JP2005170102A

JP2005170102A - 車両用空調システム

Info

Publication number: JP2005170102A
Application number: JP2003409159A
Authority: JP
Inventors: Shunji Komatsu; 俊二小松
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いながら、簡単な構成で安全性が確保された車両用空調システムを提供する。
【解決手段】車両用空調システムは、車両のエンジンルーム２内を延び、可燃性冷媒が循環する循環流路１２を備えた冷凍サイクルと、エンジンルーム２に設けられ、エンジンルーム２内に空気の流れを生成するファン２２と、エンジンルーム２内における空気の流れを監視する流速センサ２４を有し、この流速センサ２４での監視結果に基づきファン２２の作動を制御する制御装置２５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調システムに関する。

近年、地球環境への配慮から、地球温暖化係数の小さい冷媒を用いた車両用空調システムの開発が進められている。具体的には、この種の冷媒としては、Ｒ１５２ａ等の新代替フロンガス、プロパン等のＨＣ（ハイドロカーボン）ガス及びＣＯ₂ガスをあげることができる。ここで、Ｒ１５２ａやプロパンは可燃性を有することから、万一、冷媒が漏出したときに備え、空調システムには種々の安全対策が講じられる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１が開示する自動車用空調機は、車室内や空調機に取り付けられたガスセンサを備え、ガスセンサにより検出した漏れ冷媒のガス濃度が許容濃度を超えたときに、空調ファンが逆転作動される。このファンの作動により、漏れ冷媒は車両外部に排出され、車両の安全が確保されるものと考えられる。
実開昭５８−５４９０４号公報

しかしながら、ガスセンサにより漏れ冷媒ガスを検出する場合、ガソリンやオイルの影響によりガスセンサが誤作動する虞がある。
また、かかる誤作動を回避すべく、ガスセンサに代えて空調機に圧力センサを取り付け、この圧力センサにて循環流路内の冷媒ガス圧力を監視することが考えられる。しかしながら、この場合、冷媒ガス圧力は循環流路内に冷媒が残存している限り低下しないので、圧力センサによる冷媒漏出の早期検出は困難である。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いながら、簡単な構成で安全性が確保された自動車用空調システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両のエンジンルーム内を主として延び、可燃性冷媒が循環する循環流路を有する冷凍サイクルと、前記エンジンルームに設けられ、前記エンジンルーム内に空気の流れを生成するファンと、前記エンジンルーム内における空気の流れを監視し、この監視結果に基づき前記ファンを作動させるファン制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調システムが提供される（請求項１）。

可燃性ガスの燃焼条件は、燃焼可能な濃度範囲、即ち、その爆発下限から爆発上限までの濃度範囲及びその着火に必要な熱源により規定される。従って、可燃性ガスを使用しても、その燃焼条件が成立しない限りにおいては安全であるともいえる。
上記した構成によれば、万一、可燃性冷媒ガスがエンジンルーム内に漏出したとしても、ファン制御手段により作動されたファンがエンジンルーム内に空気の流れを生起するので、エンジンルーム内での可燃性冷媒の滞留が防止される。従って、この構成によれば、漏れ冷媒の濃度が燃焼可能な濃度範囲に入ることはなく、車両の安全を確保することができる。

請求項２の本発明では、前記ファン制御手段は、前記エンジンルーム内に配置された熱線式流速計を含むことを特徴としている。
熱線式流速計によれば、エンジンルーム内の空気の流れを誤作動することなく確実に監視することができるので、車両の安全をより一層確保することができる。
請求項３の本発明では、前記熱線式流速計は、エンジン近傍に配置されていることを特徴としている。

燃焼条件での熱源となる虞の大きいエンジン近傍の空気の流れを監視することにより、車両の安全をより一層確保することができる。
請求項４の本発明では、前記可燃性冷媒は、Ｒ１５２ａからなることを特徴としている。
Ｒ１５２ａの場合、空気の流れにより燃焼条件の範囲が狭くなる。従って、上記した構成によれば、燃焼条件の範囲が狭くなったことで燃焼条件がより成立し難くなるので、車両の安全をより一層確保することができる。

