JP3617143B2

JP3617143B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3617143B2
Application number: JP26329595A
Authority: JP
Inventors: 久介榊原; 伸西田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2015-10-11
Also published as: JPH09104221A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、可燃性前記冷媒を用いた車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の車両用空調装置の冷媒の脱フロン化対策として、プロパンガス等の可燃性冷媒を用いたものが提案されている。
そして、可燃性冷媒を用いた車両用空調装置の冷媒の漏れ対策手段として、例えば実開昭５８−５４９０４号公報に記載の手段が提案されている。具体的には、車室内（キャビン）または車両用空調装置内に、冷媒の漏れを検出するためのガスセンサを設ける。そして、常時（駐車中等のエンジン停止中も含む）、冷媒漏れを監視し、冷媒の漏れが検出された時には、内外気切替ドアを外気導入状態にし、送風機を逆回転し、かつ、エアミックスドアを最大冷房状態とすることにより、漏れ出した冷媒を車室外に排出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用空調装置の空気の流路は、蒸発器、ヒータコアおよびエアミックスドアなどが流路内に配置されているため、流路抵抗（圧力損失）が大きく、軸流ファンでは十分な送風量が確保できない。そこで、一般的に送風機用ファンとしては、小型、かつ、十分な送風量を確保し得るシロッコファンが用いられている。
【０００４】
そのため、通常、車両用空調装置の送風機では、シロッコファンの特性と送風機のスクロールケーシングの形状と相まって、シロッコファンを逆回転させても送風方向は逆にならない。
したがって、上述のように、送風機を逆回転させる手段では、空調装置稼働時等に、漏れ出した冷媒を確実に車室外に排出できないので、冷媒が車室内に充満する蓋然性が高いという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、空調装置稼働時等に、空調機器から漏れ出した冷媒の車室内への混入を防止する車両用空調を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、以下の技術的手段を用いる。
請求項１に記載の発明では、車両用空調装置が稼働中に冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上になったときに、流路開閉装置（１６、１７、１８）によって空気流路（１ａ）を閉止することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、車両用空調装置が稼働中に冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上になったときに、電磁弁（２８）を閉じてから所定時間経過後に圧縮機（２５）を停止することを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、車両用空調装置稼働中に指示手段（３０）によって車両用空調装置の作動停止が指示れると、電磁弁（２８）を閉じてから所定時間経過後に圧縮機（２５）を停止することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、車両用空調装置が稼働中に冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上のときに、送風機（７）を停止するように制御することを特徴とする。
次に、作用効果を述べる。
【０００９】
請求項１〜４に記載の発明によれば、車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、空気流路（１ａ）が流路開閉装置（１６、１７、１８）によって閉じられるので、空調ケーシング（１）内に漏れ出した冷媒を、空調ケーシング（１）内に止めることができる。したがって、車室内に冷媒が充満することを防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、電磁弁（２８）が閉じてから圧縮機（２５）の稼働が所定時間経過後に停止されるので、蒸発器（８）内の冷媒が吸引排除される。したがって、蒸発器（８）の損傷により空調ケーシング（１）内に漏れ出る冷媒量を少なくすることができるので、車室内に冷媒が充満することをさらに防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、車両用空調装置稼働中に作動停止が指示れると、電磁弁（２８）が閉じてから圧縮機（２５）の稼働が所定時間経過後に停止されるので、蒸発器（８）内の冷媒が吸引排除される。