JPH1096561A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 併設された冷蔵庫が、製氷機能を有する容量
可変式コンプレッサを用いた「車両用空気調和装置」を
提供する。 【解決手段】 製氷機の起動と共にコンプレッサ（５）
の容量を最大にして、電磁弁（２０）によって冷蔵庫用
エバポレータ（７）またはエアコン用エバポレータ
（９）に交互に冷媒を供給するよう切替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
空気調和装置に係り、特に冷蔵庫を有する車両用空気調
和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、車両に備えられる冷蔵庫が実用化
されている。このような冷蔵庫では、自動車の空気調和
装置で用いられる冷凍サイクルから冷媒を分岐し、これ
を冷蔵庫用エバポレータに流入させ、冷蔵庫内の空気と
熱交換させることによって庫内を冷却している。

【０００３】図３は、従来の冷蔵庫を併設した空気調和
装置の構成を示す図である。この空気調和装置は、エン
ジンによって回転するプーリー３と連動して冷媒を圧縮
するコンプレッサ５と、コンプレッサ５によって圧縮さ
れた冷媒を冷却し、液体に凝縮するコンデンサ１と、コ
ンデンサ１から流出した気液混合の冷媒を分けるリキッ
ドタンク１３と、空気調和用と冷蔵庫８用の２つのエバ
ポレータ７、９と、冷蔵庫８を作動させるスイッチ１１
とより成っている。

【０００４】近年のコンプレッサには、吐出容量に応じ
て冷媒の圧縮容量を変えることができる容量可変式のコ
ンプレッサが多く用いられている。このような容量可変
式コンプレッサの１つに斜板式コンプレッサがある。斜
板式コンプレッサは、吸入する冷媒の圧力に応じて機構
的に斜板の傾きが変わるコンプレッサで、斜板の傾きが
大きいほどピストンのストロークが大きくなって冷媒ガ
スの吐出容量が大きくなり、冷却能力が高まるよう構成
されている。車両が低速走行していてプーリー３の回転
数が小さい場合や、外気の温度が高い場合には斜板の傾
きは大きくなり、車両が高速で走行している場合や、車
室内の温度が低いとき等には斜板の傾きは小さくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こうした構成の空気調
和装置の冷蔵庫８では、エバポレータ７、９から巡回し
てくる冷媒の温度が低下してくると、冷媒の圧力が下が
り斜板の傾きも小さくなる。よって冷媒の温度と斜板の
傾きが平衡し、それ以上エバポレータの冷媒が下がらな
いようになる。このようなエバポレータの温度が下がり
過ぎないようにする機構は、表面の凍結によって熱交換
の効率が低下するエバポレータ７、９を保護する必要か
らも必要であった。しかし、このような構成の冷蔵庫８
では庫内の空気をエバポレータ７との熱交換により水が
凍結する程度にまで冷却することは困難で、冷蔵庫８に
冷凍、製氷の機能を持たせることができないという課題
もあった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みて行われたもの
であって、空気調和装置に併設された冷蔵庫においても
冷凍、製氷を行うことが可能な車両用空気調和装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の車両用空
気調和装置は、車室内に配置された第１エバポレータ
と、冷蔵庫内に配置された第２エバポレータと、前記第
１エバポレータおよび第２エバポレータに冷媒を供給す
る１台の容量可変式コンレッサと、容量可変式コンプレ
ッサからの冷媒を前記第１エバポレータまたは前記第２
エバポレータに選択的に供給する切替手段と、前記冷蔵
庫を作動させる作動スイッチと、作動スイッチがＯＮし
ている場合には、前記容量可変式コンプレッサからの冷
媒が前記第１エバポレータまたは前記第２エバポレータ
に選択的に供給されるように前記切替手段を間欠的に切
替える一方、前記容量可変式コンプレッサの冷媒吐出能
力が最大となるように前記容量可変式コンプレッサの容
量を制御する制御手段とを有することを特徴とするもの
である。

【０００８】このように構成することによって、冷蔵庫
を作動させる作動スイッチがＯＮしている間容量可変式
コンプレッサの冷媒吐出能力が最大となり、冷蔵庫の冷
却能力を高めることができるようになる。また切替手段
によってコンプレッサへの冷媒の供給を制御することが
できるようになる。

