JPH0729538B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用空気調和装置に係り、特に窓ガラスの
内側に曇りが生じたときにそれを除去するのに好適な除
湿運転制御手段を備えた可変容量圧縮機を有する自動車
用空気調和装置に関する 〔従来の技術〕 従来の可変容量圧縮機を有する自動車用空気調和装置に
おいては、特開昭58−30号公報に開示されるように、蒸
発器出口の空気温度が設定温度以下になると、可変容量
圧縮機を容量ダウンに切り換えて効率の良い空調運転を
行う方法が採用されている。しかし、可変容量圧縮機が
容量ダウンしているときには、蒸発器による除湿性能が
低下するので、外気温度が車内温度よりも低く、かつ、
乗員が多いときには、乗員が発生する水蒸気が窓ガラス
の内側で凝縮して窓ガラスを曇らせやすく、安全運転上
好ましくないという状態が生ずる。

このような対処として、例えば、特開昭57−155113号公
報に開示されるように、除湿スイッチを作動させて可変
容量ダウン制御を任意に解除する手段や、特開昭58−19
3037号公報に開示されるように、窓ガラス付近に湿度セ
ンサを配置して、この湿度センサの信号を加味して可変
容量ダウン制御を行うことで窓ガラスの結露防止を図る
ほかに、冷暖房負荷に応じて圧縮機の吐出容量及び空気
加熱手段を変化させて定温度制御する技術が提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような対処においても、前者の場合には、
可変容量ダウン解除時に伴い車内温度制御が犠牲になる
問題があった。また、後者の場合には、湿度センサ等を
用いて可変容量ダウン制御の解除を行うため、そのセン
サのコスト及び制御系の信号処理が複雑となるため空調
装置が高価となり、しかも、可変容量ダウン解除による
温度制御の応答遅れ（タイムラグ）が生じ、一時的に車
室内温度が設定温度より低下することが避けられない。

本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、コスト
的な配慮をなした簡易な操作および制御手段により、通
常は可変容量圧縮機を効率よく運転させ、窓ガラスが曇
ったときには、早急にその曇りを除去し、しかも車内温
度の変化をしないように除湿運転を行うことのできる自
動車用空気調和装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、次のように構成す
る。なお、構成要素に付加した符号は内容の理解を容易
にするため、第１図の実施例の符号を引用したものであ
る。

すなわち、本発明は、可変容量圧縮機（２），蒸発器
（６）等で構成される冷凍サイクルと、送風機（８）
と、蒸発器（６）から送られる冷風を加熱器（７）及び
そのバイパスに導く割合を可変制御して温調空気を生成
するエアミックスダンパ（９）とを備えた自動車用空気
調和装置において、 容量制御系として、蒸発器（６）の出入口の温度差を感
温抵抗素子（10）（11）で検知して、前記出入口温度差
が所定の値以下になったときに可変容量圧縮機（２）を
容量ダウンさせる制御回路（S1）の他に、感温抵抗素子
（10）側の回路抵抗と感温抵抗素子（11）の回路抵抗の
差を故意的に大きくして前記出入口空気温度差が大きく
なるのと等価の容量ダウン制御解除用の回路（S2）が選
択スイッチ（32a）を介して容量ダウン制御回路（S1）
と接続され、 車内温度制御系として、車内温度を設定する可変抵抗
（14）と車内温度検出および外気温度検出のための感温
抵抗素子（15）（16）を備えて、これらの抵抗素子（1
4）（15）（16）の抵抗値の変化に基づきエアミックス
ダンパ（９）の位置制御を行う車内温度制御回路（S3）
の他に、感温抵抗素子（15）（16）等で構成される感温
抵抗回路に、検出温度の低下と等価の抵抗値変化を故意
的につくってエアミックスダンパを温度上昇側にシフト
させる容量ダウン制御解除温度補償用の回路（S4）が選
択スイッチ（32b）を介して接続され、 選択スイッチ（32a）（32b）が一つのワンタッチスイッ
チ操作部（31）の操作で連動するよう設定した。

〔作用〕

容量制御系に用いる感温抵抗素子10,11及び車内温度制
御系に用いる感温抵抗素子15,16はそれぞれの環境に置
かれた温度変化により抵抗値が変化する。

スイッチ操作部31の操作およびこれに連動するスイッチ
32aおよびスイッチ32bにより、通常の容量制御ダウン制
御・車内温度制御のモードと窓ガラスの曇り除去の特別
な場合の除湿モードのいずれかが選択される。