請求項５の本発明では、前記ファン制御手段は、エンジンが始動する前に前記ファンを作動させることを特徴としている。
エンジン始動前にファンを作動させ、万一、漏れ冷媒がエンジンルーム内に滞留していても空気の流れにより吹き払うことにより、車両の安全を一層確保することができる。

本発明の車両用空調システムによれば、可燃性冷媒を使用しているにも拘わらず、簡単な構成で車両の安全を確保することができる。

自動車用空調システムは、図１に示したように冷凍回路を有している。
冷凍回路は、自動車のエンジンルーム２内に配置された圧縮機４を備え、この圧縮機４は、蒸発器１０に循環管路１２を介して接続され、この循環管路１２の往路には凝縮器１４及び膨張弁１６が介挿されている。なお、蒸発器１０はエンジンルーム２と車室６との間を区画するインストルメントパネル８内に配置されている。

圧縮機４にはエンジン１８から動力が駆動ベルト２０を介して伝達され、圧縮機４は、冷凍回路内を満たす作動ガスとしての冷媒を循環管路１２の復路から吸い込んで圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器１４に向けて吐出する。この後、圧縮冷媒は凝縮器１４にて凝縮された後、膨張弁１６を通じて蒸発器１０内にて膨張する。蒸発器１０では膨張した冷媒と車室６内の空気との間にて熱交換が行われ、これにより車室６内の空気が冷却される。なお、蒸発器１０を通過した冷媒は循環管路１２の復路を通じて圧縮機４に戻される。

また、この車両用空調システムは、図１に示したように、エンジンルーム２内に設けられた冷却ファン２２を有している。冷却ファン２２は、エンジンルーム２内の例えばエンジン１８近傍に設けられ、エンジン１８の周囲に空気の流れを生成することができる。
更に、エンジン１８近傍には２つの流速計２４が配置され、これら流速計２４は制御装置２５に電気的に接続されている。流速計２４は車両の前後方向にて互いに離間し配置されている。より詳しくは、流速計２４はエンジン１８の軸線を挟み且つその略対角線上に配置され、それぞれエンジン１８近傍でのエンジンルーム２内の空気の流速を測定し、この結果を制御装置２５に出力する。制御装置２５は、少なくとも一方の流速計２４により検出された空気の流速が一定値以下、例えば１ｍ／秒以下のときに、冷却ファン２２を作動させ、エンジン１８近傍に空気の流れを生成させる。なお、制御装置２５は空調システム自体のコントローラ（図示しない）に組み込み可能である。より具体的には、流速計２４は、熱線式流速計であり、図２に示したように、取付けベース２６を備え、この取付けベース２６に熱線プローブ２８及び空気温度プローブ３０が配置されている。また、取付けベース２６内には、図３に示した電気回路が内蔵されている。熱線式流速計では、熱線プローブ２８と空気温度プローブ３０との間の温度差が一定となるように、熱線プローブ２８への電力供給がフィードバック制御され、このときの電力供給量に対応する電圧値が空気の流速信号として制御装置２５に出力される。なお、流速計２４には、空気の流れを妨げないようにして、熱線プローブ２８及び空気温度プローブ３０を保護するカバー３２が設けられている。

上述した車両用空調システムによれば、例えば車両の駐停車時等において、流速計２４により監視されているエンジン１８近傍での空気の流速が一定値以下となったとき、制御装置２５は冷却ファン２２を作動させ、これにより、エンジン１８の近傍に空気の流れが強制的に生成される。従って、万一、エンジンルーム２内を延びる循環管路１２の部分から可燃性冷媒がエンジンルーム２内に漏出したとしても、エンジンルーム内２での漏れ冷媒の滞留が防止される。それ故、このシステムによれば、エンジンルーム２内に滞留した漏れ冷媒の濃度が燃焼可能な濃度範囲、即ち、その爆発下限から爆発上限までの間の濃度範囲に入るような燃焼条件の成立を防止でき、車両の安全性が確保される。