【０００９】請求項２記載の車両用空気調和装置は、前
記制御手段は、前記冷蔵庫の温度を検出する冷蔵庫温度
センサを有し、前記冷蔵庫の温度が設定した目標温度以
上である場合には前記容量可変式コンプレッサの冷媒吐
出能力をさらに高めることを特徴とするものである。

【００１０】このように構成することによって、目標温
度に達するまでは容量可変式コンプレッサを高出力で稼
働することができるようになる。

【００１１】請求項３記載の車両用空気調和装置は、前
記制御手段は、前記第２エバポレータの温度を検出する
エバポレータ温度センサを有し、エバポレータ温度セン
サが検出した前記第２エバポレータの温度が所定の凍結
温度以下もしくは同じである場合には、前記容量可変式
コンプレッサの冷媒吐出能力を低下することを特徴とす
るものである。

【００１２】このように構成することによって、エバポ
レータの凍結をも防ぐことができるようになる。

【００１３】請求項４記載の車両用空気調和装置は、前
記容量可変式のコンプレッサは、斜板式コンプレッサで
あることを特徴とするものである。

【００１４】このように構成することによって、コンプ
レッサの容量を斜板の傾斜によって制御することができ
るようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本実施の形態の車両用空
気調和装置の構成を示す図である。

【００１６】本実施の形態の車両用空気調和装置は、従
来の構成と同様に、エンジンによって回転するプーリー
３と連動して冷媒を圧縮するコンプレッサ５と、コンプ
レッサ５によって圧縮された冷媒を冷却し、液体に凝縮
するコンデンサ１と、コンデンサ１から流出した気液混
合の冷媒を分けるリキッドタンク１３と、空気調和を行
うエアコン用エバポレータ７と冷蔵庫用のエバポレータ
９と、冷蔵庫８を作動させるスイッチ１１とを有し、さ
らに冷蔵庫用エバポレータ７と空気調和用のエバポレー
タ９のいずれかに冷媒の供給を切替る電磁弁２０と、電
磁弁２０およびコンプレッサ５を制御する制御装置２５
とを有している。また制御装置２５は、電磁弁２０の切
替タイミングを制御するために用いる、タイマ２２およ
び温度センサ１７、１９とを有している。なおコンプレ
ッサ５は容量可変式の構成を有するもので、本実施の形
態では斜板式コンプレッサを用いている。

【００１７】制御装置２５には、車両に設けられている
センサ類１０が接続されていて、制御装置２５に車室内
外の環境のデータを提供している。このセンサ１０とし
ては例えば車室内外の気温を検知する温度センサ、日射
量を検知する日射量センサ、乗員によって設定されたエ
アコンの空調条件等が考えられる。制御装置２５は、セ
ンサ１０が入力したデータに基づいて、冷蔵庫８の庫内
の目標温度を決定している。

【００１８】次に、図示した車両用空気調和装置におけ
る冷媒の流れを述べる。

【００１９】コンプレッサ５によって吐出された冷媒
は、通常高温・高圧の冷媒蒸気である。冷媒はコンデン
サ１を通過する間に熱を空気に放熱して液体になり、コ
ンデンサを出て冷蔵庫用エバポレータ７、エアコン用エ
バポレータ９に供給される。コンデンサ１から巡回して
くる冷媒は、リキッドタンク１３によって気体冷媒のみ
が安定に冷蔵庫用エバポレータ７、エアコン用エバポレ
ータ９へ供給され、また冷蔵庫用エバポレータ７、エア
コン用エバポレータ９の流入口近くには逆止弁１２がそ
れぞれ設けられている。２つのエバポレータに供給され
る冷媒量の分配の割合は、管路の断面積等によって調整
されるよう設計されている。

