JPS6338018A - 車両用空調装置のエバポレ−タ凍結防止構造 - 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、外気温が所定温度、例えば０℃以下である場
合にも、エバポレータの凍結を伴うことなく冷凍サイク
ルを稼動させることを可能にした車両用空調装置のエバ
ポレータ凍結防止構造に関する。

従来の技術 従来車両用空調装置の冷凍サイクルにおいては、コンプ
レッサを０℃以上ではＯＮにし０℃未満ではＯＦＦにす
る制御を実行している（昭和５８年９月９日産自動車Ｊ
発行ｒ　Ｎｌ５ＳＡＮサ一ビス周報」第４８９号、Ｖ−
８７頁参照）。実際は多少シフト、又は０Ｎ−ＯＦＦに
デファレンシャルヲモたせているものもある。かかる制
御は、外気温が０℃以下となるとエバポレータを通過す
る際その冷却作用に伴って空気中の水分がエバボレータ
フイン表面に凍結し、通風不能となるとともに、これに
よって熱交換率が低下し、ないしは熱交換が不能となっ
てエバポレータ内の冷媒が液状態でコンプレッサに帰還
し、液圧縮によってコンプレッサが破損する等の事態を
未然に防止するものである。

発明が解決しようとする問題点 ところで降雪時等、低温高湿の条件下において、車両用
空調装置のデフロスタ吹出口から７０ンドウインドウ等
を指向して吹き出される空気は、単に高温であるのみな
らず、高温かつ除湿され丸ものであることが防曇効果上
好ましい。しかるに前記従来の装置にあっては、外気温
が０℃以下ではコンプレッサがＯＦＦとなることから、
エバポレータによる調和空気の除湿を行なうことができ
ず、空調装置に設けられたヒータコアだよって加熱した
空気によって防曇を行なっているのが実情であり、この
ため外気温が０℃以下の条件でも、エバポレータによる
調和空気の除湿を行ない得る車両用空調装置の出現が期
待されていた。

本発明はこのような従来の実情に鑑みてなされたもので
あシ、前述したエバポレータの凍結や液圧縮によるコン
プレッサの破損を伴うことなく低温時における蒸気圧縮
式冷凍サイクルの稼動を可能にした車両用空調装置のエ
バポレータ凍結防止構造を提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために本発明にあっては、内気吸
入口と外気吸入口とを開閉するとともに、開度に応じて
前記両導入口からの吸入空気量を制御するインテークド
アを備えたブロアユニツトと、蒸気圧縮式冷凍サイクル
のエバポソータと、エンジン冷却水を熱源とするヒータ
コア及び該ヒータコアの通過風量を制御するエアミック
スドアを有するヒータユニットとが置火連設され、外気
温センサの出力信号に基づいて、外気温が所定温度以下
となったとき、前記冷凍サイクルのコンプレッサを停止
させるエバポレータ凍結防止手段を備えた車両用空調装
置において、前記内気吸入口と外気吸入口とに各々吸気
温センサを設けるとともに、該センサの検出温に基づい
てブロアユニツト内ノ導入空気温が前記所定温度以上と
なる内外気比率を演算し、この演算結果からインテーク
ドアを前記内外気比率に対応する開度に制御するととも
に、前記凍結防止手段に優先してコンプレッサの稼動を
許容する演算制御回路を設けである。

作用 前記構成において外気温が所定温度以下、例えば０℃以
下の条件下で空調装置を稼動させると、凍結防止手段は
、外気温センサの出力信号に基づいて、コンプレッサを
停止させる制御を実行しようとする。一方前記各吸気温
センサは、ブロアユニツトの内気導入口と外気導入口か
ら吸入される内外気の温度を検出し、演算制御回路は、
各吸気温センサの検出温から、ブロアユニット内の導入
空気温が前記所定１度以上となる内外気比率を演算し、
インテークドアをこの内外気比率に対応する開度に制御
する。したがって前記凍結防止手段の制御に優先してコ
ンプレッサの稼動が許容されると、エバポレータにはブ
ロアユニツトより０℃以上の空気が給送され、エバポレ
ータの凍結を伴うことなく、蒸気圧縮式冷凍サイクルは
稼動し得るのである。

