JP2005306203A - 車両用空調システム - Google Patents

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、空調ユニットのユニットハウジング４２内に可燃性冷媒が供給される蒸発器１６を有する。このシステムは、車両外部とユニットハウジング４２内との間を繋ぐ換気パイプ７０と、換気パイプ７０を開閉する換気用ダンパ７４と、車両の駐車時にのみダンパ７４を開位置に位置付けるコントローラ６４とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用空調システムに関する。

車両用空調システムは、一般に、Ｒ１３４ａ等の冷媒が循環する冷凍回路を備え、冷凍回路は蒸発器を有する。蒸発器は、車室のインストルメントパネル内に配置された空調ユニットのユニットハウジングに収容され、このユニットハウジングには外気又は内気を蒸発器に向けて風を起こすブロワファンも収容されている。
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、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が開示する車両用空調システムは、可燃性冷媒の循環流路に介挿された電磁弁を有し、この電磁弁が車両に外力が作用したときに循環流路を区画することにより、循環流路から可燃性冷媒が多量に漏出するのを防止し、もって乗員の安全を確保するものと考えられる。
特開平９−７６７４１号公報

しかしながら、特許文献１の車両用空調システムにあっても、万一蒸発器から少量ずつ可燃性冷媒が漏出している場合、長期に亘り車両を駐車したままにしておくと、ユニットハウジング内に可燃性冷媒が滞留する虞がある。そして、この滞留した可燃性冷媒の濃度及び温度が一定の燃焼条件を満たした場合、ユニットハウジング内で発火する虞があり、車両の乗員の安全に万全を期すためには、可燃性冷媒の僅かな漏出にも対策を講じておく必要がある。

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車両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、請求項１の本発明の車両用空調システムは、車両のダッシュパネルとインストルメントパネルとの間に設けられた空調ユニットのユニットハウジング内に可燃性冷媒が供給される蒸発器を有する。そして、この車両用空調システムは、前記車両外部と前記ユニットハウジング内との間を繋ぐ通気路と、前記通気路を開く開位置及び前記通気路を閉じる閉位置を有するダンパと、前記車両の駐車時にのみ前記ダンパを前記開位置に位置付ける換気制御手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、蒸発器又は蒸発器近傍の循環流路から、万一可燃性冷媒が少量ずつ漏出したとしても、漏出した可燃性冷媒がユニットハウジングから通気路を介して車両外部に流出し、ユニットハウジング内に滞留するのを防止することができる。
この車両用空調システムは、好適な態様として、前記通気路を介して前記ユニットハウジング内を換気する換気ファンを更に有し、前記換気制御手段は、前記車両の駐車時にのみ前記換気ファンを作動させる（請求項２）。

この構成によれば、換気ファンによって強制的にユニットハウジング内を換気することができる。
また、この車両用空調システムでは、好適な態様として、前記通気路が前記ユニットハウジングにおける前記蒸発器の下方の領域にて開口し、且つ、前記ユニットハウジングから前記車両外部まで下方に向かって延びている（請求項３）。

この構成によれば、可燃性冷媒は空気よりも比重が大きいことから、自ら車両外部に流出する。
そして、この車両用空調システムでは、好適な態様として、前記可燃性冷媒がＲ１５２ａからなる（請求項４）。Ｒ１５２ａは、従来のＲ１３４ａに類似した性質を有し、システムの冷凍回路に容易に適用することができるからである。

以上説明したように、請求項１〜４の車両用空調システムによれば、万一蒸発器又はその近傍から可燃性冷媒が少量ずつ漏出したとしても、ユニットハウジング内における可燃性冷媒の滞留が防止されるので、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性を確保することができる。
とりわけ、請求項２の車両用空調システムによれば、強制的にユニットハウジング内を換気することにより、車両の安全性を一層確保することができる。

