JP3480141B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内に吹き出さ
れる空気を冷却することによって、車室内を除湿する車
両用空気調和装置に関し、特にエバポレータで冷却され
た空気をヒータコアで再加熱するリヒート式の除湿運転
を行う空気調和装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、バス車両では、窓ガラス越しに
車外の景観を楽しむニーズが高い。このため、窓ガラス
の曇りを防ぐ必要がある。窓ガラスの曇りを防ぐ手段と
しては、車室外の空気（外気）を車室内に取り入れて車
室内の湿度を下げる換気除湿と、冷凍サイクルを作動さ
せてエバポレータを通過した湿度の低い空気を車室内に
吹き出すことで車室内の湿度を下げる強制除湿とがあ
る。なお、冬季などに除湿を行う場合は、エバポレータ
の下流に配置したヒータコアを作動させて、エバポレー
タによって冷却された空気を再加熱して車室内へ導くリ
ヒート除湿が一般に行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】窓ガラスの曇りは、外
気と車室内温度との温度差と、車室内の湿度との関係に
よって発生する。このため、換気除湿によって窓ガラス
の曇りを防ぐには、外気温度が特に低い場合や、外気が
雨、雪等によって湿度が高い場合、あるいは乗員数が多
くて乗員の発生する湿度によって車室内の湿度が上昇す
る場合では、窓ガラスの曇りを防げない場合がある。

【０００４】具体的な一例を示すと、大型バス車両で、
乗員５０名、１００ｋｍ／ｈ走行で換気除湿を行うと、
外が雨や雪などの高湿度時では、外気温度が７〜８℃が
防曇限界となる。

【０００５】これに対して、リヒート除湿は、車室内の
湿度を強制的に下げることができるため、窓ガラスの曇
りを防ぐ効果が大きい。しかし、外気温度が低い場合で
は、エバポレータが着霜して除湿能力が低下したり、フ
ロスト防止機能が作動してエバポレータによる除湿が中
断するなどの不具合が生じる。

【０００６】具体的な一例を示すと、大型バス車両で、
乗員５０名、１００ｋｍ／ｈ走行でリヒート除湿を行う
と、外気導入モードで外気温度が１０〜１５℃に低下す
ると、エバポレータが着霜し、エバポレータによる除湿
が中断する。なお、内気循環モードでは外気温度が５℃
程まで冷凍サイクルの運転は可能であるが、換気による
除湿効果がないため、窓ガラスに曇りが発生してしま
う。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、外気温度が低い場合でもエバポレ
ータの着霜を抑えて窓ガラスの曇りの発生を防ぐことの
できる車両用空気調和装置の提供にある。

【０００８】

〔請求項１の手段〕

車両用空気調和装置は、低圧冷媒を蒸発させて空気を冷
却するエバポレータを備える。そして、前記エバポレー
タは、空気流の上流側において空気と冷媒との熱交換を
行う上流熱交換部と、空気流の下流側において空気と冷
媒との熱交換を行う下流熱交換部とを備え、低温低圧の
冷媒を前記下流熱交換部から前記上流熱交換部へ向けて
流すもので、内部にエンジン冷却水を流す除霜用温水通
路が前記上流熱交換部と前記下流熱交換部との間に配置
される。

【０００９】〔請求項１の作用および効果〕除霜用温水
通路にエンジン冷却水を流すことによって、冷凍サイク
ルを作動させた状態で、エバポレータの着霜を防ぐこと
ができる。あるいは、冷凍サイクルを作動させた状態
で、エバポレータに着霜していたフロストを溶かすこと
ができる。このため、従来であればエバポレータが着霜
する外気温度に低下しても、冷凍サイクルを作動でき、
結果的に従来よりも低い外気温度となっても車室内を除
湿運転できる。つまり、冷凍サイクルによる除湿運転範
囲を拡大できる。

【００１０】

【００１１】 また、エバポレータは、冷媒の流れ方向
が、空気の流れ方向に対する対向流で（低温低圧の冷媒
が下流熱交換部から上流熱交換部へ流れる）、エバポレ
ータの風上端はスーパヒート領域に入っており、ドレン
水は発生しにくい。しかるに、エバポレータの風下端側
ほど冷媒の温度が低く、結果的にドレン水がエバポレー
タの中央部分で発生する。つまり、エバポレータの中央
部分が最も着霜し易い。

【００１２】除霜用温水通路が、上流熱交換部と下流熱
交換部との間に配置される構造を採用する。このため、
除霜用温水通路にエンジン冷却水を流すと、除霜用温水
通路の熱が、最も着霜し易いエバポレータの中央部を加
熱するとともに、加熱された空気が下流熱交換部に導か
れる。この結果、除霜用温水通路に導かれたエンジン冷
却水が、効率良く霜を溶かし、素早く除霜を行うことが
できる。

【００１３】〔請求項２の手段〕請求項１ の車両用空気調和装置は、前記冷凍サイクルの
低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段と、前記エバポレ
ータの温度を検出する温度検出手段と、前記低圧圧力検
出手段の検出する低圧圧力が設定圧力よりも低く、かつ
前記温度検出手段の検出する温度が設定温度よりも低い
場合に、所定時間だけ前記除霜用温水通路にエンジン冷
却水を流す制御手段とを備えることを特徴とする。