実施例 以下本発明の一実施例について図面に従って説明する。

すなわち第１，２図に示したように、空調装置本体１は
、ブロアユニツト２．クーリングユニット３．ヒータユ
ニット４を順次連結して構成されている。前記ブロアユ
ニツト２には、内気吸入口５．外気吸入口６．この両枝
入口５，６を開閉するとともに開度に応じて吸入空気量
を制御するインテークドア７及びプロアファン８が設け
られている。前記内気吸入口５と外気吸入口６には各々
内気吸気温センサ９、外気吸気温センサ１０が配設され
ておシ、又インテークドア７にはインテークドア作動用
アクチュエータ１１及びドア開度を検出するインテーク
ドア開度センサ１２が連係すれている。

前記クーリングユニット３内には、第３図に示したコン
プレッサ１３　、コンデンサ１４．膨張弁１５を有する
蒸気圧縮式冷凍サイクル１６のエバポレータ１７が収容
配置されておシ、前記コンプレッサ１３ハこの空調装置
本体１が搭載された車両のエンジンを駆動源とするとと
もに、内部には該駆動源と断接する電磁クラッチ（図示
せず）が設けられているＯ 又ヒータユニット４内には、前記エンジンの冷却水を熱
源とするヒータコア１８及び該ヒータコツ１８０通過風
量を制御するエアミーツクストア１９　、２０．２１が
設けられている。なおニアミックスドア加、２１は、必
要に応じ省略することもできる。ヒータユニット４の周
壁には、車室内に設けられた図外の吹出口に連通ずるデ
フロスタダクトρ、ベンチレータダクトｎ、フートダク
ト討が形成されている。各ダク）２２．２３．２４の基
端部には、デフロスタドアδ、ベンチレータドア２６．
７−）ドアｎが枢支され、デフロスタドア乙の下方には
、サブデフ０スタドア路が設けられている。

前記内気吸気温センサ９と外気吸気温センサｌＯは、外
気温センサラとともに〜Φ変換器（資）を介して演算制
御装置３１０入力部に接続されておシ、該演算制御装置
３１の入力部には、さらにエアコンスイッチ３２が接続
されている。この演算制御装置３１には、外気温センサ
四が検出する外気温が所定温度以下、具体的には０℃以
下のとき内気吸気温センサ９と外気吸気温センサｌＯの
検出温に基づいて、クーリングユニット３に給送される
ブロアユニツト２内の混合空気温が０℃以上とまる最低
量の内気を混入させた内外気比率を演算する内外気比率
演算回路おが設けられている。該内外気比率演算回路あ
の出力側には、エバポレータ凍結防止手段たるコンプレ
ッサ０Ｎ−ＯＦＦ回路調、及び内外気比率演算回路あの
演算値とインテークドア開度センサ１２の出力値とを比
較し、その差開度を出力するインテークドア開度比較回
路３４が設けられており、該インテークドア開度比較回
路あの出力側には、前記インテークドア作動用アクチュ
エータ１１に駆動信号を出力する駆動回路あが設けられ
ている。

