JPS61193921A - 車両用空気調和装置 - 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】 〔発明の利用分野〕　　゛ 本発明は車両用空気調和装置に係り、特に窓ガラス曇り
防止制御時の快適性確保に好適な車両用空気調和装置に
関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、特開昭５６−６３５１３号に記載のよう
に、窓ガラス温度と露点温度の温度差による窓ガラス曇
り防止制御の違いは、前記温度差がαｄｅｇとαより小
さなｐｄｏｇ間では加湿器オフ後所定時間内は曇り防止
制御を行なわない制御があるのに対し、前記温度差がβ
ｄｏｇ以下の領域では加湿器オフ後の除外制御がないだ
けであった。しかし。

前記温度差により曇り発生までの余裕度を計り、該余裕
度に応じた曇り防止制御を行ない、快適性の犠牲を最小
にするとの点については配慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、車両用空気調和装置において、窓ガラ
スの曇り発生までの余裕度に応じた曇り防止の動作モー
ドを選択し、曇り防止制御により損なわれる快適性を最
小にする点にある。

〔発明の概要〕

本発明は、快適性に与える影響度に応じて、曇り防止制
御を複数の動作モードに分け、一方、窓ガラス内面温度
と該窓ガラスの内面近傍露点温度の温度差、及び、該温
度差の所定時間における変化量により求める曇り発生ま
での余裕度にて、曇り防止制御の動作モードを選択する
ように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第１０図により説明
する。

窓ガラス内面の曇りは、窓ガラス内面近傍の露点温度が
窓ガラス内面温度以上になったとき、空気中の水分が窓
ガラス内面で結露するために起こる。そのため、曇り防
止のためには、除湿して。

窓ガラス内面近傍の露点温度を下げるか、加熱して、窓
ガラス内面の温度を上げれば良い。除湿のためには、温
度の低い外気を導入する。コンプレッサを作動させ、ク
ーラを働らかせる。そして、低湿空気のデフロストの吹
出量を増加させ、窓ガラス内面近傍の湿度を下げる等の
方法がある。一方、加熱のためには、デフロストの吹出
風量を増し、風温を高くする、ガラス表面の熱線に通電
する等の方法がある。

本実施例では、以上の曇り防止制御を次の４制御に区分
する。但し、この区分は、適用車間により、区分数、内
容共に変化する。第１の制御は、外気導入及びクーラ作
動の制御で、快適性に影響を与えない除湿制御である。

第２の制御は、車内吹出のデフロストへの割合を増加す
る制御で、窓ガラス面への吹き出し風が乗員の頭部に届
き、快適性がやや損なわれる。第３の制御は、車内吹出
をすべてデフロスト吹出にする制御で、フロントグリル
や足元からの風がなくなり、窓ガラス面に吹き出した風
のみが乗員に触れるので、車内温度は希望温度に制御さ
れるものの、吹出風の快適性が損なわれる。第４の制御
は、後述するブロワ２８の風量を最大に、温調ドア主１
を最大暖房位置にして、デフロストの吹出風温、風量を
増し。

ガラス表面熱線且よに通電するもので、車内の温度制御
は行なえない。

更に、窓ガラスの曇り発生までの余裕度を、窓ガラス内
面温度Ｔ、と窓ガラス内面近傍の露点温度Ｔ、の温度差
ΔＴｗ　　（＝Ｔｗ−Ｔｏ）−及び、ｔ より求める。

第１図に、前記余裕度に対する曇り防止制御の区分を示
す、前記温度差ΔＴＷ、前記変化率る。そのため、前記
余裕度が所定量以下になると。

前記第１の制御（■で図示）を行ない、余裕度が少なく
なるに従い、前記第２の制御（■で図示）、前記第３の
制御（■で図示）、前記第４の制御（■で図示）の順で
曇り制御が追加される。

上記の方法を自動車用空調装置に適用した例を第２図に
示す０本図は、自動車２０の前部に取付けた空調装置を
上から見た図であり、以下、該空気調和装置について説
明する。