また、請求項３の車両用空調システムによれば、可燃性冷媒がその自重により自ら車両外部に流出することにより、簡単な構成で車両の安全性を確保することができる。

本発明の一実施例の車両用空調システムは、図１に示したように可燃性冷媒、例えばＨＦＣ系のＲ１５２ａが循環する冷凍回路１０及び温水が循環する暖房回路１１を備えている。
冷凍回路１０は、車両のエンジンルーム１２内に配置された電磁クラッチ付きの圧縮機１４を有している。圧縮機１４は、冷媒循環管路１３の復路を介して蒸発器１６に接続され、この冷媒循環管路１３の往路には凝縮器１８、レシーバ２０及び膨張弁２２が介挿されている。

蒸発器１６は、エンジンルーム１２と車室２４とを隔離するダッシュパネル２６と、車室２４のインストルメントパネル２８との間に確保されたスペース内に配置されている。
一方、暖房回路１１は、前記スペース内に配置されたヒータコア３２を備え、ヒータコア３２は、温水循環管路３４を介してエンジン３６の冷却装置に接続されている。なお、温水循環管路３４の往路には温水バルブ３８が介挿されている。

より詳しくは、前述した蒸発器１６及びヒータコア３２は、送風手段としてのモータ付きのブロワファン４０をとともに空調ユニットを構成しており、この空調ユニットは前記スペース内を車幅方向に延びるユニットハウジング４２を備えている。
ブロワファン４０は、ユニットハウジング４２の一端側に配置され、そして、ユニットハウジング４２の他端側に向けて、蒸発器１６及びヒータコア３２が順次配置されている。ブロワファン４０は、そのモータがハウジング４２の壁面に固定されており、蒸発器１６及びヒータコア３２の冷媒及び温水循環管路１３，３４は、ユニットハウジング４２の壁面を貫通している。なお、ブロワファン４０は作動時に蒸発器１６に向かう風を起こすことから、以下ではユニットハウジング４２のブロワファン４０側の一端を上流端と称し、他端を下流端と称す。

ユニットハウジング４２の上流端からは内気ダクト４４及び外気ダクト４６が外方に延び、内気ダクト４４の他端はインストルメントパネル２８に形成した吸込口４８に接続される一方、外気ダクト４６の他端は、車両のボンネットとフロントウインドウとの間に設けた雨滴カバー付きの外気導入口５０に接続されている。また、ユニットハウジング４２の下流端からは、例えば３つの吹出しダクト５２が外方に延び、これら吹出しダクト５２の先端は、インストルメントパネル２８の上部、正面及び下部に形成した吹出口５４にそれぞれ接続されている。

ユニットハウジング４２内には、吸込口４８及び外気導入口５０から吹出口５４までの間で、ブロワファン４０により起こされる風の流路を変えるための手段が設けられている。より詳しくは、内気ダクト４４及び外気ダクト４６の開口近傍には、これらの開口を開閉する内気／外気切換ダンパ５６が設置される一方、各吹出しダクト５２の開口近傍にも、これらの開口を開閉する風向切換ダンパ６０が設置されている。そして、ヒータコア３２の前面には、ヒータコア用ダンパ５８が設置され、ヒータコア用ダンパ５８は、ヒータコア３２を通した風の流れを許容又は阻止する。

また、このシステムは、図３に示したように、ユニットハウジング４２の外側に複数のサーボモータ６２を有し、サーボモータ６２は、ユニットハウジング４２を貫通するモードリンクを介して内気／外気切換ダンパ５６、ヒータコア用ダンパ５８及び風向切換ダンパ６０を駆動する。また、このシステムは、インストルメントパネル２８内にコントローラ６４を有し、コントローラ６４は、エンジンキーＳＷ６６がオン状態のときに、エアコンＳＷ６８を介した乗員からの指示や、各種センサからの情報及びメモリ中の情報に基づきシステム全体の動作を制御する。