【００１４】〔請求項２の作用および効果〕 冷凍サイクルの低圧圧力が設定圧力よりも低下し、さら
にエバポレータの温度が設定温度よりも低下すると、制
御手段が除霜用温水通路にエンジン冷却水を所定時間だ
け流す。この結果、エバポレータの温度がエンジン冷却
水によって上昇し、エバポレータの着霜が防がれる。あ
るいはエバポレータに着霜したフロストが溶かされる。
このエバポレータの着霜防止、あるいは着霜したフロス
トの除去は、冷凍サイクルを作動させたまま行うことが
できるため、従来に比較して除霜運転範囲を拡大でき
る。

【００１５】〔請求項３の手段〕請求項１または請求項２ の車両用空気調和装置は、前記
冷凍サイクルの低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段
と、前記エバポレータの温度を検出する温度検出手段
と、前記低圧圧力検出手段の検出する低圧圧力が設定圧
力よりも低く、かつ前記温度検出手段の検出する温度が
設定温度よりも低い場合に、前記低圧圧力検出手段の検
出する低圧圧力が設定圧力に達するまで、前記除霜用温
水通路にエンジン冷却水を流す制御手段とを備えること
を特徴とする。

【００１６】〔請求項３の作用および効果〕 冷凍サイクルの低圧圧力が設定圧力よりも低下し、さら
にエバポレータの温度が設定温度よりも低下すると、低
圧圧力検出手段の検出する低圧圧力が設定圧力に達する
まで、制御手段が除霜用温水通路にエンジン冷却水を流
す。この結果、エバポレータの温度がエンジン冷却水に
よって上昇し、エバポレータの着霜が防がれる。あるい
はエバポレータに着霜したフロストが溶かされる。この
エバポレータの着霜防止、あるいは着霜したフロストの
除去は、冷凍サイクルを作動させたまま行うことができ
るため、従来に比較して除霜運転範囲を拡大できる。

【００１７】〔請求項４の手段〕請求項２ または請求項３の車両用空気調和装置におい
て、前記低圧圧力検出手段は、前記冷凍サイクルの低圧
圧力を連続的に検出可能な低圧圧力検出センサであるこ
とを特徴とする。

【００１８】〔請求項５の手段〕請求項２ または請求項３の車両用空気調和装置におい
て、前記低圧圧力検出手段は、前記冷凍サイクルの低圧
圧力によってオン、オフする低圧圧力スイッチであるこ
とを特徴とする。

【００１９】〔請求項６の手段〕 請求項１ないし請求項５のいずれかの車両用空気調和装
置において、前記除霜用温水通路にエンジン冷却水を流
す際、車室外の温度が所定温度よりも高い場合、車室外
空気のみが前記エバポレータを介して車室内に供給さ
れ、車室外の温度が所定温度よりも低い場合、車室外空
気と車室内空気とが同時に前記エバポレータを介して車
室内に供給されることを特徴とする。

【００２０】〔請求項６の作用および効果〕 除霜用温水通路にエンジン冷却水を流す除霜運転時に、
車室外の温度が所定温度よりも高い場合は、車室外の比
較的湿度の低い空気を車室内へ導いて、除霜中において
も車室内の湿度の上昇を抑える。除霜用温水通路にエン
ジン冷却水を流す除霜運転時に、車室外の温度が所定温
度よりも低い場合は、温度の低い車室外空気のみがエバ
ポレータに流れると、除霜時間が長くなり、除湿能力が
低い時間が長くなる不具合があるが、比較的温度の高い
車室内の空気もエバポレータに流すことによって、除霜
時間を短くでき、除湿能力が低下する時間を少なくする
ことができる。なお、除霜運転時に温度の高い車室内空
気のみをエバポレータに流すと、除霜時間は短くできる
が、車室内の湿度が急速に上昇し、窓ガラスが曇ってし
まう。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の車両用空気調和装
置を、図に示す実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図１０は本発明を採用
した第１実施例を示すもので、図１はバス車両に搭載さ
れる空気調和装置の概略図である。

【００２４】本実施例の車両用空気調和装置１は、除湿
運転時にリヒート運転を行うもので、クーリングユニッ
ト２とコンデンシングユニット３とを、車両走行用エン
ジン４（本発明のエンジンに相当する）とは別に設けら
れたサブエンジン５とともに一体化したもので、客席の
床下に収納されるものである。

【００２５】クーリングユニット２は、車室内へ向けて
空気を送るためのダクト１１、このダクト１１の上流端
に設けられた内外気切替手段１２、ダクト１１の内部に
設けられたエバポレータ１３およびヒータコア１４、ダ
クト１１の下流端に設けられたブロワ１５から構成され
ている。

【００２６】内外気切替手段１２は、上述のようにダク
ト１１の上流端に設けられたもので、車室内の空気（内
気）をダクト１１内に導く内気導入口１６、外気をダク
ト１１内に導く外気導入口１７を備える。また、内外気
切替手段１２は、内気導入口１６を開閉する２つの内気
開閉ダンパ１８を備えるとともに、外気導入口１７を開
閉する外気開閉ダンパ１９を備える。

【００２７】なお、２つの内気開閉ダンパ１８は、それ
ぞれ独立して作動可能に設けられたもので、両方の内気
開閉ダンパ１８を開き内気導入口１６を全開にする状
態、一方の内気開閉ダンパ１８を開き他方の内気開閉ダ
ンパ１８を閉じて内気導入口１６を半開にする状態、両
方の内気開閉ダンパ１８を閉じて内気導入口１６を全閉
にする状態に設定可能なものである。また、外気開閉ダ
ンパ１９は、開口度が調節可能に設けられたもので、外
気導入口１７を全開にする状態、外気導入口１７を半開
にする状態、外気導入口１７を全閉にする状態に設定可
能なものである。