熱交換部２１には、車室外空気を吸入する外気吸込口２
２、車室内空気を吸入する内気吸込口２３を備え、これ
らの吸込口を閉制御する吸込口ドア２４が設けられてい
る。この吸込口ドアＩ±は、負圧アクチェータ旦で位置
制御される。即ち、この負圧アクチェータ２５は、制御
部２６により、電磁弁２７を介して制御される。電磁弁
２７は、図示していないエンジン負圧、あるいは、負圧
ポンプなどの負圧源に接続されており、通電しないと外
気吸込の状態、通電されると内気吸込の状態になる。ま
た、熱交換部１１に送風するためのブロワ２８が設けら
れており、このブロワ主主によるａｍ制御は、制御部又
旦により制御されるブロワ制御回路１且により、モータ
ユ立に供給される印加電圧制御で行なう。

ブロワ２８の下流には蒸発器３１が設けられ。

この蒸発器３１はコンブレラサージ」−などで圧縮冷凍
サイクルを構成しており、これを通過する空気の冷却手
段、さらに、冷却して空気中の水分を凝縮水として除く
ために、除湿手段となっている。

コンプレッサ３２は、自動車のエンジンにより、電磁ク
ラッチを介して駆動され、制御部１旦の制御信号により
図示していないリレーを介し、オンオフ制御する。

蒸発器立上の下流に加熱手段となるヒータコア３３が設
けられており、このヒータコア３３には、自動車のエン
ジン冷却水（温水）が循環し、ヒータコア３３を通過す
る空気を加熱する。このコータコア１主を通過する空気
量を増減することにより加熱量が制御され、そのための
温調ドア３４が設けられている。この温調ドア３４は、
制御部２６で制御されるモータ駆動回路３５を介して。

ステップモータ３６で駆動される。即ち、ヒータコア３
３をふさぐ方向に回動すれば、車室内へ送られる熱量が
減少し、ヒータコア３３をバイパスする通路３７をふさ
ぐ方向に回動すれば車室内へ送られる熱量が増加する。

ヒータコア３３の下流には、加湿器３８及び加湿量を制
御するドア３９が設けられ、負圧アクチェータ４０で駆
動される。負圧アクチェータ↓立は制御部２６により電
磁弁土工を介して制御され。

通電しないと加湿器３８を閉じ１通電すると加湿器３８
を開いて加湿する。加湿器用の加湿量は。

圧電素子を使用し、超音波発振で調整しても良い。

蒸発器３１とヒータコアー３３−又はバイパス通路１１
を通過した空気は、上吹出口４２ａ、４２ｂ、下吹出口
４３ａ、４３ｂ、又は、フロントガラス４４への吹出口
４５　ａ　、　４５　ｂ、　４５　ｃがら車室内へ吹出
される。車室内への吹出口は２枚のモードドア４６ａ、
４６ｂにより切り換えられ、これらのドア４６ａ、４６
ｂは、制御部並により電磁弁４７ａ、４７ｂを介して、
負圧アクチェータ４８’ａ、４８ｂにて駆動される。電
磁弁４７ａ。

４７ｂが通電していないときはフロントガラス１土への
吹出口４５ａ、４．５ｂ、、４５ａから吹出し、ガラス
の曇り除去あるいは防止を行なう、電磁弁４７ｂのみ通
電すると上吹出口４２ａ、４２ｂから吹出し、電磁弁４
７ａのみ通電すると下吹出口４３ａ、４３ｂ及び一部が
フロントガラス４４への吹出口４５ａ、４５ｂ、４５ｃ
から吹出す。

更に、電磁弁４７ａ、４７ｂに通電すると、上吹出口４
２ａ、４２ｂ及び下吹出口４３ａ、４３ｂより吹出す。

続いて、第２図に示す空気調和装置を動かすための各検
出装置について説明する。温度検出手段は、車室外の空
気温度ＴＡを検出する外気温度センサ±旦、車室内の空
気温度Ｔヨを検出する内気温度センサ旦立、蒸発１Ｉｊ
Ｓ土の通過直後の温度Ｔ、を検出する吐出温度センサ５
１、及び、フロントガラス４４の内面温度Ｔ、を検出す
るガラス温度センサｌ又がある。