本発明は、上記した一実施例に限定されることはなく、種々変形が可能である。
例えば、上記した一実施例では、流速計２４により検出した空気の流速が一定値以下のときに冷却ファン２２をさせたが、更に、エンジン１８の始動前に例えば２秒程度冷却ファン２２を作動させれば、万一、冷媒が漏れて滞留していたときでも、エンジン１８の暖気運転が完了する以前の段階で、漏れ冷媒を空気の流れによりエンジンルーム外に吹き払うことができ、車両の安全性をより一層確保することができる。

また、上記した一実施例では、２つの流速計２４をエンジン１８近傍に設けたが、流速計２４の個数及び設置位置は格別限定されることはない。ただし、エンジン１８は漏れ冷媒に対する熱源となる虞が大きいので、エンジン１８近傍での漏れ冷媒の滞留を防止すべく、流速計２４はエンジン１８近傍に配置するのが好ましい。
そして、上記した一実施例では、流速計２４として熱線式流速計を用いたが、空気の流れを測定できるならば他の流速計であってもよい。ただし、熱線式流速計は、空気の流れる方向に無依存にして空気の流速を検出可能なことから、配置位置や方向が制限されることがない。また、ガソリンやオイルの存在により誤作動することもない。それ故、熱線式流速計は流速計２４に好適する。

また、上記した一実施例では、冷却ファン２２をエンジンルーム２内に設けたが、冷却ファン２２に代えて、ラジエターや凝縮器１４を冷却するためのファン３４の作動を流速計２４からの出力に基づき、制御装置２５により制御するようにしてもよい。このように空気の流れの生成にファン３４を使用すれば、冷却ファン２２を新たにエンジンルーム２内に設置する必要がないので好ましい。換言すれば、冷却ファンとは、空気の流れを生成するものであればよく、ラジエータファン、コンデンサファン、及び電動ファン等のことを指す。

そして、上記した一実施例では、可燃性冷媒としてＲ１５２ａを使用したけれども、プロパン等の他の可燃性冷媒を用いてもよい。ただし、Ｒ１５２ａの燃焼条件は、他の可燃性冷媒と比較して、周囲の空気が流動しているときに、より厳しくなり、その燃焼が生じ難くなる。従って、Ｒ１５２ａは、他の可燃性冷媒よりも空気の流れにより燃焼を防止し易く、この車両用空調システムの可燃性冷媒に好適する。

また、上記した一実施例では、冷凍回路は、エンジンルーム２及びインストルメントパネル８に亘り延びる１つの循環管路１２より成るが、複数の循環管路を有するカスケード型であってもよい。この場合、エンジンルーム２内を延びる循環管路内にのみ可燃性冷媒を用いれば、万一、可燃性冷媒が漏出したとしても、エンジンルーム２内における可燃性冷媒の滞留のみならず、車室６内への可燃性冷媒の流入も防止することができるので、車両の安全性をより一層確保することができる。

車両用空調システムの概略図である。図１のシステムに用いられる熱線式流速計の概略図である。図２の流速計の電気回路図である。

符号の説明

２エンジンルーム
１２循環管路（循環流路）
１８エンジン
２２冷却ファン
２４流速センサ（ファン制御手段）
２５制御装置（ファン制御手段）

Claims

車両のエンジンルーム内を主として延び、可燃性冷媒が循環する循環流路を有する冷凍サイクルと、
前記エンジンルームに設けられ、前記エンジンルーム内に空気の流れを生成するファンと、
前記エンジンルーム内における空気の流れを監視し、この監視結果に基づき前記ファンを作動させるファン制御手段と
を備えたことを特徴とする車両用空調システム。
前記ファン制御手段は、前記エンジンルーム内に配置された熱線式流速計を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記熱線式流速計は、エンジン近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調システム。
前記可燃性冷媒は、Ｒ１５２ａからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記ファン制御手段は、エンジンが始動する前に前記ファンを作動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。