【００２８】具体的には、外気導入口１７を全開にし、
内気導入口１６をわずかに開いて外気の導入割合を７０
％としたＦＲＥモードと、外気導入口１７を全開にし、
内気導入口１６を半開にして外気の導入割合を４５％と
したＭｅモードと、外気導入口１７を半開にし、内気導
入口１６も半開にして外気の導入割合を２０％としたＬ
ｏモードと、外気導入口１７を全閉にし、内気導入口１
６を全開にして内気のみをダクト１１内に導くＲＥＣモ
ードと、の４つのモードが設定可能なもので、これらの
モードの選択は、後述する制御手段７０によって、除湿
運転時あるいは除霜運転時に、外気温度に基づいて、次
の表１のように制御される。

【００２９】

【表１】 なお、外気温度が−１０℃以下の場合は、サブエンジン
５を停止し、ＦＲＥモードで換気除湿を行う。

【００３０】エバポレータ１３は、内部に供給される低
温低圧の霧状冷媒とダクト１１内を通過する空気とを熱
交換して、ダクト１１内を通過する空気を冷却、除湿す
る冷凍サイクル２１の構成部品で、このエバポレータ１
３はダクト１１内の全面に亘って配置されてダクト１１
内を通過する全ての空気を冷却可能に設けられている。

【００３１】エバポレータ１３は、図２ないし図４に示
されるもので、内部に車両走行用エンジン４のエンジン
冷却水（以下、温水）を流す除霜用温水通路２０を備え
る。エバポレータ１３は、空気の流れ方向の上流側にお
いて空気と冷媒との熱交換を行う丸チューブ状の上流熱
交換部１３ａと、空気の流れ方向の下流側において空気
と冷媒との熱交換を行う丸チューブ状の下流熱交換部１
３ｂとを備えたチューブアンドフィンタイプの熱交換器
で、エバポレータ１３内を流れる低温、低圧の冷媒は、
空気の流れに対向して、下流熱交換部１３ｂから上流熱
交換部１３ａへ向かって流れる。具体的には、図２の
ａ、ｂ、ｃ、ｄに示すように、エバポレータ１３に供給
された冷媒は、風下端から、風上端に向かって流れる。

【００３２】このように、エバポレータ１３に供給され
た冷媒は、風下端から風上端に向かって流れるため、冷
媒と空気との熱交換が行われて、冷媒の温度は、風下端
のａから風上端のｄに向けて温度が上昇する。そして、
上流端ｄでは、一般に、冷媒はスーパヒート（加熱度）
領域に入る。

【００３３】ここで、エバポレータ１３の各部の温度分
布を図５に示す。なお、この温度分布は、内気導入口１
６と外気導入口１７とを開き、エバポレータ１３の上段
へ温度２５℃、湿度５０％の内気を導き、エバポレータ
１３の下段へ温度−５℃、湿度９０％の外気を導いた例
である。なお、エバポレータ１３の中段には、温度１２
℃、湿度６０％の空気が導かれる。

【００３４】このように、内気と外気とが、別れてエバ
ポレータ１３を通過するのは、エバポレータ１３の上流
側のダクト１１内に、外気が吹き上がるのを防ぐガイド
１１ａが設けられているため、内気のほとんどが上段か
ら下段を通過し、外気のほとんどが中段から下段を通過
することとなり、上述の分布の空気がエバポレータ１３
を通過する。なお、ガイド１１ａがなくても、外気開閉
ダンパ１９によって、外気のほとんどが中段から下段を
通過することとなる。

【００３５】エバポレータ１３のチューブ内に侵入した
冷媒は、上述のように、風下端のａから風上端のｄに向
けて温度が上昇する。そこで、それぞれの空気温度、湿
度の露点温度に対し、冷媒が流れチューブの表面温度が
低くなる場所から、凝縮水が発生する。その場所は、上
段、中段がエバポレータ１３の中央付近となる。この凝
縮水が発生するラインが、図５の上段結露ライン、下段
結露ラインである。

【００３６】上段および下段で発生した凝縮水は、重力
により、エバポレータ１３の下段へ流れ落ちる。エバポ
レータ１３の下段は０℃以下の氷点下であるため、凝縮
水は凍結する。この凝縮水が凍結するラインが、図５の
氷点下ラインである。このように、凝縮水が凍結する氷
点下ラインは、エバポレータ１３の中段以下となる。こ
のように、凝縮水は、中央付近で発生し易いため、この
中央付近で着霜しやすく、特に凝縮水が落下する中段以
下の中央付近に最も着霜しやすい。

【００３７】一方、エバポレータ１３には、エバポレー
タ１３で発生した霜を効率良く溶かして除霜時間を短縮
するために、上述の除霜用温水通路２０は、上流熱交換
部１３ａと下流熱交換部１３ｂとの間、つまりエバポレ
ータ１３の中央を流れるように配置されている。また、
除霜用温水通路２０への温水の供給配分は、図２に示す
ように、中段より下側に温水流量が多くなるように設け
られている。つまり、下側の温水通路の長さを短くして
下側の通水抵抗を少なくし、逆に、上側の温水通路を長
くして下側の通水抵抗を大きくして、着霜部分に効率良
く温水が供給されるように調節されて、エバポレータ１
３の下側で発生した霜を短時間で溶かすように設けられ
ている。