更に、このシステムは、車両の駐車時にユニットハウジング４２内を換気する換気手段を有するが、この換気手段については後述する。
上述した車両用空調システムによれば、車室２４内を冷房するときに、コントローラ６４が圧縮機１４の電磁クラッチをオン作動し、圧縮機１４にエンジン３６から駆動力が伝達される。これにより、圧縮機１４が冷凍回路１０内を満たす冷媒を循環させ、膨張弁２２を通じて蒸発器１６内に冷媒が供給される。一方、コントローラ６４は、ブロワファン４０のモータをオン作動するとともにサーボモータ６２を作動させて内気／外気切換ダンパ５６及び風向切換ダンパ６０を駆動し、吸込口４８又は外気導入口５０を通じてユニットハウジング４２内に吸込まれた空気が吹出口５４から車室２４内に吹出す。この際、ブロワファン４０からの風が、蒸発器１６を通過する間に冷却され、冷たくなって車室２４内に吹出すので、車室２４内が冷房される。

一方、車室２４内を暖房するときには、コントローラ６４は、圧縮機１４の電磁クラッチをオン作動するのに代えて、温水バルブ３８を開弁するとともにサーボモータ６２を作動させてヒータコア用ダンパ５８を駆動する。これにより、ヒータコア３２にはエンジン３６の冷却装置から温水が供給されるとともに、ブロワファン４０からの風がヒータコア３２を通過して吹出口５４へと流れる。この際、ヒータコア３２を通過する間に加熱されて暖かくなった風が車室２４内に吹出すので、車室２４内が暖房される。

以下、このシステムにおけるユニットハウジング４２の換気手段について説明する。
この換気手段は、図２に示したように、ユニットハウジング４２と外気ダクト４６との間を延びる換気パイプ７０、この換気パイプ７０に介挿されたモータ付きの電動ファン７２及び換気パイプ７０を開閉する換気用ダンパ７４を有する。より詳しくは、電動ファン７２によって起こされる風の向きでみた換気パイプ７０の上流端は、ユニットハウジング４２における蒸発器１６近傍の壁面に固定されている。また、換気パイプ７０の電動ファン７２よりも下流側の部分は、外気ダクト４６の周壁を貫通してその内部で折り曲げられ、外気ダクト４６内を外気導入口５０に向かって延びている。従って、換気パイプ７０の下流端は、外気導入口５０側に向かって開口している。換気用ダンパ７４は、ユニットハウジング４２内における換気パイプ７０の開口近傍に設置され、この開口を開く開位置と、この開口を閉じる閉位置とを有する。なお、換気用ダンパ７４は、換気用サーボモータ７６の出力軸に取付けられており、換気用サーボモータ７６及び換気ファン７２のモータは、コントローラ６４により作動される（図３参照）。

上述した換気手段は、エンジンキーＳＷ６６がオフ状態にあるとき、即ち車両が駐車している間に動作する一方、エンジンキーＳＷ６６がオン状態にあるとき、即ち、アイドリンや一時停止も含め車両が走行している間は停止する。より詳しくは、車両が駐車している間、コントローラ６４は換気用サーボモータ７６を作動させて換気用ダンパ７４を開位置に位置付けるとともに、サーボモータ６２を作動させて内気／外気切換ダンパ５６により外気ダクト４６の開口を閉じる。これによりユニットハウジング４２内の蒸発器１６近傍の領域と、車両外部との間が換気パイプ７０及び外気ダクト４６を介して連通する。そして、この駐車の間、コントローラ６４は電動ファン７２のモータを作動させ、これにより電動ファン７２が、ユニットハウジング４２内の蒸発器１６近傍の雰囲気を換気パイプ７０及び外気ダクト４６を介して車両外部に放出する。一方、車両が走行している間、コントローラ６４は、換気用サーボモータ７６を作動させて換気用ダンパ７４を閉位置に位置付けることにより換気パイプ７０を閉じるとともに、コントローラ６４は電動ファン７２のモータを停止させる。なお、車両が走行している間、コントローラ６４は、エアコンＳＷ６８を介した乗員からの指示等に基づき車室内の空調制御を行う。

上述した換気手段を有する車両用空調システムによれば、万一、蒸発器１６又は蒸発器１６近傍の冷媒循環管路１３から可燃性冷媒が少量ずつユニットハウジング４２内に流出したとしても、駐車している間、蒸発器１６近傍に設けられた換気手段により可燃性冷媒が車外に放出されるので、ユニットハウジング４２内で漏出冷媒の濃度が燃焼可能な濃度範囲に入ることが防止される。このため、このシステムによれば、ユニットハウジング４２で可燃性冷媒が発火することがなく、可燃性冷媒が少量ずつ漏出した場合であっても、車両の安全性を確保することができる。