したがって、車両用空調装置停止後、蒸発器（８）に冷媒が漏れ出すような損傷が発生しても、蒸発器（８）内の冷媒が吸引排除されているので、空調ケーシング（１）内に漏れ出る冷媒量を少なくすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、送風機（７）が停止するので、空気流路（１ａ）内に車室内へ流れる強制的な空気流れが発生しない。したがって、漏れ出した冷媒が車室内に流れる込むことを抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
本実施形態を水冷エンジン搭載車両に用いた場合について説明する。
図１は、本実施形態に係る空調装置の通風系および制御系の模式図であり、図１を用いて空調装置を説明する。
【００１４】
１は、空気流路１ａを形成する空調ケーシングで、この空調ケーシング１の空気上流側部位には、車室内気を導入するための内気導入口２と車室外気を導入するための外気導入口３とが形成されている。そして、これらの両導入口２、３を切り替え開閉する切替ドア５が設けられ、この切替口ドア５は、駆動手段６（具体的にはサーボモータ）によって駆動される。
【００１５】
切替ドア５の下流側部位には、送風機７が配設されている。送風機７は、シロッコファン７ａと、その駆動手段７ｂ（具体的にはブロワモータ）によって駆動され、ファンの回転数、すなわち車室内への送風量は、ブロワモータ７ｂに印加されるブロワ電圧によって制御される。
シロッコファン７ａの下流側には、空気を冷却する蒸発器８が配設されており、この蒸発器８の下流側の空調ケーシング１には、車室外に連通したドレンパイプ３２が設けられている。そして、ドレンパイプ３２の下流側には、図示されていないエンジンの冷却水を熱源として、空気を加熱するヒータコア９が配設されている。なお、蒸発器８は、後述する冷凍サイクルを用いて、空気を冷却している。
【００１６】
そして、ヒータコア９の上流側には、ヒータコア９を通る風量と、ヒータコア９をバイパスするバイパス流路１０を通る風量との風量割合を調節するエアミックスドア１１が配設されている。この風量割合の調節は、エアミックスドア１１の開度を調節することにより調節され、エアミックスドア１１はその駆動手段１２（具体的にはサーボモータ）によって駆動される。
【００１７】
また、空調ケーシング１の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口１３と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口１４と、図示されていないフロントガラスの内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１５とが形成されている。
そして、上記各吹出口１３、１４、１５には、それぞれ吹出口ドア１６、１７、１８が配設されている。なお、これらの吹出口ドア１６、１７、１８は、その駆動手段１９、２０、２１（具体的にはそれぞれサーボモータ）によって駆動される。なお、本実施形態では、吹出口ドア１６、１７、１８は、空気流路１ａを開閉する流路開閉装置を兼ねている。
【００１８】
また、２２は、空調ケーシング１内に漏れ出した冷媒を検出するガスセンサで、このガスセンサ２２は、蒸発器８の下流側の空調ケーシング１内に配置されている。そして、ガスセンサ２２は、制御装置２３と協働して、常時、冷媒の漏れを監視している。２４は、冷媒漏れが発生した時に、乗員に冷媒漏れを警告する警告器で、例えば、ブザーや警告ランプ等の手段である。
【００１９】
次に、図２を用いて冷凍サイクルについて述べる。
図２に示す冷凍サイクルは、プロパンガス等の可燃性冷媒を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルで、２５は、図示されていない電磁クラッチを介してエンジンからの駆動力を得て冷媒を圧縮する圧縮機である。２６は、冷媒の凝縮手段をなす凝縮器で、通常この凝縮器２６は、エンジンルーム前方に配置されている。そして、凝縮器２６の下流側には、凝縮圧力の異常上昇による凝縮器２６の破損を防止する圧力スイッチ３１が設けられており、この圧力スイッチ３１は、凝縮器２６内の圧力が異常上昇すると、電磁クラッチを切る（ＯＦＦ）ことにより、圧縮機２６の運転を停止し、凝縮器２６内の圧力上昇を防止する。
【００２０】
２７は、凝縮器２６で凝縮された冷媒の減圧手段をなす膨張弁で、この膨張弁２７により、低温低圧となった冷媒は、蒸発器８内で蒸発し、この蒸発潜熱により蒸発器８を通過する空気が冷却される。
また、蒸発器８の流入ポート８ａ側の車室外には、電磁弁２８が設けられており、流出ポート８ｂ側の車室外には、蒸発器８に流入する冷媒を閉止する逆止弁２９が設けられている。
【００２１】