【００３８】エバポレータ１３の下部、およびヒータコ
ア１４の下部には、図６に示すように、１つあるいは複
数のドレンパン１１ｂが配置されている。ドレンパン１
１ｂに凝縮水が供給された場合、外気温度が例えば０℃
以下だと、凝縮水がドレンパン１１ｂ内で凍結し、ドレ
ンパン１１ｂからの凝縮水の排出が不能となる不具合が
生じる。そこで、本実施例では、図７に示すように、ド
レンパン１１ｂ内には、通電によって発熱するコード状
のドレンパンヒータ３０が配置されている。このドレン
パンヒータ３０は、後述する制御手段７０によって、通
電制御される。

【００３９】冷凍サイクル２１は、図１に示すように、
エバポレータ１３の他に、サブエンジン５によって駆動
されて冷媒の吸引、吐出を行うコンプレッサ２２、この
コンプレッサ２２の吐出する高温高圧のガス冷媒を凝縮
するコンデンサ２３、このコンデンサ２３で液化した冷
媒を気液分離するレシーバ２４、高温高圧の液相冷媒を
断熱膨張して低温低圧の霧状冷媒にする減圧装置２５、
およびこれらを接続する冷媒配管２６から構成される。
なお、本実施例の冷凍サイクル２１は、レシーバ２４で
気液分離された液相冷媒を更に外気と熱交換して過冷却
度を付与するスーパークーラ２７を備える。

【００４０】ヒータコア１４は、エバポレータ１３の下
流においてダクト１１内を通過する空気をエンジン冷却
水（温水）と熱交換して加熱可能なもので、ダクト１１
内の全面に亘って配置され、エバポレータ１３を通過し
た全ての空気を加熱するように設けられている。ヒータ
コア１４は、熱源として車両走行用エンジン４の排熱を
放出するためのエンジン冷却水を利用したものである。
このエンジン冷却水は、車両走行用エンジン４の温度を
所定の温度範囲に維持するためのラジエータ回路（図示
しない）と、ヒータコア１４を有する空調用温水回路４
１とを備える。

【００４１】この空調用温水回路４１は、ヒータコア１
４の他に、温水を圧送する冷却水ポンプ４２、ヒータコ
ア１４に供給される温水の温度が設定温度以下の場合に
温水を加熱する燃焼式の予熱機４３を備え、冷却水配管
４４によって接続されている。また、空調用温水回路４
１は、車両のフロントガラスに吹き出される空気を加熱
するためのデフロスタコア４５を備える。このデフロス
タコア４５は、予熱機４３およびヒータコア１４と並列
に設けられたものである。

【００４２】予熱機４３の上流には暖房用電磁弁４６が
設けられている。この暖房用電磁弁４６はヒータコア１
４を作動させる際に開弁するように設けられている。ま
た、デフロスタコア４５の上流にはデフロスタ用電磁弁
４７が設けられている。このデフロスタ用電磁弁４７
は、ヒータコア１４を作動させる際に開弁するように設
けられている。なお、図中の符号４８は、手動操作によ
って開閉するストップバルブである。

【００４３】また、空調用温水回路４１は、車両走行用
エンジン４の冷却水を、ヒータコア１４とは並列に除霜
用温水通路２０へ流すための冷却水配管４４を備える。
この除霜用温水通路２０に温水を導くための冷却水配管
４４には、この冷却水配管４４を開閉する除霜用電磁弁
４９が設けられている。

【００４４】ブロワ１５は、サブエンジン５によって駆
動される遠心式ファンで、内外気切替手段１２で選択さ
れた外気あるいは内気を吸引し、ダクト１１内を通過し
た空気を車室内へ向けて吹き出させるものである。サブ
エンジン５からブロワ１５へ駆動力を伝える伝達路に
は、回転動力の断続を行うマグネットクラッチ５１、お
よび電動モータ５２が設けられ、マグネットクラッチ５
１によってサブエンジン５と遮断された状態で電動モー
タ５２を作動させて、ブロワ１５を回転駆動可能に設け
られている。

【００４５】コンデンシングユニット３は、外気流が強
制的に流れるシュラウドケース６１、このシュラウドケ
ース６１内に配置され、外気と強制的に熱交換されるス
ーパークーラ２７、コンデンサ２３およびラジエータ６
２、シュラウドケース６１の下流端に配置された冷却フ
ァン６３から構成されている。

【００４６】スーパークーラ２７およびコンデンサ２３
は、上述した冷凍サイクル２１の構成部品で、スーパー
クーラ２７は外気と強制的に熱交換されることでスーパ
ークーラ２７内を流れる液相冷媒に過冷却度を与え、ラ
ジエータ６２は外気と強制的に熱交換されることでコン
デンサ２３内を流れるガス冷媒を液化凝縮するものであ
る。

【００４７】ラジエータ６２は、サブエンジン５の温度
を所定の温度範囲に維持するための温水の放熱手段であ
る。冷却ファン６３は、サブエンジン５によって駆動さ
れる軸流ファンで、サブエンジン５の運転により、外気
をシュラウドケース６１内に吸引してスーパークーラ２
７、コンデンサ２３およびラジエータ６２を強制的に冷
却させるものである。

【００４８】車両用空気調和装置１の各電気機能部品
は、マイクロコンピュータを使用した制御手段７０によ
って通電制御される。除霜用電磁弁４９は、図８に示す
ように、リレースイッチ７１ａをONすることにより通電
されて開弁する。このリレースイッチ７１ａは、リレー
コイル７１ｂが通電されることによりONする。このリレ
ーコイル７１ｂは、制御手段７０によって通電制御され
る。また、上述のドレンパンヒータ３０は、リレースイ
ッチ７２ａをONすることにより通電されて発熱する。こ
のリレースイッチ７２ａは、リレーコイル７２ｂが通電
されることによりONする。このリレーコイル７２ｂは、
制御手段７０によって通電制御される。

