吸入口
及び内気を吸入する内気吸入口が形成されている。又、
このインテークユニットには、これらの吸入口を選択的
に開閉するインテークドアが配設されており、このイン
テークドアは、空気調和装置を総括的に制御する制御装
置によって制御されるインテークドアアクチュエータに
接続され、制御装置は、インテークドアアクチュエータ
に配設されたモータを駆動、制御することによりそのイ
ンテークドアを作動させ、車室内に外気、内気又は外気
が20％、内気が80％の割合となる半外気を供給すること
ができるようになっているものがある。そして、制御装
置は、乗員が前記各種設定スイッチの内、この吸入口制
御に関するスイッチ、例えば車室内に供給する空気を内
気に指定する内気循環スイッチ、又は外気に指定する外
気導入スイッチをONした場合に、インテークドアアクチ
ュエータを作動させ、インテークドアを内気吸入口が開
放する位置に移動させ、内気のみを車室内に供給する内
気モード、又は外気吸入口が開放する位置に移動させ、
車室内に外気のみを供給する外気モードに吸入口のモー
ドを設定するようになっている。

又、制御装置は、前記各種設定スイッチの内、空気調和
装置を作動させるエアコンスイッチがONされた場合に
は、前記各種センサに基づいて乗員が要求する空調状態
に最適な空気を吸入するようにインテークドアを作動さ
せ、吸入口を外気モード、内気モード又は、前記した半
外気の空気を吸入する半外気モードに設定するようにな
っている。

このように吸入口は、制御装置によって制御されるが、
従来、例えば、吸入口が外気モードにあって、この外気
が低温の場合、空気調和機のインテークユニットの後流
に位置して配設され、インテークユニットにより吸入し
た空気を冷却するエバポレータが凍結することがあっ
た。これは、このエバポレータが通過する空気を冷却す
る際に空気中の水分がエバポレータ表面に凝縮水として
付着する（エバポレータは、冷却機能と除湿機能を備え
ている。）ため、通過する空気つまり外気の温度が低温
時には、この凝縮水が凍り、エバポレータを凍結するた
めである。このため、従来には、制御装置が外気の温度
を検出し、外気の温度が所定温度以下となると、エバポ
レータ内部へ冷媒を供給するコンプレッサの作動を停止
し、エバポレータの凍結を防止するものが例えば、実開
昭58-104720号公報に開示されている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、このように外気の温度が低温時にあっ
て、コンプレッサの作動を停止すると、エバポレータに
よる除湿が行なえなくなり、車室内の空気中の水分が車
窓内側に付着し、窓を曇らせ、（このような状態を以下
に窓曇りという。）視界を阻害することがある。特に、
冬期に複数の乗員が乗車した場合には、顕著にこの窓曇
りが発生する。

又、これによりこのような窓曇りを除去しようとする
と、例えば、吹出口モードをデフモードに設定し、温風
を車窓内側に吹付けるような空調の設定を行なう必要が
生じ、このような操作が煩雑であり、さらに、このよう
な設定を行なったとしても、車窓内側の窓曇りを完全に
除去することが困難であった。

本考案は、このような従来の問題点を解決するために成
されたものであり、外気モードにあって、エバポレータ
が凍結する可能性のある状態にある場合には、外気に対
して所定の割合の内気を吸入させ、エバポレータが凍結
するのを防止するエバポレータの凍結防止装置を提供す
ることを目的とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本考案は、車両に配設された
空気調和機のエバポレータに冷媒を供給するコンプレッ
サの動作制御を行なうと共に、当該コンプレッサを作動
する場合にコンプレッサ作動信号を出力するコンプレッ
サ制御手段と、前記エバポレータの凍結状態を検出する
凍結状態検出手段と、前記空気調和機が吸入する外気及
び車室内空気の割合を調節すると共に、外気のみが吸入
されるように当該割合を調節した場合に外気吸入信号を
出力する吸入割合調節手段と、前記コンプレッサ作動信
号及び前記外気吸入信号を入力した際に、前記凍結状態
検出手段に基づいて、前記エバポレータが凍結する可能
性のある状態である場合に、前記割合を外気に対して所
定量の車室内空気が含まれる所定の割合にする所定割合
信号を前記吸入割合調節手段に出力する凍結防止制御手
段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 上記のように構成された本考案は、以下のように作用す
る。