ところで、制御装置２３の内部には、図示されていないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、図１に示すように、ガスセンサ２２および空調装置始動スイッチ（エアコンスイッチ）３０からの信号が、前述のマイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。そして、この制御装置２３は、図示されていないバッテリーに接続されており、ガスセンサ２２およびイグニッションスイッチ３０からの信号により、駆動手段６、１２、１９、２０、ブロワモータ７ｂ、警告器２４および電磁弁２８を制御するように構成されている。なお、エアコンスイッチ３０は、図示されていない送風機７のスイッチが送風可状態でなければＯＮ状態にならない。
【００２２】
次に、制御装置２３による制御処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。
エアコンスイッチ３０から信号により空調装置が稼働していると判定されると（ステップ１００）、ガスセンサ２２からの信号に基づいて冷媒漏れの有無を監視し始める（ステップ１１０）。ここで、冷媒が漏れていると判定されると、吹出口１３、１４、１５が吹出口ドア１６、１７、１８によってそれぞれ閉じられ（ステップ１２０）、送風機７が停止し（ステップ１３０）、外気導入口３が開かれ（ステップ１４０）、さらに電磁弁２８が閉じられる（ステップ１５０）。
【００２３】
そして、電磁弁２８が閉じてから所定時間が経過すると（ステップ１６０）、電磁クラッチが切られ（ステップ１７０）、圧縮機２５が停止する。そして、乗員に冷媒漏れ警告が発せられる（ステップ１８０）。なお、上記の所定時間については後述する。
また一方、ステップ１１０にて冷媒が漏れていないと判定されと、空調装置は稼働する。そして、エアコンスイッチ３０により空調装置停止が指示されると（ステップ１９０）、電磁弁２８が閉じられる（ステップ２００）。そして、電磁弁２８が閉じてから所定時間が経過すると（ステップ２１０）、電磁クラッチが切られ（ステップ２２０）、圧縮機２５が停止する。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、吹出口１３、１４、１５が吹出口ドア１６、１７、１８によってそれぞれ閉じられるので、空調ケーシング１内に漏れ出した冷媒を、空調ケーシング１内に止めることができる。したがって、車室内に冷媒が充満することを防止することができる。
【００２５】
また、車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、電磁弁２８が閉じてから所定時間経過後に圧縮機２５が停止するので、蒸発器８内の冷媒が吸引排除される。したがって、蒸発器８の損傷により空調ケーシング１内に漏れ出る冷媒量を少なくすることができるので、車室内に冷媒が充満することをさらに防止することができる。なお、電磁弁２８が閉じられて冷媒が循環しないので、圧縮機２５から吐出される冷媒量は減少する。したがって、凝縮器２６内は減圧するので、圧力スイッチ３１は作動しない。
【００２６】
ここで、所定時間とは、上述のように、蒸発器８内の冷媒を吸引するために必要な時間であり、本実施形態では約３０秒である。
また、車両用空調装置稼働中にエアコンスイッチ３０により作動停止が指示れると、電磁弁２８が閉じてから圧縮機２５の稼働が所定時間経過後に停止されるので、蒸発器８内の冷媒が吸引排除される。したがって、車両用空調装置停止後、蒸発器８に冷媒が漏れ出すような損傷が発生しても、蒸発器８内の冷媒が吸引排除されているので、空調ケーシング１内に漏れ出る冷媒量を少なくすることができる。
また、車両用空調装置稼働中に冷媒の漏れが検出されると、送風機が停止するので、空気流路１ａ内に車室内へ流れる強制的な空気流れが発生しない。したがって、漏れ出した冷媒が車室内に流れる込むことを抑制することができる。
【００２７】
また、蒸発器８の流出ポート８ｂ側に逆止弁２９が設けられてるので、蒸発器８に冷媒が流入することを防止することができる。したがって、車室内に漏れ出す冷媒量を抑制することができる。
また、電磁弁２８と逆止弁２９とは車室外に配置されているので、冷媒が漏れ出す可能性の高い配管接続部は、車室外に配置される。したがって、漏れ出した冷媒が車室内に混入することを抑制することができる。
【００２８】
また、ガスセンサ２２は、蒸発器８の空気下流側に配置されているので、ガスセンサ２２は、蒸発器８から漏れ出た冷媒の雰囲気中に位置する。したがって、ガスセンサ２２の冷媒漏れ検出精度が向上する。
ところで、本実施形態では、流路開閉装置として、吹出口ドア１６、１７、１８を利用したが、蒸発器８と吹出口１３、１４、１５との間に、空気流路１ａを閉止するための専用ドアを設けても本発明を実施することができる。但し、ガスセンサ２２は、このドアと蒸発器８との間に配置することが望ましい。
【００２９】