【００４９】先に、制御手段７０によるドレンパンヒー
タ３０の通電制御について説明する。制御手段７０は、
図８に示すように、外気の温度を検出する外気温度セン
サ７５を備える。そして、図９に示すように、外気温度
が０℃以下の場合にリレーコイル７２ｂを通電してドレ
ンパンヒータ３０に電流を流し、外気温度が２℃以上の
場合にリレーコイル７２ｂの通電が停止してドレンパン
ヒータ３０への電流の供給を停止する。この結果、ドレ
ンパン１１ｂ内で凝縮水が凍結する不具合が生じず、凝
縮水が確実に排出される。

【００５０】次に、制御手段７０による除霜用電磁弁４
９の通電制御について説明する。制御手段７０は、エバ
ポレータ１３が着霜した場合、あるいは着霜する可能性
が高い場合に、リレーコイル７１ｂをONして、除霜用電
磁弁４９を開弁するように設けられている。制御手段７
０は、エバポレータ１３の着霜を検出する手段として、
冷媒配管２６の低圧圧力側（コンプレッサ２２の吸入
側）の圧力を連続的に検出可能な低圧圧力検出センサ７
３と、エバポレータ１３の空気流の下流側のフィンの温
度を検出する出口温度センサ７４とを備え、低圧圧力検
出センサ７３の検出する低圧圧力が設定圧力（例えば
１．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ）以下で、かつ出口温度センサ
７４の検出する温度が設定温度（例えば３℃）以下の場
合に、エバポレータ１３が着霜し始めたと判断して、所
定時間の経過後（例えば２５分間の経過後）、または低
圧圧力が設定圧力以下（例えば０．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ
以下）となった場合に、リレーコイル７２を所定時間
（例えば２分間）ONして、除霜用電磁弁４９を開弁す
る。

【００５１】制御手段７０による除霜運転の作動を、図
１０のフローチャートを用いて説明する。冷凍サイクル
２１が運転されると（スタート）、低圧圧力が１．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² Ｇ以下か否かの判断を行う（ステップＳ1
）。この判断結果がNOの場合は次の制御へ進む。判断
結果がYES の場合は、エバポレータ１３の下流のフィン
温度が３℃以下か否かの判断を行う（ステップＳ2 ）。
この判断結果がNOの場合は、低圧圧力が０．５ｋｇｆ／
ｃｍ² Ｇ以下か否かの判断を行う（ステップＳ3 ）。こ
の判断結果がNOの場合は次の制御へ進み、YES の場合は
低圧異常と判断する（ステップＳ4 ）。

【００５２】ステップＳ2 の判断結果がYES の場合は、
ステップＳ1 、Ｓ2 がともにYES となってから２５分が
経過したか否かの判断を行う（ステップＳ5 ）。この判
断結果がNOの場合は、低圧圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ²
Ｇ 以下か否かの判断を行う（ステップＳ6 ）。この判
断結果がNOの場合はステップＳ1 へ戻り、YES の場合は
エバポレータ１３の下流のフィン温度が０℃以下か否か
の判断を行う（ステップＳ7 ）。この判断結果がNOの場
合は低圧異常と判断する（ステップＳ8 ）。

【００５３】ステップＳ5 、Ｓ7 の判断結果がYES の場
合は、サブエンジン５の回転数を９００ｒｐｍ、マグネ
ットクラッチ５１をOFF 、電動モータ５２の回転モード
をLow にする（ステップＳ9 ）。除霜用電磁弁４９をON
する（ステップＳ10）。外気温度センサ７５によって検
出される外気温度に基づき、換気モードを選択、設定す
る（ステップＳ11）。具体的には、この除霜運転時、上
述の表１に示したように、外気温度が０℃以上の場合は
ＦＲＥモードに設定され、外気温度が０℃より低い場合
はＬｏモードに設定される。

【００５４】除霜用電磁弁４９をONしてから２分経過し
たか否かの判断を行う（ステップＳ12）。この判断結果
がNOの場合は、ステップＳ12へ戻り、YES の場合は低圧
圧力が１．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以上か否かの判断を行
う（ステップＳ13）。この判断結果がYES の場合は、除
霜用電磁弁４９をOFF する（ステップＳ14）。次に、通
常の制御に戻り（ステップＳ15）、その後、次の制御へ
進む。

【００５５】ステップＳ13の判断結果がNOの場合は、除
霜用電磁弁４９がONした後、８分が経過したか否かの判
断を行う（ステップＳ16）。この判断結果がNOの場合
は、ステップＳ13へ戻り、YES の場合はフロストホール
ド制御へ進む（ステップＳ17）。

【００５６】〔実施例の作動〕次に、冬季など、外気温
度が低い場合にバス車両の窓ガラスの曇りを防ぐ目的
で、除湿暖房を行う場合の作動を説明する。除湿暖房で
は、冷凍サイクル２１が作動してエバポレータ１３がダ
クト１１内を通過する空気を冷却、除湿した後、ヒータ
コア１４を通過する際に再加熱されて車室内に吹き出さ
れる。