コンプレッサ制御手段は、コンプレッサを作動させる場
合、つまり、冷房サイクルを作動させ、エバポレータに
より冷媒とエバポレータを通過する空気との熱交換を行
なわせ、その空気を冷却する場合に、コンプレッサ作動
信号を出力する。一方、吸入割合調節手段は、外気のみ
を車室内に供給する外気モードを設定した場合に外気吸
入信号を出力する。

そして、凍結防止制御手段は、これらのコンプレッサ作
動信号及び外気吸入信号を入力した場合、つまり、外気
をエバポレータにより冷却する場合に、このエバポレー
タの凍結状態を凍結状態検出手段により検出し、エバポ
レータが凍結する可能性のある状態であった場合に、凍
結防止制御手段は、空気調和機が吸入する外気と車室内
空気との割合を外気に対して所定量の車室内空気が含ま
れる所定割合にさせる所定割合信号を吸入割合調節手段
に出力する。

そして、この所定割合信号を入力した吸入割合調節手段
は、その所定の割合の空気を空気調和機に吸入させ、エ
バポレータを通過する空気は、外気より高温の車室内空
気を含む空気となるので、エバポレータの凍結を防止す
ることができる。

（実施例） 以下に、本考案に係るエバポレータの凍結防止装置を図
面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本考案に係るエバポレータ凍結防止装置の概
略構成図であり、同図には、吸入口モードが外気モード
にあって、エバポレータに供給される冷媒の温度が所定
温度以下になり、エバポレータが凍結する可能性がある
と判断した場合に、外気に対して内気を所定の割合で吸
入させ、エバポレータの凍結を防止する凍結防止装置が
示されている。

図示するように、この凍結防止装置には、エバポレータ
に冷媒を供給するコンプレッサの動作制御を行なうコン
プレッサ制御部１が備えられており、このコンプレッサ
制御部１は、乗員が空調に対する要求を入力する各種操
作スイッチの内、空気調和機を作動させるエアコンスイ
ッチ（図示省略する。）をONした場合に、そのコンプレ
ッサを作動させ、エバポレータに冷媒を供給させる共
に、コンプレッサが作動していること示すコンプレッサ
作動信号を凍結防止制御部２に出力するようになってい
る。

又、この凍結防止制御部２には、エバポレータ入口部に
配設され、エバポレータに供給される冷媒の温度を検出
する冷媒温度センサ３が接続されており、凍結防止制御
部２は、その冷媒の温度を入力することができ、後述す
るように、この温度が所定温度以下の場合にエバポレー
タが凍結状態にあると判断することができるようになっ
ている。

さらに、凍結防止制御部２には、従来の技術で説明した
制御装置と同様に、車両の各部に配設され、空調に関す
る各種温度情報を入力する各種センサ及び乗員が空調に
対する要求を入力する各種操作スイッチ（共に図示せ
ず。）に基づいて、乗員が要求する空調状態に最適な空
気を吸入するように吸入口モードを設定する吸入口制御
部４が接続されており、この吸入口制御部４は、インテ
ークドアアクチュエータ５を介してインテークドア（図
示省略する。）を作動し、吸入口モードを各種モードに
設定することができるようになっている。そのインテー
クドアアクチュエータ５には、図示するように、吸入口
モードを内気モードにするための内気端子６、半外気モ
ードにするための半外気端子７、外気モードにするため
の外気端子９と共に、内気30％、外気70％の割合の空気
を車室内に供給する半内気モードにするための半内気端
子８が設けられており、吸入口制御部４は、これらの端
子のいずれかをONすることにより、ONされた端子に相当
するモードがインテークドアにより形成されるまで、イ
ンテークドアを作動するモータＭが駆動するようになっ
ている。つまり、吸入口制御部４は、インテークドアア
クチュエータ５の各端子６、７、８、９のいずれかをON
することにより、吸入口モードを内気モード、半外気モ
ード、半内気モード、外気モードに設定することができ
るようになっている。