また、空調ケーシング１内に混入する冷媒は、蒸発器８から漏れ出すと考えられるので、流路開閉装置として、蒸発器８の空気上下流側を覆うようなドアとしても本発明を実施することができる。但し、ガスセンサ２２は、このドアと蒸発器８との間に配置することが望ましい。
また、逆止弁２９に代えて電磁弁を用いても本発明を実施することができる。そして、この電磁弁は、電磁クラッチの停止と連動させて作動させればよい。
【００３０】
また、本実施形態では、電磁クラッチを切ることにより圧縮機の稼働を停止させたが、モータやサブエンジン等の圧縮機専用駆動源により圧縮機を稼働させている場合には、その駆動源を停止させることによって圧縮機を停止させてもよい。
また、本発明は冷房機能（圧縮機）が稼働しているときにのみ適用が限定されるものではなく、送風機能（換気機能）または暖房機能が稼働している際においても適用可能である。
【００３１】
なお、本発明に係る車両用空調装置は、エンジン等の内燃機関を用いた車両に限らず電気自動車等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の通風系および制御系を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る冷凍サイクルの模式図である。
【図３】本実施形態に係る車両用空調装置の制御フローチャートをである。
【符号の説明】
１…空調ケーシング、１ａ…空気流路、２…内気導入口、３…外気導入口、
４…外気導入口ドア、５…内気導入口ドア、７…送風機、８…蒸発器、
９…ヒータコア、１０…バイパス流路、１１…エアミックスドア、
１３…フェイス吹出口、１４…フット吹出口、１５…デフロスタ吹出口、
１６、１７、１８…吹出口ドア（流路開閉装置）、
２２…ガスセンサ、２３…制御装置、２４…警告器、２５…圧縮機、
２６…凝縮器、２７…膨張弁、２８電磁弁（第１バルブ装置）、
２９…逆止弁（第２バルブ装置）、３０…エアコンスイッチ、
３１…圧力スイッチ、６、１２、１９、２０…駆動手段、
３２…ドレンパイプ。

Claims

空気流路（１ａ）を形成する空調ケーシング（１）と、
前記空調ケーシング（１）の空気下流側に設けられ、車室内に開口する車室内吹出口（１３、１４、１５）と、
前記空調ケーシング（１）内に配置され、可燃性冷媒の蒸発潜熱を利用して、車室内へ流れる空気の冷却を行う蒸発器（８）とを有する車両用空調装置において、
前記空調ケーシング（１）内のうち、前記蒸発器（８）の空気下流側に配置され、前記空気流路（１ａ）を開閉する流路開閉装置（１６、１７、１８）と、
前記空調ケーシング（１）内に配置され、前記空気流路（１ａ）内に混入した前記冷媒を検出する冷媒検出手段（２２）と、
車両用空調装置が稼働中に前記冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上になったときに、前記空気流路（１ａ）を閉止するように前記流路開閉装置（１６、１７、１８）を制御する空気流路制御手段（１１０、１２０）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
前記蒸発器（８）は、前記冷媒が流入する流入ポート（８ａ）および前記冷媒が流出する流出ポート（８ｂ）を備えており、
前記流入ポート（８ａ）側に設けられ、前記流入ポート（８ａ）を流れる前記冷媒の流通を制御する電磁弁（２８）と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機（２５）と、
車両用空調装置が稼働中に前記冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上になったときに、前記電磁弁（２８）を閉じてから所定時間経過後に前記圧縮機（２５）を停止するように制御する停止制御手段（１５０、１６０、１７０）とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記蒸発器（８）は、前記冷媒が流入する流入ポート（８ａ）および前記冷媒が流出する流出ポート（８ｂ）を備えており、
前記流入ポート（８ａ）側に設けられ、前記流入ポート（８ａ）を流れる前記冷媒の流通を制御する電磁弁（２８）と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機（２５）と、
車両用空調装置の作動停止を指示する指示手段（３０）と
車両用空調装置が稼働中に前記指示手段（３０）によって車両用空調装置の作動停止が指示されると、前記電磁弁（２８）を閉じてから所定時間経過後に前記圧縮機（２５）を停止するように制御する停止制御手段（２００、２１０、２２０）とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
車室内に空気を送風する送風機（７）と、
車両用空調装置が稼働中に前記冷媒検出手段（２２）によって検出される検出値が所定以上のときに、前記送風機（７）を停止するように制御する送風機制御手段（１１０、１３０）とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。