【００５７】外気温度が低下すると、コンデンサ２３お
よびスーパークーラ２７を通過した冷媒の温度が低下す
る。すると、減圧装置２５で断熱膨張した後の低圧圧力
が低下するとともに、エバポレータ１３の温度も低下す
る。そして、外気温度の低下に伴い、低圧圧力が設定圧
力（例えば１．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ ）以下で、かつエ
バポレータ１３の下流のフィン温度が３℃以下になる
と、エバポレータ１３はフロストを始める。エバポレー
タ１３が完全に凍結するまでに、３０〜６０分程度必要
になるが、本実施例では２５分以上経過した場合に除霜
用電磁弁４９をONしてエバポレータ１３に２分間温水を
流し、エバポレータ１３のフロストを溶かす。その後、
低圧圧力が１．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以上であれば、除
霜用電磁弁４９をOFF して通常の除湿運転を行う。

【００５８】〔実施例の効果〕本実施例の車両用空気調
和装置１では、上記の作用で示したように、エバポレー
タ１３の着霜を検出すると、除霜用温水通路２０に温水
を流してフロストを除去しながら冷凍サイクル２１を作
動させることができる。このため、従来の防曇限界は、
外気温度が７〜８℃であったのに対し、外気温度を−５
℃まで防曇できる。つまり、従来に比較して、防曇可能
範囲を１２〜１３℃ほど改善できる。

【００５９】また、除霜運転を行う際に、従来であれ
ば、サブエンジン５を一時的に停止して、送風運転を行
って除霜する手段もあるが、サブエンジン５の起動、停
止の回数が増加し、振動や騒音によって乗員に不快感を
与えるとともに、各機能部品（特にサブエンジン５やコ
ンプレッサ２２）の耐久性や信頼性が劣化する。しかる
に、本実施例では除霜運転時であっても、冷凍サイクル
２１、サブエンジン５は運転しているため、サブエンジ
ン５の起動、停止の回数を抑えることができる。この結
果、乗員への不快感を抑えることができるとともに、各
機能部品の耐久性や信頼性を従来に比較して高めること
ができる。

【００６０】一方、本実施例では、リヒートによって強
制除湿を行う場合、表１で示したように、外気温度が−
５℃以上の場合は、Ｍｅモードとなる。外気温度が−５
℃以上の場合、リヒートによる冷凍サイクル２１の強制
除湿だけでは、窓ガラスの曇りを取ることができないた
め、湿度の低い多量の外気を強制的に車室内へ導くこと
によって、窓ガラスの曇りを完全に取ることができる。
また、表１で示したように、外気温度が−５℃より低い
場合は、ＲＥＣモードとなる。外気温度が−５℃より低
い場合、車室内に外気を入れると、温度が低すぎ、冷凍
サイクル２１の低圧圧力の低下が早く、着霜量も増え
る。この結果、除霜開始までの時間が短くなってしま
い、除霜回数が増えてしまう。そこで、内気のみをダク
ト１１内に導くことにより、除霜開始までの時間が長く
なり、長期に亘って除湿運転を行うことができる。

【００６１】また、除霜用電磁弁４９をONしてエバポレ
ータ１３に温水を流して除霜運転を行う場合、表１で示
したように、外気温度が０℃よりも低い場合は、Ｌｏモ
ードとなる。外気温度が０℃よりも低い場合、Ｌｏモー
ドよりも外気量が多いと、エバポレータ１３を通過する
空気温度が低すぎ、除霜終了までの時間が長くなり、除
湿能力の低下した除霜時間が長くなってしまう。逆に、
Ｌｏモードよりも外気量が少ないと、除霜時間は多少短
縮できるが、除湿能力の低下した除霜時に湿度の高い空
気が循環して窓が曇り易くなる。このため、外気温度が
０℃以上の場合は、Ｌｏモードが最適となる。また、表
１で示したように、外気温度が０℃以上の場合は、ＦＲ
Ｅモードとなる。外気温度が０℃以上の場合、外気のみ
でも除霜時間が短い。そして、外気を大量に車室内へ導
くことにより、除湿能力の低下した除霜運転時における
湿度の上昇を防ぎ、窓ガラスの曇りの発生を抑えること
ができる。

【００６２】〔第２実施例〕図１１ないし図１４に第２
実施例を示す。上記の第１実施例では、冷凍サイクル２
１の低圧圧力を連続的に検出可能な低圧圧力検出センサ
７３を用いて除霜運転の制御を行った例を示したが、本
実施例では、冷凍サイクル２１の低圧圧力によってオ
ン、オフする低圧圧力検出スイッチ７３ａを用いて除湿
運転の制御を行うものである。

【００６３】低圧圧力検出スイッチ７３ａは、所定圧力
に低下した際にオンし、その所定圧力よりも少し高い圧
力に上昇するとオフするヒステリシスを有する。本実施
例で用いる低圧圧力検出スイッチ７３ａは、図１２に示
すように、低圧圧力が１．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ （第１
実施例の設定圧力と同じ）に低下した際にオンし、２．
１ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ に上昇するとオフするものを用い
たものを例に示す。

【００６４】制御手段７０は、図１３に示すように、第
１実施例の図１０のステップＳ13のみが異なるもので、
本実施例ではステップＳ13に代わって、ステップＳ13b
を実行するものである。このステップＳ13b は、低圧圧
力が２．１ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以上に達したか否か（低圧
圧力検出スイッチ７３ａがOFF したか否か）を判断する
もので、この判断結果がNOの場合は、ステップＳ16へ進
み、判断結果がYESの場合はステップＳ14へ進むもので
ある。なお、本実施例のステップＳ1 は、低圧圧力検出
スイッチ７３ａがONしたか否かで、低圧圧力が１．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以下に低下したか否かを判断するもの
である。