これら温度積用手段は、サーミスタ等の温度により電気
抵抗などの物理量が変化する素子で、第３Ｖ！ｉに示す
ように、制御部２−６にある固定抵抗見立との分割電圧
をアナログ−ディジタル変換回路旦ユでディジタル変換
される。モジュールｌ１は；第４１！Ｉに示す構成にな
っている。湿度検出手段上は、交流信号を発生する発振
回路１ａ、湿度に応じて、第５図のごとく電気抵抗ある
いは容量等が変化する湿度検出素子１ｂ、更に、制御部
２６で処理し易いように特性′を変換する回路１０から
なり、湿度信号を出力する。また、温度検出手段±は、
前記湿度検出素子１ｂの温度が算出できるように設け、
前記のようにサーミスタ等で構成される。

また、日射センサ５．５は、日射量Ｑにより起電力が変
化するフォトダイオード、あるいは、熱量として捕える
サーミスタであり、前述のアナログ−ディジタル変換回
路５３でディジタル量に変換される、そして、車速セン
サ５６は、車速に応じて周波数が変化する電気的なパル
スを８カし、制御部２６で、単位時間当たりのパルス数
を計数し、を速を検出する。

制御部２６は、各検出手段からのアナログ信号をディジ
タル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器５３、
ディジタル信号を演算処理するマイクロコンピュータ５
７と、そのマイクロコンピュータ５７の出力信号により
、スイッチ素子としてトランジスタを使って、前述の電
磁バルブ及びリレーを制御するドライバ５８、更に、前
述のモータ駆動回路３５、ブロワ制御回路２９からなる
。

以上の構成よりなる第２図の自動車用空調装置の動作に
ついて説明する。

第６図は、制御部−２６−のマイクロコンピュータ５７
の作動フローチャートである。同図中の数字は、フロー
の順を示すステップ番号である。

ステップ１００により、マイクロコンピュータ５７の入
出力方向の指定、出力の初期状態の設定が行なわれ、ス
テップ１０１により、目標とする車室内温度の設定等の
各種初期値をメモリに書き込む、以下、ステップ１０２
〜１１８が周期約０．５秒で繰り返される。ステップ１
０２において、アナログ−ディジタル変換回路５３によ
り、外気温度センサ±主、内気温度センサ且、吐気温度
センサｉ上、ガラス温度センサ５２．モジュール５４の
湿度及び温度信号、及び日射センサ５５の信号がディジ
タル値（Ｖ、）、（Ｖ＊）。

（Ｖ（＋）、［ｖｗ］、（Ｖ、）、（Ｖ、）、（Ｖ、）
に変換され、マイクロコンピュータ５７に入力される。

［ｖ、］、（ｖ＠］　、（ｖ、）、（ｖ、）　。

〔Ｖ、〕　は、ステップ１０３において、マイクロコン
ピュータ５７の図示していないリードオンリーメモリ（
ＲＯＭ）に記憶された電圧→温度変換マツプにより、外
気温度、内気温度、吐気温度、ガラス温度、湿度検出素
子の温度相当のディジタル値（’ｒ、）　、　　（’ｒ
、）　、　　（’ｒｃ）　、　　（’ｒ、）　、　［’
ｒ、］に変換される。また、〔Ｖ、〕も、ステップ１０
３において、ＲＯＭに記憶された電圧→日射量変換マツ
プにより１日射量相当のディジタル値［Ｑ）に変換され
る。ステップ１０４においては、モジュール五↓の湿度
検出素子１ｂの電気抵抗値に対応する電圧と、湿度検出
素子の温度【Ｔ１〕　　とから、ＲＯＭに記憶された第
５図の電気抵抗、温度→相対湿度変換マツプにより、湿
度検８部相対湿度相当のディジタル値〔Ｒ１〕　に変換
され、更に、該〔Ｒ，〕と前記（Ｔ、）とから、ＲＯＭ
に記憶された湿り空気線図である第７図の相対湿度、温
度→絶対湿度、露点温度（同一絶対湿度で相対湿度１０
０％に対応する温度）変換マツプにより、湿度検出器の
露点温度及び絶対湿度を算出する。前記のごとく、水分
の拡散が早いため、絶対湿度がほぼ均一になると考える
と、ステップ１０４で算出した露点温度及び絶対湿度は
、車室内の露点温度（Ｔ、）、絶対湿度（Ａ）と見なす
ことができる。ガラス温度センサ１１がない場合、ステ
ップ１０５でフロントガラス温度を算出し、該センサ５
２がある場合は省略する。ガラス温度Ｔｗと車室内気温
度Ｔ□の差ＡＴ、は、車速センサ５６のパルス周波数で
検知される車速Ｖが一定であれば。