前者の通常モードの場合には、蒸発器６の出入口の温度
差を感温抵抗素子10,11で検知して、感温抵抗素子10,11
の抵抗値差変化により検出される蒸発器出入口温度差が
所定値以下、すなわち冷房負荷が小さく安定状態になっ
たときに可変容量圧縮機２を容量ダウンさせ、効率の良
い運転を実現する。一方、車内温度制御回路S3は、車内
温度を設定する可変抵抗14と車内温度検知用および外気
温度検知用の感温抵抗素子15,16を備えて、これらの抵
抗素子14,15,16の抵抗値の変化に基づき、車内温度が設
定値となるようエアミックスダンパ９の位置制御が行わ
れる。

次に後者の除湿モードを選択した場合には、次の作用が
なされる。

上記のような容量ダウン制御が行われている時に、外気
温が車内温度より低く且つ乗員の発生する水蒸気等のた
め、窓ガラスの内側に曇りが生じた場合には、運転者が
必要に応じてスイッチ操作部31をワンタッチ操作するこ
とで、容量ダウン制御解除・それに伴う車内温度補償が
次のようにして行われる。

すなわち、このモードでは、容量ダウン制御回路S1が容
量ダウン制御解除用の回路S2と選択スイッチ32aの作動
（第１図の実施例では閉動作）により接続されること
で、感温抵抗素子10側の回路抵抗と感温抵抗素子11の回
路抵抗の差が故意的に大きくなり、その結果、蒸発器出
入口温度差が大きくなる（冷房負荷が高くなる）のと等
価の回路が形成されて、容量ダウン制御解除が行われ、
可変容量圧縮機２の容量を増加させるから、除湿能力が
高まり窓ガラスの曇りが除去される。同時に、温度制御
系では、容量ダウン制御解除温度補償用の回路S4が選択
スイッチ32bの作動（実施例では開動作）により接続さ
れて、温度制御回路S3に感温抵抗素子15,16の検出温度
の低下と等価の抵抗変化を故意的につくり、エアミック
スダンパ９を温度上昇側に直ちにシフトさせる。これに
より、容量ダウン制御解除により可変容量圧縮機２の容
量が急に増大しても、それに伴う車内温度低下を応答性
良く補償し、車内温度をほゞ設定温度に保ち得る。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の自動車用空気調和装置の一実施例を示
す構成図である。

第１図に示す空気調和装置の機構系は、エンジン１にて
駆動される可変容量圧縮機2,凝縮器3,受液器4,膨張弁５
および蒸発器６を直列に接続した冷凍サイクルと、エン
ジン１の冷却水が流れる加熱器７と、送風機８およびエ
アミックスダンパ９から構成してあり、車内あるいは車
外の空気を送風機８が吹き込み、蒸発器６で冷却された
空気は、エアミックスダンパ９の作用によりその一部を
加熱器７にて加熱し、この温風と加熱器７をバイパスし
た冷風とを混合して車内に吹き出し、車内の温調を行う
ようにしてある。

次に本実施例の制御系として、容量制御系および車内温
度制御系について説明する。

容量制御系として、蒸発器６の出入口の温度差を検知す
る感温抵抗素子10,11と、これらの感温抵抗素子の変化
から検知される蒸発器出入口温度差が所定の値以下にな
ったときに可変容量圧縮機２の容量をダウンさせる制御
器12および容量制御機構13とを有すると共に、蒸発器出
口温度検知用の感温感温抵抗素子11が抵抗素子33と直列
接続され、このようにして容量ダウン制御回路S1が構成
してある。

また、抵抗素子33をスイッチ32aの選択（閉路）により
短絡する回路S2が接続され、この回路S2が容量ダウン制
御解除回路S2を構成する。

一方、車内温度制御系として、車内温度設定用の可変抵
抗（温度設定ボリューム）14,車内温度検出用の感温抵
抗素子（車内温度センサ）15,外気温度検出用の感温抵
抗素子（外気温度センサ）16が直列に接続され、制御器
17がこれらの抵抗値を基にエアミックスダンパ９の位置
制御を行って車内温度を設定温度に制御する温度制御回
路S3を有している。

本実施例では、制御器17として、温度制御増幅器を用
い、温度制御増幅器17に可変抵抗14,感温抵抗素子15,16
の抵抗値の変化により温度制御信号が入力されると共に
（なお、抵抗14,15,16と直列に抵抗素子34が接続してあ
るが、これは通常時にはスイッチ32の閉路により短絡さ
れている）、エアミックスダンパ９の位置検出用ボリュ
ーム18からの信号を入力して、これらの入力信号を比較
増幅し、その結果の信号を電空変換器19に出力し、電空
変換器19は、入力信号をエンジン１の吸気マニホールド
より導かれた負圧源を利用して負圧信号に変換して負圧
アクチュエータ20に出力する。