【００６５】（第２実施例の作動）図１４のタイムチャ
ートに、低圧圧力検出センサ７３を用いて除霜運転の制
御を行った場合（実線に示すもので、第１実施例）と、
低圧圧力検出スイッチ７３ａを用いて除霜運転の制御を
行った場合（破線に示すもので、第２実施例）との違い
を示す。なお、この例は、外気温度が−５℃、車速１０
０ｋｍ／ｈ、乗員５０名が乗車した状態のものである。
また、図中の実線Ｇは、外気のみを車室内に導入する換
気除湿による車室内湿度を示す。

【００６６】除霜が開始されるのは、第１実施例と第２
実施例とは同じで、同時期（起動後の２５分後）に除霜
運転が開始される。除霜運転が開始されると、エバポレ
ータ１３に温水が流れるため、除湿能力が低下し、車室
内の湿度が徐々に上昇する。ここで、低圧圧力検出セン
サ７３を用いてた第１実施例の場合は、除霜の終了圧力
が１．５ｋｇｆ／ｃｍであるため、外気温度が−５℃で
あっても窓ガラスの曇りは発生しない。低圧圧力検出ス
イッチ７３ａを用いてた第２実施例の場合は、除霜の終
了圧力がスイッチのヒステリシスによって２．１ｋｇｆ
／ｃｍ² Ｇ であるため、除霜時間が長くなり、除霜運
転の終了間際で窓ガラスに曇りが発生する。しかし、従
来の換気除湿に比較して、窓ガラスの曇りは大幅に抑え
られ、従来に比較して格段の効果がある。

【００６７】〔第３実施例〕図１５ないし図１８に第３
実施例を示す。上記の第２実施例では、低圧圧力検出ス
イッチ７３ａのオンとオフを用いて除湿運転の制御を行
う例を示したが、この第３実施例では、冷凍サイクル２
１の低圧異常を検出する低圧圧力検出スイッチ７３ａの
信号によって除湿運転の制御を行うものである。この実
施例の低圧圧力検出スイッチ７３ａは、冷凍サイクル２
１の低圧圧力が０．７ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以下に低下し
た際にONする例を示す。

【００６８】制御手段７０は、図１５のフローチャート
に示されるもので、冷凍サイクル２１が運転されると
（スタート）、低圧圧力検出スイッチ７３ａがONしたか
否かで、低圧圧力が０．７ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ 以下に低
下したか否かを判断する（ステップＳ1c）。この判断結
果がNOの場合は次の制御へ進む。判断結果がYES の場合
は、エバポレータ１３の下流のフィン温度が０℃以下か
否かの判断を行う（ステップＳ2c）。この判断結果がNO
の場合は、ステップＳ8 へ進み、低圧異常と判断する。

【００６９】ステップＳ2cの判断結果がYES の場合は、
ステップＳ9 、Ｓ10、Ｓ11（第１実施例参照）を実行し
た後、除霜用電磁弁４９をONしてから４分経過したか否
かの判断を行う（ステップＳ12c ）。この判断結果がNO
の場合は、ステップＳ12c へ戻り、YES の場合はステッ
プＳ14へ進んで除霜運転を終了する。

【００７０】（第３実施例の作動）この第３実施例の作
動を図１６ないし図１８を用いて説明する。なお、内気
温度が２５℃、サブエンジン５の回転速度が９００ｒｐ
ｍでコンプレッサ２２が１／３容量、内気導入量が５５
０ｍ³ ／ｈ、外気導入量が４５０ｍ³ ／ｈの条件の場合
である（表１のＭｅモード）。

【００７１】図１６は、外気温度とエバポレータ１３の
着霜による風量低下との関係を示すタイムチャートで、
除霜開始の圧力を０．７ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ に設定した
場合、外気温度が０℃と、−５℃とでは、風量の低下率
が異なり、外気温度が０℃の場合、５０分後に０．７ｋ
ｇｆ／ｃｍ² Ｇ に低下し、外気温度が−５℃の場合、
２５分後に０．７ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ に低下する。

【００７２】つまり、外気温度が０℃の場合、車室内の
湿度は、図１７の破線に示すように（実線は低圧圧力検
出センサ７３を用いた第１実施例の例）、５０分間除湿
運転、４分間除霜運転を行うサイクルを繰り返す。この
場合でも、第２実施例同様、除霜運転の終了間際で窓ガ
ラスに曇りが発生するが、従来の換気除湿（図中実線
Ｇ）に比較して、窓ガラスの曇りは大幅に抑えられ、従
来に比較して格段の効果がある。

【００７３】また、外気温度が−５℃の場合、車室内の
湿度は、図１８の破線に示すように、２５分間除湿運
転、４分間除霜運転を行うサイクルを繰り返す。この場
合でも、除霜運転の終了間際で窓ガラスに曇りが発生す
るが、上述のように従来の換気除湿（図中実線Ｇ）に比
較して、窓ガラスの曇りは大幅に抑えられ、従来に比較
して格段の効果がある。

【００７４】〔第４実施例〕図１９は第４実施例を示す
もので、エバポレータにおける除霜用温水通路の斜視図
である。上記の実施例では、エバポレータ１３にエンジ
ン冷却水（温水）を流す除霜用温水通路２０は、中段よ
り下側に温水流量が多くなるように温水通路を並列接続
して設けた例を示したが、本実施例の除霜用温水通路２
０は、一筋の温水通路によって、上流熱交換部１３ａと
下流熱交換部１３ｂとの間を蛇行する状態で配置された
ものである。