次に以上のように構成された本実施例の作動について、
第４図に示したフローチャートに従って説明する。すな
わち空調装置本体１の作動スイッチである空調スイッチ
が投入されると（ステップ■）、プロア７アン８は起動
するとともに、前記各七ン？９．１０．２９よシ外気温
度Ｔａ、外気吸気！ＴａＸＮ　、内気吸気温Ｔ　ｉ　Ｉ
Ｎ　　が入力される（ステップ■）。そして次ステツプ
■で外気温Ｔａが０℃以下であるか否かが判別され、こ
の判別がＮＯｌすなわち外気温が０℃以上であれば、エ
バポレータ１７の凍結のおそれはないことから、コン７
”ｌ／ツ？０Ｎ−ＯＦＦ回路詞はコンプレッサ１３ヲＯ
Ｎにするとともに、インテークドア７は通常制御される
（ステップ■）０ここでインテークドア通常制御とは、
インテークドア１１が温度に関連した物理的環境因子に
基づいて自動制御されるものであれば当該自動制御を、
又インテークドア１１が手動制御されるものであれば自
在な手動制御を許容することを意味する。一方ステップ
■に判別がＹＥＳ、すなわち外気温度Ｔａが０℃以下で
あれば、ステップ■で冷凍サイクルスイッチ３２のＯＮ
が判別され、この判別がＮｏすなわち冷凍サイクル１６
の稼動を伴うことなくヒータコア１８の熱交換作用のみ
によるヒートモード等が選択されている場合には、エバ
ポレータ１７の凍結を防止するためのインテークドア７
制御は必要なく、インテークドア７は前述のように通常
制御される。そしてステップ■の判別がＹＥＳであれば
、ステップ■において内気吸気温ＴｉＩＨが０℃以上で
あるかが判別される。この判別がＮｏ、すなわち内気吸
気温Ｔ　ｉ　ＩＮ　　が０℃以下であれば、いかに内気
を混合してもクーリングユニット３に給送されるブロア
ユニツト２内混合空気温を０℃以上に上昇させることは
不可能である。よって内外気比率演Ｘ回路あはコンプレ
ッサ０Ｎ−ＯＦＦＦＦ回路側御実行を許容し、コンプレ
ッサ１３はコンプレッサ０Ｎ−ＯＦＦ回路讃からのＯＦ
Ｆ指令信号によシ停止して、冷凍サイクル１６の稼動に
伴うエバポレータ１７の凍結は回避される。さらにステ
ップ■における判別がＹＥＳであると、ステップ■にて
外気吸気温ＴａＩＮ　　が０℃以下であるかが判別され
、この判別がＮｏすなわち外気吸気温Ｔａ１Ｎ　　が（
エンジンの輻射熱により）０℃以上となっている場合に
は、エバポレータ１７の凍結を伴うことなく冷凍サイク
ル１６を稼動させることができ、よってインテークドア
７は通常制御される。

したがってステップ■、■、■、■の判別が全て肯定的
なものとなったとき、具体的には、（イ）外気温度Ｔａ
が０℃以下である（ステップ■）。

（ロ）　冷凍サイクルスイッチ３２によって冷凍サイク
ル１６を使用するモードが選択されている（ステップ■
）。

（ハ）内気吸気＠Ｔｉ１Ｈが０℃以上である（ステップ
■）。

に）外気吸気＠Ｔｉｎ１　　が０℃以下である（ステッ
プ■）。

以上の（イ）〜に）の条件が充足すると内外気比率演算
回路羽は演算を実行する。この演算は次式よシ内外気混
合比率すを算出し、ｂの値から第５図に示した関係よ）
インテークドア開度ａを算出することによって行なわれ
る。

Ｔ　１ＩＮＸｂ＋　ＴａＩＮＸ　（１００−ｂ　）　＝
　Ｃ（Ｃ：定数、但しＣ〉０） これによって最低量の内気を導入して、ブロアユニット
２内の混合空気温度が０℃以上となる内外気混合比率す
が得られる。そして前記インテークドア開度ａが内外気
比率演算回路およシ出力されると、コンプレッサ０Ｎ−
ＯＦＦ０２１路あは、外気温度Ｔａの如何にかかわらず
、コンプレッサ１３にＯＮ信号を出力するとともに、イ
ンテークドア開度比較回路凋は、インテークドア開度セ
ンサ１２から入力された現時点の開度と前記開度ａとを
比較し、両者の差開度を駆動回路あに出力する。該駆動
回路あけインテークドア作動用アクチュエータ１１に前
記差開度に相当する駆動信号を出力し、インテークドア
７はインテークドア開度ａに駆動される（ステップ■）
。したがって１０アフアン８の回転に伴って、各吸入口
５，６よシブロアユニット２内に吸入され、混合した後
エバポレータ１７を通過する混合空気温度は０℃以上に
維持され、このためエバポレータ１７を通過する際空気
中の水分がエバポレータフィン表面に凍結し、通風不能
となる現象やこれに伴ってエバポレータ１７内の冷媒が
液状態でコンプレッサ１３に帰還し、液圧縮によってコ
ンプレッサ１３が破損する等の事態の発生は回避される
。よって外気温度が０℃以下でも、エバポレータ１７に
よる除湿を行なうことができ、この除湿した空気をデフ
ロスタ吹田口５からフロントウィンドウ等を指向して吹
き出させることによって、降雪時等、低温高湿の条件下
においても、冷凍サイクル１６を使用した優れた防曇効
果を得ることが可能となるのである。