【００２０】さらに本実施の形態の車両用空気調和装置
は電磁弁２０を有し、冷媒は電磁弁２０によって冷蔵庫
用エバポレータ７、エアコン用エバポレータ９に交互に
流入するように切替えられている。電磁弁２０の切替え
は、タイマ２２でエバポレータ７、９のいずれか１つに
冷媒を供給する供給時間を計時することによって行われ
ている。すなわち、冷蔵庫用エバポレータ７、エアコン
用エバポレータ９には、冷媒が一定の時間ごとに交互に
一定の時間だけ流入することになる。また、温度センサ
１７はエバポレータ７を通過したの直後の空気の温度を
検出し、この値を制御装置２５に入力している。温度セ
ンサ１９は、冷蔵庫８の温度を検出し、この値を制御装
置２５に入力している。

【００２１】制御装置２５では、温度センサ１７が入力
する温度がエバポレータ７、９が凍結すると思われる温
度に低下すると、コンプレッサ５に指示して冷媒吐出能
力を下げ、エバポレータ７、９表面の凍結を防ぐ。また
温度センサ１９が入力する温度が冷蔵庫８が目標とする
温度に低下しない場合には、コンプレッサ５に指示して
冷媒吐出能力を上げ、目標温度を達成しようとする。

【００２２】図２は、図１で示した本実施の形態の車両
用空気調和装置で行う処理を、フローチャートにしたも
のである。以下にこのフローチャートの説明を行う。

【００２３】この処理は、例えば冷蔵庫を製氷を行うモ
ードに設定する製氷機スイッチをＯＮすることで開始す
る（Ｓ１）。製氷機スイッチがＯＮすると、制御装置２
５によってコンプレッサの容量が最大に設定され（Ｓ
２）、冷蔵庫８のエバポレータ７に冷媒が供給されるよ
う電磁弁２０が切替えられて（Ｓ３）、エバポレータ７
への冷媒の供給が開始される。

【００２４】電磁弁２０の切替後に、タイマ２２が作動
してエバポレータ７への冷媒供給時間ｔ１の計時を開始
し（Ｓ４）、計時が終了すると（Ｓ５）エアコン側へ電
磁弁２０が切替られ（Ｓ６）、エバポレータ９への冷媒
供給が開始する。タイマ２２は、エバポレータ９への冷
媒供給時間ｔ２の計時を開始し（Ｓ７）、ｔ２の計時が
終了すると（Ｓ８）、温度センサ１９が測定した温度か
ら、冷蔵庫８のうち製氷を行う環境の温度である製氷機
温度を読取る。次に、冷蔵庫８の庫内の目標温度と製氷
機温度とを比較して（Ｓ９）、製氷機温度が目標温度に
達していた場合には、エバポレータ７を通過した直後の
空気の温度（フローチャート中ではＴint と記す。）が
凍結温度にまで低下したか否かを判断する（Ｓ１０）。

【００２５】エバポレータ７を通過した直後の空気の温
度が凍結温度にまで低下している場合には、コンプレッ
サの容量をダウンして（Ｓ１１）コンプレッサ表面の凍
結を防止し、製氷機スイッチがオフしたか判断する（Ｓ
１４）。製氷機スイッチがオフしている場合には処理を
終了し、オフしていない場合には、再び電磁弁２０を冷
蔵庫側に切替えて（Ｓ３）、エバポレータ７への冷媒の
供給を開始する。

【００２６】一方、ステップ９で製氷機温度が目標温度
にまで低下していない場合には、コンプレッサが最大容
量で運転しているか再び判断し（Ｓ１２）、コンプレッ
サの運転が最大容量でなかった場合にはコンプレッサの
容量をアップし（Ｓ１３）、最大容量で運転している場
合には、そのままの容量で製氷機スイッチのオン、オフ
を判断しにいく（Ｓ１４）。

【００２７】以上述べた本実施の形態により、斜板式の
コンプレッサを備える空気調和装置の冷蔵庫に、製氷あ
るいは冷凍の機能を持たせることができるようになっ
た。

【００２８】また本実施の形態では、製氷機温度が目標
温度に達しない場合にコンプレッサの容量を大きくさせ
ているために、効率良くコンプレッサの冷却能力を高
め、コンプレッサに必要以上の駆動をさせることが無
い。