【００７５】

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】〔変形例〕上記の実施例では、本発明をバ
ス車両の空気調和装置に適用した例を示したが、他の車
両（乗用車、トラック車両など）に搭載される空気調和
装置に適用しても良い。もちろん、サブエンジンを搭載
しない車両の空気調和装置への適用が可能なものであ
る。

【００８０】上記の実施例では、ヒータコアと共通の冷
却水配管に除霜用温水通路２０を接続した例を示した
が、ヒータコアとは独立して温水を除霜用温水通路２０
に導くことができるように設けても良い。このように設
けることにより、ヒータコアを作動させない場合の除湿
運転時（クーラー運転時）に外気温度が低下しても、除
湿運転（クーラー運転）時間を拡大できる。もちろん、
ヒータコアを搭載しない空気調和装置にも適用可能なも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】バス車両に搭載される空気調和装置の概略図で
ある（第１実施例）。

【図２】エバポレータの側面図である（第１実施例）。

【図３】エバポレータの部分正面図である（第１実施
例）。

【図４】エバポレータの部分上視図である（第１実施
例）。

【図５】エバポレータの温度分布を説明するグラフであ
る（第１実施例）。

【図６】ドレンパンを示す空気調和装置の要部概略図で
ある（第１実施例）。

【図７】ドレンパンヒータの配置状態を示す説明図であ
る（第１実施例）。

【図８】制御手段の要部電気回路図である（第１実施
例）。

【図９】ドレンパンヒータの作動を示すグラフである
（第１実施例）。

【図１０】除霜制御を示すフローチャートである（第１
実施例）。

【図１１】バス車両に搭載される空気調和装置の概略図
である（第２実施例）。

【図１２】低圧圧力検出スイッチのオン、オフのヒステ
リシスを示すグラフである（第２実施例）。

【図１３】除霜制御を示すフローチャートである（第２
実施例）。

【図１４】作動を説明するタイムチャートである（第２
実施例）。

【図１５】除霜制御を示すフローチャートである（第３
実施例）。

【図１６】外気温度変化による風量低下率を説明するタ
イムチャートである（第３実施例）。

【図１７】外気温度が０℃の場合の作動を説明するタイ
ムチャートである（第３実施例）。

【図１８】外気温度が−５℃の場合の作動を説明するタ
イムチャートである（第３実施例）。

【図１９】エバポレータにおける除霜用温水通路の斜視
図である（第４実施例）。

【符号の説明】

１ 車両用空気調和装置 ４ 車両走行用エンジン １３ エバポレータ １３ａ 上流熱交換部 １３ｂ 下流熱交換部 ２０ 除霜用温水通路 ２１ 冷凍サイクル ２２ コンプレッサ ４９ 除霜用電磁弁 ７０ 制御手段 ７３ 低圧圧力検出センサ ７３ａ 低圧圧力検出スイッチ ７４ 出口温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 悦次 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−114016（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174342（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−37522（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−6387（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 - 3/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバ
   ポレータを備える冷凍サイクルを具備する車両用空気調
   和装置において、前記エバポレータは、空気流の上流側において空気と冷
   媒との熱交換を行う上流熱交換部と、空気流の下流側に
   おいて空気と冷媒との熱交換を行う下流熱交換部とを備
   え、低温低圧の冷媒を前記下流熱交換部から前記上流熱
   交換部へ向けて流すもので、 内部にエンジン冷却水を流す除霜用温水通路が前記上流
   熱交換部と前記下流熱交換部との間に配置された ことを
   特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１の車両用空気調和装置は、 前記冷凍サイクルの低圧圧力を検出する低圧圧力検出手
   段と、 前記エバポレータの温度を検出する温度検出手段と、 前記低圧圧力検出手段の検出する低圧圧力が設定圧力よ
   りも低く、かつ前記温度検出手段の検出する温度が設定
   温度よりも低い場合に、所定時間だけ前記除霜用温水通
   路にエンジン冷却水を流す制御手段とを備えることを特
   徴とする車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２の車両用空気調和
   装置は、前記冷凍サイクルの低圧圧力を検出する低圧圧
   力検出手段と、 前記エバポレータの温度を検出する温度検出手段と、 前記低圧圧力検出手段の検出する低圧圧力が設定圧力よ
   りも低く、かつ前記温度検出手段の検出する温度が設定
   温度よりも低い場合に、前記低圧圧力検出手段の検出す
   る低圧圧力が設定圧力に達するまで、前記除霜用温水通
   路にエンジン冷却水を流す制御手段とを備えることを特
   徴とする車両用空気調和装置。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３の車両用空気調和
   装置において、 前記低圧圧力検出手段は、 前記冷凍サイクルの低圧圧力を連続的に検出可能な低圧
   圧力検出センサであることを特徴とする車両用空気調和
   装置。
5. 【請求項５】請求項２または請求項３の車両用空気調和
   装置において、 前記低圧圧力検出手段は、 前記冷凍サイクルの低圧圧力によってオン、オフする低
   圧圧力スイッチであることを特徴とする車両用空気調和
   装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの車両
   用空気調和装置において、 前記除霜用温水通路にエンジン冷却水を流す際、車室外
   の温度が所定温度よりも高い場合、車室外空気のみが前
   記エバポレータを介して車室内に供給され、 車室外の温度が所定温度よりも低い場合、車室外空気と
   車室内空気とが同時に前記エバポレータを介して車室内
   に供給されることを特徴とする車両用空気調和装置。