JPS6361624A - 自動車用空調装置 - 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、蒸発器の冷却度合を検出して圧縮機の作動を
断続することにより蒸発器のフロスト（着霜）を防止す
るようにした自動車用空調装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の自動車用空調装置は、一般に蒸発器吹出直後の
空気温度をサーミスタなどの温度センサで検出し、その
検出温度が予め定めた設定温度例えば３℃まで低下する
と圧縮機の作動を停止し、そして圧縮機の停止によって
温度センサの検出温度が設定温度例えば４°Ｃまで上昇
すると、圧縮機を再び作動させるという制御を繰り返す
ものであった。

一方、自動車用空調装置の空気流入部には車室内空気（
以下内気という）と車室外空気（以下外気という）を切
替導入する内外気切替箱が備えられており、夏期等にお
いては冷房熱負荷が非常に大きいので、一般に内気を再
循環させる内気モードを選択することが多い。

ところで、本発明者らの実験研究によると、内気モード
で長時間、蒸発器による冷房作用を行うと、蒸発器の除
湿作用によって車室内空気の湿度が低下し、これに伴な
って蒸発器への送風空気の湿度も低下し、蒸発器におけ
るフロストが生じにくいことがわかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、従来装置では、圧縮機の作動を断続するため
の設定温度を内気モード、外気モードの如何にかかわら
ず、常に一定の値に固定しているので、内気モード時に
は除湿作用の影響でフロストが生じにくい条件下にある
にもかかられず、前記設定温度（例えば３℃）で圧縮機
が停止し、蒸発器による冷却作用が停止してしまう。従
って、前記設定温度以下に冷風温度を下げることができ
ず、冷房能力を十分発揮できないという問題点があった
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決することを目的として案出さ
れたもので、そのために ｆａ）一端側に空気吸入口を有し、他端側に車室内への
吹出口を有する通風路と、 （ｂｌこの通風路の空気吸入口に設けられ、車室内空気
と車室外空気を切替え導入する内外気切替箱と、 （ｃ）前記通風路に設けられ空気を送風する送風機と、 （ｄ＋前記通風路に設けられ、前記送風機の送風空気を
冷却する蒸発器と、 （８１この蒸発器を含む冷凍サイクルに冷媒を循環させ
る圧縮機と、 （ｆ）前記蒸発器の冷却度合を検出する温度センサと、 （ｇ）この温度センサの検出信号が入力され、この温度
センサの検出信号と第１の設定温度とを比較して前記圧
縮機の作動を断続する第１の制御手段と、 （ｈｌ前記内外気切替箱が車室内空気を導入する内気モ
ードの状態にあることを検出する内気モード検出手段と
、 ＋１１この内気モード検出手段の検出信号が入力され、
内気モード時には前記第１の制御手段における第１の設
定温度をこの第１の設定温度より所定温度低い第２の設
定温度に切替える第２の制御手段とを備えるという技術
的手段を採用する。

〔作用〕

上記技術的手段によれば、内気モードを設定した時には
、第２の制御手段によって、圧縮機作動断続用の設定温
度が第１の設定温度（例えば３℃と４℃）より低い第２
の設定温度（例えば０℃と１℃）に自動的に切替えられ
る。

従って、蒸発器の冷却度合が上記第２の設定温度に進行
するまで、圧縮機の運転が！Ｉ続され、圧縮機の稼動率
が高くなる。

〔発明の効果〕

このように、本発明では、内気モード時に圧縮機の稼動
率を高めることにより冷凍サイクルの能力を最大限有効
利用して、冷房能力を高めることができるという効果が
大である。

しかも、内気モード時には車室内空気を空調装置に再循
環して車室内の冷房を行うから、車室内空気の湿度が低
下し、乾燥した状態になるため、蒸発器のフロストが生
じる心配もない。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、■は自動車用
空調装置の通風系全体を示す。２は通風路であり、その
一端側に外気吸入口３および内気吸入口４．５を有し、
他端側に車室内への各種吹出口６，７．８を有している
。９は内外気切替箱で、前記外気吸入口３と内気吸入口
４．５を切替開閉する２個の内外気切替ダンパ１０，１
１を内蔵しており、この両ダンパ１０，１１は連動して
開閉される。