負圧アクチュエータ20は、上記負圧信号によりロッド21
を介してエアミックスダンパ９の位置検出用ボリューム
18を動かす。このようにして、車内温度が設定温度とな
る。

また、温度制御回路S3には、前記のように抵抗素子34が
抵抗素子14,15,16とスイッチ32bを介して、このスイッ
チ32bが開路の時に直列接続され、スイッチ32bが閉路の
ときは抵抗素子34が短絡するようにしてある。抵抗素子
34は、容量ダウン制御解除温度補償用の回路S4として機
能する。

また、スイッチ32a,32bは、一つのワンタッチスイッチ
操作部（ここではノブ）31の操作に連動するデミストス
イッチで、ノブ31を引くとスイッチ32aが開路してスイ
ッチ32bが閉路し、ノブ31を押すとスイッチ32aが閉路し
スイッチ32bが開路する。スイッチ32aが閉路したときは
抵抗33を短絡し、接点32bが閉路したときは抵抗34を短
絡する。

ここで、感温抵抗素子10,11,15,16は負の温度係数を有
するものとして一般的なものであるサーミスタを使用す
る。

いま、ノブ31が引いてあり（図の実線状態）、スイッチ
32aが開路、スイッチ32bが閉路のときには、通常の容量
制御がなされる。

すなわち、スイッチ32aが開により、制御器12には、蒸
発器６入口側の感温抵抗素子10の抵抗値変化に伴う信号
（入口側温度検知信号）と、出口側の感温抵抗素子11の
抵抗値変化に伴う信号（出口側温度検知信号）に抵抗素
子33の抵抗値を加味したものが入力され、これらの信号
差（蒸発器出入口温度差）が所定値以下、すなわち、冷
房運転が安定状態に入り冷房負荷が小さくなると、制御
器12は制御信号を発して容量制御機構13を作動させ可変
容量圧縮機２の容量ダウン制御を行う。この時、スイッ
チ32bが閉により、抵抗素子34が短絡し、制御器17は、
可変抵抗14,感温抵抗素子15,16の抵抗値の変化（設定温
度，車内温度および外気温度による温度制御信号）に基
づき、エアミックスダンパ９の位置制御を行い車内温度
が設定温度となるよう制御する。

また、このような容量ダウン制御が行われている時に
は、外気温が車内温度より低く且つ乗員の発生する水蒸
気等のため、窓ガラスの内側に曇りが生じた場合には、
このままでは窓ガラスの曇りは除去されにくい。

この場合には、運転者が必要に応じてノブ31を押して
（図の破線状態）デミストスイッチ32の接点32aを閉路
して抵抗33を短絡し、接点323bを開路して抵抗34を車内
温度制御開路S3と接続する。

これにより、容量制御系の抵抗素子33は短絡するため、
蒸発器出口側感温抵抗素子10側の回路抵抗と蒸発器入口
側感温抵抗素子11側の回路抵抗の差が大きくなり、この
ことは蒸発器出入口温度差ひいては冷房負荷が高くなる
のと等価となる。その結果、制御器12は容量ダウン制御
解除を行って可変容量圧縮機２の容量を増加させるか
ら、除湿能力が高まり窓ガラスの曇りが除去される。さ
らに、この容量ダウン制御解除と同時に、スイッチ32b
が開となって、車内温度制御系では、感温抵抗開路（1
4,15,16）と直列に抵抗素子34が接続され、この抵抗素
子34の抵抗値に相当する分だけ温度制御回路S3に温度低
下と等価の抵抗変化を故意的につくり、エアミックスダ
ンパ９を温度上昇側に直ちにシフトさせる。これによ
り、容量ダウン制御解除により可変容量圧縮機２の容量
が急に増大しても、それに伴う車内温度低下を応答性良
く補償し、車内温度をほゞ設定温度に保ち得る。