【００２９】また本実施の形態では、エバポレータ温度
が凍結温度に達した場合にコンプレッサの容量を低下さ
せているために、エバポレータ表面の凍結を防止するこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に記載の車両用空気調和装置
は、冷蔵庫の作動スイッチがＯＮしている場合には、コ
ンプレッサからの冷媒が第１エバポレータまたは第２エ
バポレータに選択的に供給され、かつ容量可変式コンプ
レッサの冷媒吐出能力が最大となるために、冷媒温度と
は無関係に冷蔵庫の冷却能力が最大となり、かつ空気調
和を行うエバポレータにも冷媒を循環させることができ
る。よって冷房機能を低下させること無く冷蔵庫に製氷
機能を付加することができる。

【００３１】請求項２に記載の車両用空気調和装置は、
冷蔵庫の温度を検出する冷蔵庫温度センサを有し、冷蔵
庫の温度が設定した目標温度以上である場合には容量可
変式コンプレッサの冷媒吐出能力をさらに高めることに
よって、より効果的に冷蔵庫の冷却能力を調整すること
ができる。

【００３２】請求項３に記載の車両用空気調和装置は、
制御手段は、第２エバポレータの温度を検出するエバポ
レータ温度センサを有し、エバポレータ温度センサが検
出した温度が所定の凍結温度以下もしくは同じである場
合には、容量可変式コンプレッサの冷媒吐出能力を低下
することによって、エバポレータの凍結を防止すること
ができる。

【００３３】請求項４に記載の車両用空気調和装置は、
斜板の傾きで簡易にコンプレッサの容量を変更すること
ができる。また斜板式コンプレッサは、今日一般的に用
いられている構成であるから、本発明の構成の実現を簡
易なものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の車両用空気調和装置の概略構成を示
す図である。

【図２】 本発明の車両用空気調和装置で行う処理を示
すフローチャートである。

【図３】 従来の車両用空気調和装置の概略構成を示す
図である。

【符号の説明】

１…コンデンサ、 ３…プーリー５…コンプレッサ、
８、９…コンプレッサ、１０…センサ、 １１…作動ス
イッチ、１３…リキッドタンク、 １７、１９…温度セ
ンサ、２２…タイマ、 ２５…制御装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内に配置された第１エバポレータ
   （９）と、 冷蔵庫内（８）に配置された第２エバポレータ（７）
   と、 前記第１エバポレータ（９）および第２エバポレータ
   （７）に冷媒を供給する１台の容量可変式コンレッサ
   （５）と、 当該容量可変式コンプレッサ（５）からの冷媒を前記第
   １エバポレータ（９）または前記第２エバポレータ
   （７）に選択的に供給する切替手段（２０）と、 前記冷蔵庫（８）を作動させる作動スイッチ（１１）
   と、 当該作動スイッチ（１１）がＯＮしている場合には、前
   記容量可変式コンプレッサ（５）からの冷媒が前記第１
   エバポレータ（９）または前記第２エバポレータ（７）
   に選択的に供給されるように前記切替手段（２０）を間
   欠的に切替える一方、前記容量可変式コンプレッサ
   （５）の冷媒吐出能力が最大となるように前記容量可変
   式コンプレッサ（５）の容量を制御する制御手段（２
   ５）とを有することを特徴とする自動車用空気調和装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段（２５）は、前記冷蔵庫
   （８）の温度を検出する冷蔵庫温度センサ（１９）を有
   し、前記冷蔵庫（８）の温度が設定した目標温度以上で
   ある場合には前記容量可変式コンプレッサ（５）の冷媒
   吐出能力をさらに高めることを特徴とする請求項１に記
   載の車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段（２５）は、前記第２エバ
   ポレータ（７）の温度を検出するエバポレータ温度セン
   サ（１７）を有し、当該エバポレータ温度センサ（１
   ７）が検出した前記第２エバポレータ（７）の温度が所
   定の凍結温度以下もしくは同じである場合には、前記容
   量可変式コンプレッサ（５）の冷媒吐出能力を低下する
   ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の車両用空
   気調和装置。
4. 【請求項４】 前記容量可変式コンプレッサ（５）は、
   斜板式コンプレッサであることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか１つに記載の車両用空気調和装置。