１２は内外気切替箱９の下流側に設けられた送風機で、
モータ１３により駆動される。

１４は送風機１３の下流側に設けられたクーラケースで
、冷凍サイクルの冷媒蒸発器１５を内蔵しており、送風
機１３によって導かれた空気はこの蒸発器１５通過時に
冷媒の蒸発潜熱を奪われて冷却され、除湿される。この
除湿作用により蒸発器１５の表面に発生したドレン水は
図示しない排水口より車外に排出される。

１６はクーラケース１４の下流側に接続されたヒータケ
ースで、その内部には自動車エンジンの冷却水を熱源と
するヒータコア１７が設置され、このヒータコア１７の
側方にはヒータコア１７を通過させな、いて空気を流す
バイパス通１８．１９が形成されている。そして、この
バイパス通路１８．１９を通過する空気（冷風）の流量
とヒータコア１７を通過する空気（温風）の流量との割
合をエアミックスダンパ２０，２１によって調整するこ
とにより車室内への吹出空気温度を調整する。

２２はヒータコア１７の下流側に設けられた混合室で、
前記冷風と温風を混合するためのものである。この混合
室２２の上方にはデフロスタ吹出口８が開口しており、
この吹出口８より温風を自動車の窓ガラスに向けて吹き
出させ、窓ガラスの曇りを防止するようにしである。ま
た、吹出口６は冷風を乗員の頭胸部へ向けて吹き出すた
めの上方吹出口であり、また吹出ロアは温風を乗員の足
元に向けて吹き出す下方吹出口である。そして各吹出口
６，７．８は吹出口切換ダンパ２３１，２４．２５によ
って切換え開閉される。

３１は冷凍サイクルの圧縮機で、電磁クラッチ３２を介
して自動車エンジン３３により駆動される。３４はごｌ
ンデンサで、圧縮機３１から吐出された高温高圧のガス
冷媒を冷却ファン３５の送風空気により冷却して液化す
るものである。この冷却ファン３５はモータ３６により
制御される。３７は液冷媒を溜めるレシーバ、３８はレ
シーバ３７からの液冷媒を断熱膨張させて低温低圧の霧
状冷媒にする減圧装置で、例えば温度式膨張弁よりなる
。この減圧装置３８を通過した冷媒は前記蒸発器１５に
流入して蒸発した後、圧縮機３１に戻るようになってい
る。

次に、電気制御部について説明する。４１は車載の電源
バッテリ、４２は自動車エンジン３３のイグニッション
スイッチ、４３はリレー、４４は送風機１２の停動およ
び速度切替を行う送風機スイッチで、空調装置の電源ス
ィッチの役目も兼ねている。４４ａはスイッチ４４の可
動接点を示す。

４５は一般にエアコンスイッチと称されている圧縮機作
動スイッチで、４５ａはその可動接点である。

４６は制御回路で、抵抗４７〜５１．トランジスタ５２
，５３．比較器５４およびリレー５５を有している。５
６はコンデンサ冷却ファン３５の制御用リレーである。

５７は蒸発器１５の吹出直後の温度を検出する温度セン
サで、サーミスタよりなる。この温度センサ５７は比較
器５４の反転入力端子に接続されている。５８はトラン
ジスタ５２０ベース回路に接続されているスイッチ群で
、本例では内外気切替ダンパ１０．１１が内気吸入口４
，５を開放して内気を吸入する内気モードの状態にある
時閉成する内気モードスイッチ５９と、吹出口切替ダン
パ２３，２４．２５が上方吹出口６のみを開放する上方
吹出しモード（ベントモード）の状態にある時閉成する
上方吹出しモードスイッチ６０とを備えている。

６１は冷凍サイクルの冷媒充填量が所定値以下に低下す
るとオフする冷媒不足検出用圧力スイッチである。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明する。車
室内の冷房を行う時は、図示しない空調制御パネルの吹
出モード切替レバーを操作して、上方吹出口６のみを開
口する上方吹出しモードを設定する。これにより、スイ
ッチ６ｏがオンする。

また、イグニッションスイッチ４２および送風機スイッ
チ４４をオンすると、リレー４３がオンし、さらに圧縮
機作動スイッチ４５をオンすると、制御回路４６に電源
が供給され、冷凍サイクルが作動可能な状態となる。