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、地球温暖化係数の小さな冷媒としてＲ１５２ａを用いたけれども、プロパンガス等を用いてもよい。ただし、Ｒ１５２ａは、従来のＲ１３４ａに類似した性質を有し、冷凍回路への適用が容易なので好ましい。
例えば、上記した一実施例では、エンジンキーＳＷ６６がオン状態にあるときに換気手段を停止したけれども、エンジンキーＳＷ６６がオン状態にあっても、ブロワファン４０が停止している場合には換気手段を作動させてもよい。これにより、車両が走行している間であっても、換気手段によりユニットハウジング４２内での雰囲気の滞留を防止することができる。

そして、上記した一実施例では、換気用ダンパ７４を換気用サーボモータ７６の出力軸に取付けたが、内気／外気切換ダンパ５６の場合と同様に、モードリンクを介して換気用ダンパ７４を駆動してもよい。
また、上記した一実施例では、電動ファン７２として軸流ファンの他に遠心ファン等も用いることができるが、バッテリーから電動ファンに給電する場合、電動ファンは車両の駐車時に作動するので、省電力な電動ファンを用いるのが好ましい。なお、電動ファン７２の電源として、太陽電池や蓄電池を車両に取付けても良い。

更に、上記した一実施例では、換気パイプ７０の下流端を外気ダクト４６内に配置したけれども、換気パイプを車両外部（例えばエンジンルーム１２下やタイヤハウス内）にまで直接延ばしても良い。図４は、このような変形例を示しており、換気パイプ７８は、その上流端がユニットハウジング４２における蒸発器１６の下方の領域にて開口している。換気パイプ７８は、下方に向かって傾斜して延びてダッシュパネル２６を貫通し、その下流端がエンジンルームの下部にて地面に向かって開口している。なお、この変形例では、電動ファンに代えて、可燃性冷媒の比重が空気に比べて大きいことを利用してハウジング４２内を換気することができる。すなわち、蒸発器１６又は蒸発器１６近傍の冷媒循環管路１３から万一冷媒が漏出したとしても、換気用ダンパ７４を開位置に位置付けるのみで、漏出した可燃性冷媒がその自重により自然に換気パイプ７８内を下降して車両外部に流出する。

車両用空調システムの概略構成図である。 図１の車両用空調システムにおける空調ユニット内の概略構成図である。 図１の車両用空調システムの動作を説明するための概略構成図である。 図１の車両用空調システムの変形例の概略構成図である。

符号の説明

１６ 蒸発器
２６ ダッシュパネル
２８ インストルメントパネル
３２ ヒータコア
４０ ブロワファン
４２ ユニットハウジング
４６ 外気ダクト
６４ コントローラ（換気制御手段）
７０ 換気パイプ（通気路）
７２ 電動ファン
７４ 換気用ダンパ（ダンパ）

Claims (4)

1. 車両のダッシュパネルとインストルメントパネルとの間に設けられた空調ユニットのユニットハウジング内に可燃性冷媒が供給される蒸発器を有する車両用空調システムにおいて、
   前記車両外部と前記ユニットハウジング内との間を繋ぐ通気路と、
   前記通気路を開く開位置及び前記通気路を閉じる閉位置を有するダンパと、
   前記車両の駐車時にのみ前記ダンパを前記開位置に位置付ける換気制御手段と
   を具備することを特徴とする車両用空調システム。
2. 前記通気路を介して前記ユニットハウジング内を換気する換気ファンを更に有し、
   前記換気制御手段は、前記車両の駐車時にのみ前記換気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。
3. 前記通気路は、前記ユニットハウジングにおける前記蒸発器の下方の領域にて開口し、且つ、前記ユニットハウジングから前記車両外部まで下方に向かって延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
4. 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乃至３の何れかに記載の車両用空調システム。

Images