外気温度Ｔ、と車室内気温度ＴＩＩの差ＡＴ、と日射量
Ｑに対し、第８ａ図の特性で求められ、また。

車速Ｖに対しては、第８ｂ図の特性で求められる。

ステップ１０５においては、ＲＯＭに記憶された第８ａ
図、第８ｂ図の車室内気温度、外気温度。

日射量、車速→ガラス温度変換マツプにより、ガラス温
度相当のディジタル変換値（Ｔ、）　　に変換される。

ステップ１０６においては、（’ｒｗ）　−（ＴＥ、］
より温度差［ＪＴｗ］　　を算出し、更に、前回（約０
．５　秒前）に算出した温度差〔ΔＴ、ｏ）との差（Ａ
’ｒｗ’）　　（＝（ΔＴ、）　−（Δ’ｒｗａｌ）　
　にて。

温度差の変化量とする。そして１次回（約０．５秒後）
に前回に算出温度差として用いるべく。

〔ΔＴｗｏ）を（Ｊ’ｒｗ）　　に置き換える。

ステップ１０７においては、ステップ１０６で算出した
温度差（！ｌＴｗ）　　及び変化量（ＪＴ、’）を第１
図の横軸及び縦軸に適用し、空調モードを選択し、選択
したモードで空調機を制御する。

窓ガラスの曇り発生までの余裕度が大きく、曇り防止制
御の指定がない領域は、ＲＯＭに記憶された第９図の快
感帯のマツプを使い快適絶対湿度を算出する。すなわち
、外気温度Ｔ、により快感帯を設定し、さらに、車室内
気温度ＴＲにより快感絶対湿度の上限及び下限値を算出
する。快感帯が存在しない車室内気温度については、車
室内気温度自体が不快であるとして、加湿機３８を停止
し、快感帯になるよう空調機を第１０図に示す除湿モー
ドで温度制御する。ステップ１０４で算出した絶対湿度
［Ａ］と、快感絶対湿度帯を比較して、（Ａ）が前記上
限値より大きいときは加湿機３８を停止すべく、電磁バ
ルブ±１をオフし、さらに空調機を第１０図に示す除湿
モードで制御し、［Ａ］が快感絶対湿度帯中にあるとき
は、加湿機３８を停止し、空調機を第１０図に示す省エ
ネモードで制御し、更に、（Ａ）が前記下限値より小さ
いときは、加湿機３８を作動すべく、電磁バルブ４１を
オンし、空調機を第１０図に示す省エネモードで制御す
る。ここで、空調機の除湿モードとは蒸発器ユ上が冷房
能力を最大限に発揮し、空気中の水分を凝縮水として除
き、除湿できるように、蒸発器出口温度（’ｒｅ）　　
が蒸発器１上の凍結する直前温度になるような制御モー
ドである。また、省エネモードとは、必要熱量に応じて
温調ドア３４で制御される加熱量と、蒸発器用の出口温
度〔Ｔ０〕　　により制御される冷房量が決定される制
御モードであり、必要冷房量しか、蒸発器用の出口温度
〔Ｔ０］　　を下げないため、空気中の水分があまり凝
縮水として除かれないモードで、ｉ方、冷却のためのコ
ンプレッサ３２の作動量が少なくなるため、エンジン負
荷が少なくなり、燃料経済性が向上する。

窓ガラスの曇り発生までの余裕度がより少なく、前記第
１の曇り防止制御をする領域（■で図示）は、加湿機３
８を停止し、空気吸込口を外気吸込口２２に制御、そし
て、空調機を第１０図に示す除湿モードで温度制御する
。