なお前記実施例においては、冷凍サイクルスイッチ３２
がＯＮであることを条件として（ステップ■）内外気比
率演算及び演算結果に基づくインテークドア７の制御を
実行するものとしたが、雨滴センサ、ワイパースイッチ
、デフロスタ会デミストスイッチ、結露センサ等の出力
信号の有無をステップ■で判別し、この判別が肯定的で
ある場合に、前記制御を実行する講説とすることも可能
である。

発明の詳細 な説明したように本発明は、外気温が所定温度以下とな
ったとき、コンプレッサを停止させるエバポレータ凍結
防止手段を備えた車両用窓副装置において、ブロアユニ
ツトの内気、外気吸入口に各々吸気温センサを設ける一
方、該センサの検出温に基づいてブロアユニツト内の混
合空気温が前記所定温度以上となる内外気比率を演算し
、この演算結果から前記ブロアユニツトのインテークド
アを制御するとともに、前記凍結防止手段の制御に優先
してコンプレッサの稼動を許容するようにした。よって
外気温が所定温度以下であっても、ブロアユニツトを介
してクーリングユニット内のエバポレータに給送される
空気は所定温度以上に維持され、エバポレータの凍結や
液状冷媒が９＃Ｉ還することによってコンプレッサが破
損する等の事態の発生を伴うことなく、冷凍サイクルを
使用することが可能となる。したがって、降雪降等低温
高湿の条件下においては、エバポレータによって除湿さ
れかつヒータコアによって加熱された調和空気により、
優れた防曇効果を得ることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例に係る空調本体の概念図、第３図は蒸気圧縮式
冷凍サイクルの系統図、第４図は前記実施例の作動を示
すフローチャート、１１ｇ５図は内、外気吸入口の開度
特性を示す説明図である。 １・・・空調装置本体、２・・・ブロアユニツト、５・
・・内気吸入口、６・・・外気吸入口、７・・・インテ
ークドア、９・・・内気吸入温センサ、１０・・・外気
吸入温センサ、１３・・・コンプレッサ、１６・・・蒸
気圧縮式冷［？イクル、四・・・外気温センサ、３１・
・・演算制御回路、あ・・・コンプレッサ０Ｎ−ＯＦＦ
［ｇｌ路（エバポレータ凍結防止手段）０ 第４図 第５図 （Ｏム）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内気、外気各吸入口を開閉するインテークドアを
   備えたブロアユニツトと、蒸気圧縮式冷凍サイクルのエ
   バポレータを収容配置してなるクーリングユニットと、
   エンジン冷却水を熱源とするヒータコア及び該ヒータコ
   アの通過風量を制御するエアミックスドアを有するヒー
   タユニットとが順次連設され、外気温センサの出力信号
   に基づいて、外気温が所定温度以下となつたとき、前記
   冷凍サイクルのコンプレッサを停止させるエバポレータ
   凍結防止手段を備えた車両用空調装置において、前記内
   気、外気吸入口に各々吸気温センサを設ける一方、該セ
   ンサの検出温に基づいてブロアユニツト内の混合空気温
   が前記所定温度以上となる内外気比率を演算し、この演
   算結果からインテークドアを前記内外気比率に対応する
   開度に制御するとともに、前記凍結防止手段に優先して
   コンプレッサの稼動を許容する演算制御回路を設けたこ
   とを特徴とする車両用空調装置のエバポレータ凍結防止
   構造。