さらに、この吸入口制御部４は、外気モードを設定した
場合には、凍結防止制御部２に外気モードを設定したこ
とを示す外気吸入信号を出力するようになっている。

そして、このようなコンプレッサ作動信号、冷媒の温
度、及び外気吸入信号を入力する凍結防止制御部２は、
そのコンプレッサ作動信号及び外気吸入信号を入力した
場合に、冷媒温度が所定温度（例えば、−３℃）以下で
あった場合には、その吸入口制御部４に吸入口モードを
前記半内気モードに設定させる半内気信号を出力するよ
うになっている。凍結防止制御部２は、コンプレッサ作
動信号及び外気吸入信号を入力すると、コンプレッサが
作動され、エバポレータに冷媒が供給されている状態に
あって、このエバポレータを通過する空気が外気である
ことを認識する。そして、凍結防止制御部２は、冷媒温
度センサ３を介してエバポレータに供給される冷媒の温
度を検出することにより、エバポレータが凍結する可能
性がある状態であるか否かを判断する。これは、第２図
に示すエバポレータに供給される冷媒の温度と、エバポ
レータを通過する空気の風量の低下率との関係図に示さ
れるように、その冷媒温度が低下するにつれてその風量
低下率が上昇、すなわちエバポレータを通過する風量が
低下し、エバポレータが凍結することになり、その冷媒
温度を検出することにより、エバポレータの凍結状態を
判断することができるからである。

そして、凍結防止制御部２は、このように冷媒センサ３
によって冷媒の温度を検出し、この温度が所定温度以
下、つまり、第２図に示すように−３℃以下の場合に
は、風量低下率が20％以上となることから、エバポレー
タが凍結する可能性があると判断し、凍結防止制御部２
は、吸入口制御部４に前記半内気信号を出力し、吸入制
御部４により吸入口モードを外気70％、内気30％の割合
の空気を吸入する半内気モードに設定させ、エバポレー
タに外気より高温の内気を含む半内気を通過させること
により、この内気によりエバポレータの凍結を防止させ
るようになっている。

さらに、凍結防止制御部２は、吸入口のモードがこの半
内気モードにあって、冷媒温度が所定温度（例えば、−
１℃）以上になった場合には、吸入口制御部４に吸入口
モードを外気モードに設定させる外気モード信号を出力
する。つまり、凍結防止制御部２は、冷媒の温度に基づ
いて、すなわちエバポレータの凍結状態に応じて、第３
図に示すように外気モードと半内気モードに切換えるこ
とによりエバポレータの凍結を防止するようになってい
る。

このように構成された本考案のエバポレータの凍結防止
装置は、第４図に示す動作フローチャートに基づいて動
作する。

同図に示すように、まず、凍結防止制御部２は、コンプ
レッサ制御部１からコンプレッサ作動信号が出力されて
いるか否か判断し（ステップ１）、このコンプレッサ作
動信号が出力されていた場合には、吸入口制御部４から
外気吸入信号が出力されているか否か判断し、吸入口モ
ードが外気モードであるか否か判断する（ステップ
２）。そして、この外気吸入信号が出力されていた場合
には、凍結防止制御部２は、コンプレッサが作動し、エ
バポレータに冷媒を供給し、エバポレータは、通過する
空気を冷却可能な状態にあり、かつ、この通過する空気
は、外気であることを認識する。

さらに、このような状態にあって、凍結防止制御部２
は、冷媒温度センサ３によりエバポレータに供給される
冷媒の温度を検出し（ステップ３）、この温度がエバポ
レータが凍結する可能性のある−３℃以下になるまで待
機する（ステップ４）。

そして、凍結防止制御部２は、この冷媒の温度が−３℃
以下になり、エバポレータが凍結する可能性があると判
断すると、吸入口制御部４に半内気信号を出力し、吸入
口モードを半内気モードに設定させ、内気30％、外気70
％の空気を空気調和機に吸入させ、この内気によりエバ
ポレータの凍結を防止する（ステップ５）。

さらに、凍結防止制御部２は、冷媒温度センサ３により
冷媒の温度を検出し（ステップ６）、この温度が−１℃
以上になると、エバポレータの凍結の可能性が少ないと
判断し（ステップ７）、吸入口制御部４に吸入口モード
を外気モードにする外気モード信号を出力し、吸入口モ
ードを外気のみを導入する外気モードに戻す（ステップ
８）。