最初に、内外気切替ダンパ１０．エエを外気吸入口３を
開放する外気モードの位置に操作した場合について述べ
ると、この場合は内気モードスイッチ５９が常にオフ状
態にあるので、トランジスタ５２のベース電流が流れず
、トランジスタ５２が常にオフしている。従って、抵抗
４８．４９と抵抗５０とにより分圧された第１の設定電
圧Ｖ。

（Ａ点の電位）が比較器５４の非反転入力端子に加わる
。一方、蒸発器１５の吹出直後の温度は起動時には車室
内温度と同程度の高い温度になっているので、温度セン
サ５７のサーミスタ抵抗値が非常に小さくなっており、
そのためＢ点の電位はＡ点より充分低い値となり、比較
器５４の出力が１１”となり、トランジスタ５３．リレ
ー５５がオンして電磁クラッチ３２に通電され、圧縮機
３１が作動するとともに、リレー５６がオンしてコンデ
ンサ用冷却ファン３５が作動する。これにより、冷凍サ
イクルが起動するので、送風機１２の送風空気が蒸発器
１５により冷却、除湿され、上方吹出口６から車室内の
乗員上半身に向って吹出し、車室内の冷房を行う。そし
て、蒸発器１５吹出直後の空気温度が低下するにつれて
、温度センサ５７の抵抗値が増大し、前記第１の設定電
圧Ｖ１により定まる第１の設定温度Ｔ＋（例えば３℃）
より温度センサ５７の検出温度が低下すると、Ａ点より
Ｂ点の電位の方が高くなり、比較器５４の出力が“０”
となり、トランジスタ５３．リレー５５．５６がいずれ
もオフして、圧縮機３１およびコンデンサ用冷却ファン
３５が停止する。そして、比較器５４のヒステリシス特
性により蒸発器吹出直後の空気温度が設定温度例えば４
℃に上昇するまで、比較器５４の出力が“０”を′ｍ続
し、４℃以上に上昇すると、再び比較器５４の出力が“
１”となり、圧縮機３１．冷却ファン３５が再び作動す
る。

このように、蒸発器吹出直後の空気温度に応じて圧縮機
３１の作動を断続することにより蒸発器１５のフロスト
が防止される。

一方、内気モードを選択した時には、内気モードスイッ
チ５９がオンするので、トランジスタ５２にベース電流
が流れトランジスタ５２がオンするので、抵抗４８が短
絡される。すると、Ａ点の電位は前記第１の設定電圧Ｖ
、より高い第２の設定電圧Ｖｚ　　（Ｖ＋　＜Ｖｚ　）
となる。その結果、蒸発器吹出空気温度が前記第１の設
定温度Ｔ、より低い第２の設定温度（例えば０℃）に低
下するまで、Ａ点の電位がＢ点の電位より高くなり、比
較器５４の出力が“１”を継続するので、圧縮機３１の
作動も継続される。そして、蒸発器吹出空気温度が上記
の第２の設定温度（例えばＯ’Ｃ）まで低下すると、比
較器５４の出力が１０″となり、圧縮機３１の作動が停
止される。そして、蒸発器吹出空気温度が１℃まで上昇
すると、再び比較器５４の出力が“１”となり、圧縮機
３１が作動する。

このよう囃、内気モード時には、第２の設定温度である
０℃と１℃の間で圧縮機３１の作動を断続しているので
、圧縮機３１の稼動率（稼動期間）が大となり、冷房能
力を向上できる。これと同時に、内気モード時には蒸発
器１５で冷却、除湿された空気を蒸発器１５に再循環し
て車室内へ吹出すので、車室内湿度が低下する。そのた
め、外気モード時の第１の設定温度（３℃と４℃）より
低い温度（０℃と１℃）で圧縮機３１の作動を断続して
も蒸発器１５のフロストが生じない。