なお、上記実施例では、感温抵抗素子10,11及び感温抵
抗素子15,16として負の温度係数を有するものを使用す
るが、正の温度係数を使用することも可能である（この
場合には、スイッチ32a,32bの開閉パターンや温度設定
ボリューム14の方向性に適宜変更が必要である）。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、通常時は容量ダウン制
御を採用することで可変容量圧縮機を効率良く運転さ
せ、窓ガラスが曇ったときには、ワンタッチ操作により
容量ダウン制御を解除すると同時に、この解除により車
内温度が一時的に温度低下する事態を防止する温度補償
を行うので、車内温度の変化をおさえ、快適な空調効果
を実現することができる。特に、本実施例では、コスト
アップの要因となる湿度センサ，結露センサを用いず簡
易なワンタッチ操作回路機構により上記の容量ダウン制
御解除とそれに伴う車内温度補償を行うので、低価格，
高性能の空調装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車用空気調和装置の一実施例を示
す構成図である。 １……エンジン、２……可変容量圧縮機、３……凝縮
器、５……膨張弁、６……蒸発器、７……加熱器、８…
…送風機、９……エアミックスダンパ、10,11……温度
センサ（感温抵抗素子）、12……容量制御機構、14……
温度設定ボリューム、15……車内温度センサ（感温抵抗
素子）、16……外気温度センサ（感温抵抗素子）、17…
…制御器（温度制御増幅器）、18……位置検出ボリュー
ム、19……電空変換器、20……負圧アクチュエータ、21
……ロッド、31……ノブ（ワンタッチスイッチ操作
部）、32……デミストスイッチ、32a,32b……スイッ
チ、33,34……抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北原 雄一 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 佐用 耕作 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭57−155113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−193037（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量圧縮機（２），蒸発器（６）等で
   構成される冷凍サイクルと、送風機（８）と、蒸発器
   （６）から送られる冷風を加熱器（７）及びそのバイパ
   スに導く割合を可変制御して温調空気を生成するエアミ
   ックスダンパ（９）とを備えた自動車用空気調和装置に
   おいて、 容量制御系として、蒸発器（６）の出入口の温度差を感
   温抵抗素子（10）（11）で検知して、前記出入口温度差
   が所定の値以下になったときに可変容量圧縮機（２）を
   容量ダウンさせる制御回路（S1）の他に、感温抵抗素子
   （10）側の回路抵抗と感温抵抗素子（11）の回路抵抗の
   差を故意的に大きくして前記出入口空気温度差が大きく
   なるのと等価の容量ダウン制御解除用の回路（S2）が選
   択スイッチ（32a）を介して容量ダウン制御回路（S1）
   と接続され、 車内温度制御系として、車内温度を設定する可変抵抗
   （14）と車内温度検出および外気温度検出のための感温
   抵抗素子（15）（16）を備えて、これらの抵抗素子（1
   4）（15）（16）の抵抗値の変化に基づきエアミックス
   ダンパ（９）の位置制御を行う車内温度制御回路（S3）
   の他に、感温抵抗素子（15）（16）等で構成される感温
   抵抗回路に、検出温度の低下と等価の抵抗値変化を故意
   的につくってエアミックスダンパを温度上昇側にシフト
   させる容量ダウン制御解除温度補償用の回路（S4）が選
   択スイッチ（32b）を介して接続され、 選択スイッチ（32a）（32b）が一つのワンタッチスイッ
   チ操作部（31）の操作で連動するよう設定してあること
   を特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記容量
   制御系の容量ダウン制御回路（S1）は、前記蒸発器
   （６）の入口側温度を検知する感温抵抗素子（10）と、
   出口側温度を検知する感温抵抗素子（11）及びこの感温
   抵抗素子（11）と直列接続された抵抗素子（33）と、こ
   れらの感温抵抗素子（10）および感温抵抗素子（11），
   抵抗素子（33）を介して入力される信号から可変容量圧
   縮機（２）の容量をダウンさせる制御器（12）等で構成
   され、 前記容量ダウン制御解除回路（S2）は、抵抗素子（33）
   を選択スイッチ（32a）の閉路により短絡させる回路よ
   り成り、 一方、車内温度制御系の温度制御回路（S3）は、車内温
   度設定用の可変抵抗（14），車内温度検出用の感温抵抗
   素子（15），外気温度検出用の感温抵抗素子（16）と、
   これらの抵抗素子（14）（15）（16）の抵抗値を基にエ
   アミックスダンパ（９）の位置制御を行って車内温度を
   設定温度に制御する制御器（17）及びアクチュエータ
   （20）より成り、 前記容量ダウン制御解除温度補償用の回路（S4）は、選
   択スイッチ32（ｂ）の開路により抵抗素子（14）（15）
   （16）と直列接続される抵抗（34）とで構成してあるこ
   とを特徴とする自動車用空気調和装置。