したがって、凍結防止制御部２は、コンプレッサ作動信
号及び外気吸入信号を入力することによりエバポレータ
を通過する空気が外気であることを認識すると、冷媒温
度センサによりエバポレータに供給される冷媒の温度を
検出し、この温度が所定温度以下であった場合には、エ
バポレータが凍結する可能性があると判断し、吸入口モ
ードを半内気モードに設定し、内気によりエバポレータ
の凍結を防止するので、これによりエバポレータは、外
気が低温であっても、機能することができるようにな
り、エバポレータが機能する範囲が広がることになる。

尚、本実施例にあっては、エバポレータの凍結状態を検
出するものとして、エバポレータに供給される冷媒の温
度検出する冷媒温度センサを例示したが、これに限るこ
となく、例えば、エバポレータを通過する空気の風量を
検出し、エバポレータの凍結状態を検出するようにして
も良いのはもちろんである。

又、半内気モードにおいて外気と内気との割合は、外気
70％、内気30％に限ることなく内気を外気に対して所定
の割合となるようにすれば良いが、外気に対して内気の
割合が過大になると、エバポレータの凍結は防止するこ
とができるが、エバポレータに付着した水分が急速に蒸
発することになるので、車室内が加湿されることにな
り、窓曇りが発生する虞れがあり、このような割合とす
ることは、好ましくない。

（考案の効果） 以上の説明により明らかなように、本考案にあっては以
下のような効果を奏す。

凍結防止制御手段がコンプレッサ作動信号及び外気吸入
信号を入力した場合、つまり、外気をエバポレータによ
り冷却する状態にあって、エバポレータの凍結状態を凍
結状態検出手段により検出し、この状態がエバポレータ
を凍結させる可能性のある状態になった場合に、空気調
和機が吸入する空気の外気と内気との割合を所定の割合
にさせる所定割合信号を吸入割合調節手段に出力し、こ
の吸入割合調節手段が、その所定の割合に設定した空気
を空気調和機に吸入させ、エバポレータを通過する空気
を外気より高温の車室内空気を含む空気とすることによ
りエバポレータの凍結を防止するようにしたので、エバ
ポレータは、外気が低温であっても、機能することがで
きるようになり、外気の温度に対して広範囲にエバポレ
ータの除湿機能を機能させることができるので、低外気
温であっても除湿可能となり、吹出口モードをデフモー
ドに設定するような煩雑な操作を必要とせずに窓曇りを
確実に除去することができる。

又、このように外気温に対して広範囲にエバポレータを
機能させることができ、エバポレータは、凍結するまで
に時間がかかるようになるので、凍結したエバポレータ
を解凍するためにコンプレッサを停止させるまでの時間
が長くなり、換言すれば、コンプレッサは停止しにくく
なり、これにより、車両をよりスムーズに走行させるこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るエバポレータの凍結防止装置の
概略構成図、第２図は、本考案に係るエバポレータの凍
結防止装置がエバポレータの凍結状態を認識する説明
図、第３図は、本考案に係るエバポレータの凍結防止装
置の制御内容の説明図、第４図は、本考案に係るエバポ
レータの凍結防止装置の動作フローチャートである。 １……コンプレッサ制御部（コンプレッサ制御手段）、
２……凍結防止制御部（凍結防止制御手段）３……冷媒
温度センサ（凍結状態検出手段）、４……吸入口制御部
（吸入割合調節手段）、５……インテークドアアクチュ
エータ（吸入割合調節手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に配設された空気調和機のエバポレー
   タに冷媒を供給するコンプレッサの動作制御を行なうと
   共に、当該コンプレッサを作動する場合にコンプレッサ
   作動信号を出力するコンプレッサ制御手段（１）と、前
   記エバポレータの凍結状態を検出する凍結状態検出手段
   （３）と、前記空気調和機が吸入する外気及び車室内空
   気の割合を調節すると共に、外気のみが吸入されるよう
   に当該割合を調節した場合に外気吸入信号を出力する吸
   入割合調節手段（4,5）と、前記コンプレッサ作動信号
   及び前記外気吸入信号を入力した際に、前記凍結状態検
   出手段（３）に基づいて、前記エバポレータが凍結する
   可能性のある状態である場合に、前記割合を外気に対し
   て所定量の車室内空気が含まれる所定の割合にする所定
   割合信号を前記吸入割合調節手段（4,5）に出力する凍
   結防止制御手段（２）とを備えたことを特徴とするエバ
   ポレータの凍結防止装置。