上記の作動説明から理解されるように、本実施例では、
比較器５４が第１の制御手段を構成し、トランジスタ５
２が第２の制御手段を構成している。

第２図は上記した設定温度切替の作動を示すものである
。

なお、上述の実施例では、送風機１２の風量換言すれば
送風機スイッチ４４の投入位置と無関係に蒸発器吹出空
気温度の設定温度を低温側へ切替えるようにしているが
、大きな冷房能力を必要とする時には、送風機スイッチ
４４を高速（Ｈｉ）または中速（Ｍ２）位置に設定する
ので、この送風機高速モードまたは中速モードの時のみ
オンする送風機モードスイッチをスイッチ群５８の中に
直列に接続し、内気モードで、かつ送風機が高速または
中速モードの時だけに、第２図に図示した設定温度の低
温側への切替を行って、冷房能力を高めるようにしても
よい。

同様に、エアミックスダンパ２０．２１が最大冷房位置
（第１図の実線位置）に操作された時だけオンする最大
冷房スイッチを上記送風機高速モードスイッチの代りに
設け、内気モードで、かつ最大冷房設定時だけ、第２図
に図示した設定温度の低温側への切替を行うようにして
もよい。　また、エアミックスダンパ２０，２１の開度
を車室温、外気温および設定温度等に応じて自動制御す
る自動温度制御方式の自動車用空調装置においては、実
際の車室温と設定温度との差が所定値以上である条件と
、内気モードとが同時に満足された時だけ、第２図に図
示した設定温温度の低温側への切替を行うようにしても
よい。

上記の各変形例によれば、内気モードの中でも特に大き
な冷房能力を必要とする条件下のみで、設定温度の低温
側への切替を行っているから、第１図の実施例に比して
圧縮機３１の稼動率が減少し、省動力を図ることができ
る。

なお、温度センサ５７は蒸発器１５の冷却度合を検出す
ればよいから、蒸発器吹出空気温度の他に、蒸発器１５
のフィン表面温度とか配管表面温度等をネ食出してもよ
い。

また、外気モードから内気モードに切替えた直後には、
車室内空気の湿度が高くフロストが生じやすい場合もあ
るので、タイマ回路によって内気モード切替後、設定時
間（例えば５分間）経過してから設定温度の低温側への
切替えを行うようにしてもよい。

また、蒸発器１５のフロストが生じやすい条件例えば送
風機１２の風量が小さい時（速度が低速Ｌ０の時）には
、第２図において設定温度の低温側への切替えを、０℃
より高い温度の１℃に補正する等の制御を追加して、フ
ロストの防止を確実に行うようにしてもよい。

なお、第１図の実施例では、制御回路４６を個々の回路
素子の組合せにより構成する場合について述べたが、近
時自動車用空調装置では予め設定したプログラムに従っ
てディジクル的に演算処理を行うマイクロコンピュータ
を用いて電気制御を行うものも実施されているので、こ
のマイクロコンピュータにて制御回路４６を構成しても
よいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す全体構成図、第２
図は本発明装置の作動説明図である。 ２・・・通風路、３・・・外気吸入口、４，５・・・内
気吸入口、６，７，８．・・・吹出口、９・・・内外気
切替箱。 １２・・・送風機、１５・・・蒸発器、３１・・・圧縮
機、４６・・・制御回路、５２・・・トランジスタ（第
２の制御手段）、５４・・・比較器（第１の制御手段）
、５７・・・温度センサ、５９・・・内気モードスイッ
チ（内気モード検出手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）一端側に空気吸入口を有し、他端側に車室内への
   吹出口を有する通風路と、 （ｂ）この通風路の空気吸入口に設けられ、車室内空気
   と車室外空気を切替え導入する内外気切替箱と、 （ｃ）前記通風路に設けられ空気を送風する送風機と、 （ｄ）前記通風路に設けられ、前記送風機の送風空気を
   冷却する蒸発器と、 （ｅ）この蒸発器を含む冷凍サイクルに冷媒を循環させ
   る圧縮機と、 （ｆ）前記蒸発器の冷却度合を検出する温度センサと、 （ｇ）この温度センサの検出信号が入力され、この温度
   センサの検出信号と第１の設定温度とを比較して前記圧
   縮機の作動を断続する第１の制御手段と、 （ｈ）前記内外気切替箱が車室内空気を導入する内気モ
   ードの状態にあることを検出する内気モード検出手段と
   、 （ｉ）この内気モード検出手段の検出信号が入力され、
   内気モード時には前記第１の制御手段における第１の設
   定温度をこの第１の設定温度より所定温度低い第２の設
   定温度に切替える第２の制御手段とを備える自動車用空
   調装置。