窓ガラスの曇り発生までの余裕度が更に少なく、前記第
１．第２の曇り防止制御をする領域（■。

■で図示）は、加湿機３８を停止し、空気吸込口を外気
吸込口２２に制御、吹出口をフロントガラス４４へも吹
出よう電磁弁４７ｂをオフ制御、そして、空調機を第１
０図に示す除湿モードで温度制御する。

窓ガラスの曇り発生までの余裕度が減少し、前記第１．
第２．第３の曇り防止制御をする領域（■〜■で図示）
は、加湿機３８を停止し、空気吸込口を外気吸込口２２
に制御、吹出口がフロントガラス±土のみになるよう電
磁弁４７　ａ　＊　４７　ｂをオフ制御、そして、空調
機を第１０図に示す除湿モードで温度制御する。

窓ガラスの曇り発生までの余裕度がほとんどない、ある
いは曇っている場合、前記第１．第２゜第３．第４の曇
り防止制御をする領域（■〜■で図示）は、図示してい
ないガラス表面熱線６１を作動させ、加湿機３８を停止
し、空気吸込口を外気吸込ロ工乳」工に制御、吹出口が
フロントガラス±土のみになるよう電磁弁４７ａ、４７
ｂをオフ制御、最大風量にすべくモータ３０に供給する
印加電圧最大、最大吹出温度にすべく温調ドア３４を最
大暖房位置、そして、コンプレッサ３２を第１０図に示
す除湿モードで制御する。

本実施例によれば、ガラス内面温度とガラス内面近傍露
点温度により、窓曇り発生までの余裕度を求め、余裕度
に応じた窓ガラス曇り防止制御ができるので、損なわれ
る快適性を最小に抑えつつ。

窓ガラスの曇り防止を確実に行なえる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、窓ガラスの曇り発生までの余裕度に応
じた窓曇り制御を行なうため、犠牲になる快適性を最小
にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は曇り防止制御特性図、第２図は本発明の一実施
例の構成図、第３図は温度検出回路図。 第４図は湿度検出モジュール構成図、第５図は湿度検出
素子の特性図、第６図は第２図のマイクロコンピュータ
の処理フローチャート、第７図は湿り空気線図、第８ａ
、８ｂ図は窓ガラス温度特性図、第９図は快感帯同、第
１０図は第２図の空気調和装置の制御特性図である。 ２６・・・制御部、３１−・・蒸発器、３２　・・・コ
ンプレッ　Ｉす、３８・・・加湿器、４４・・・フロン
トガラス、４５ａ。 ４５ｂ、４５ｃ・・・フロントガラスへの吹出口、５４
・・・モジュール、５７・・・マイクロコンピュータｌ
””。 ａｌｌＡ□オフ１，１１□□′乙ノ 第　１　図 第　Ｚ　図 第３ｇ：Ｊ 第　５　口 第ｆ３　　図 ｆｗＣ１＝ノ　　　　　　　　　　（Ｌン、ン１ｉ７９
　図 第１０回

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．車両の窓ガラス内面に発生する曇りを防止する曇り
   防止手段、前記ガラス内面温度を検出する温度検出手段
   、及び、前記ガラス内面近傍の露点温度検出手段を有す
   る車両用空気調和装置において、前記曇り防止手段に複
   数の動作モードを設け、前記温度検出手段の検出温度と
   、前記露点温度検出手段の検出露点温度の温度差により
   、前記曇り防止手段の動作モードを選択する選択手段を
   設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、前記曇り防止手段
   の動作モードが、車内に送る熱量の違いにより複数に区
   分されることを特徴とする車両用空気調和装置。
3. ３．特許請求の範囲第１項において、前記曇り防止手段
   の動作モードが．前記窓ガラスに吹出す風量により複数
   に区分されることを特徴とする車両用空気調和装置。
4. ４．特許請求の範囲第１項において、前記曇り防止手段
   の動作モードが、車内に送る空気の除湿量により複数に
   区分されることを特徴とする車両用空気調和装置。
5. ５．特許請求の範囲第１項において、前記選択手段が、
   前記温度差と該温度差の所定時間における変化量により
   、前記曇り防止手段の動作モードを選択することを特徴
   とする車両用空気調和装置。