JP3799748B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の空調を行う車両用空調装置に関し、特に省電力化が望まれる電気自動車用エアコン等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンを搭載していない電気自動車では、エンジン冷却水を暖房用熱源として利用できないため、図１０に示す様に、冷凍サイクルの冷媒凝縮器１００を暖房用熱交換器として使用する例がある。この場合、運転モード（冷房運転、暖房運転、除湿運転等）に応じて冷媒の流れを四方弁１１０により切り替えている。例えば、冷房運転時には、図１０に矢印Ｃで示す様に、冷媒圧縮機１２０より吐出された冷媒が四方弁１１０から逆止弁１３０→室外熱交換器１４０→電気式膨張弁１５０→冷媒蒸発器１６０→アキュムレータ１７０→冷媒圧縮機１２０へと戻る。これにより、ブロワ１８０より送風された空気が冷媒蒸発器１６０を流れる低温冷媒との熱交換によって冷却され、選択された吹出口（例えばＦＡＣＥ吹出口１９０）より車室内へ吹き出される。この時、冷媒凝縮器１００には冷媒が流れていないため、冷媒蒸発器１６０で冷却された冷風が冷媒凝縮器１００で加熱されることはない。
【０００３】
暖房運転時には、図１０に矢印Ｈで示す様に、冷媒圧縮機１２０より吐出された冷媒が四方弁１１０→冷媒凝縮器１００→電気式膨張弁２００→逆止弁２１０→室外熱交換器１４０→電磁弁２２０→アキュムレータ１７０→冷媒圧縮機１２０へと戻る。これにより、ブロワ１８０より送風された空気が冷媒凝縮器１００を流れる高温冷媒との熱交換によって加熱され、選択された吹出口（例えばＦＯＯＴ吹出口２３０）より車室内へ吹き出される。この時、冷媒蒸発器１６０には冷媒が流れていないため、ブロワ１８０より送風された空気が冷媒蒸発器１６０で冷却されることはない。
除湿運転時には、図１０に矢印Ｄで示す様に、冷媒圧縮機１２０より吐出された冷媒が四方弁１１０→冷媒凝縮器１００→電気式膨張弁２００（但し、この時は全開しているため膨張弁としては機能しない）→逆止弁２１０→室外熱交換器１４０→電気式膨張弁１５０→冷媒蒸発器１６０→アキュムレータ１７０→冷媒圧縮機１２０へと戻る。これにより、ブロワ１８０より送風された空気は、冷媒蒸発器１６０で冷却（除湿）された後、冷媒凝縮器１００で再加熱され、選択された吹出口（例えばＤＥＦ吹出口２４０）より車室内へ吹き出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の様に運転モードに応じて冷媒の流れを切り替えて使用する所謂ヒートポンプサイクルでは、コストの高い四方弁１１０を使用しているため、エアコンの製品価格が高くなってしまう。
そこで、本願発明者は、コストダウンを図るために、四方弁１１０を廃止して図１１に示す様な冷媒回路を考えた。しかし、この冷媒回路では、冷媒圧縮機１２０より吐出された高温高圧の冷媒が常に冷媒凝縮器１００を流れるため、冷房運転時に冷媒蒸発器１６０で冷却された冷風が冷媒凝縮器１００で再加熱され、温風となってＦＡＣＥ吹出口１９０より吹き出されてしまう。これに対し、冷房運転時には冷媒圧縮機１２０より吐出された冷媒が冷媒凝縮器１００をバイパスして流れる冷媒回路を構成することも可能であるが、この場合、冷媒回路が複雑になるとともに、電磁弁や逆止弁等の部品点数が大幅に増加するため、四方弁１１０を廃止するメリット（コストダウン）が低減してしまう。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、四方弁を廃止してコストダウンを図り、且つ冷媒凝縮器に常に冷媒が流れていてもフェイス吹出口に冷風を供給できる車両用空調装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
外気が導入可能に設けられて冷媒凝縮器を通過した空気をデフロスタ吹出口へ導く第１空気通路と、内気が導入可能に設けられて冷媒凝縮器を通過した空気をフット吹出口へ導く第２空気通路とを有し、その第１空気通路及び第２空気通路の冷媒凝縮器より空気上流側にフェイス吹出口が開口している。
これにより、暖房時には、第１空気通路に導入された外気を冷媒凝縮器で加熱した後、デフロスタ吹出口よりフロントガラスへ向けて吹き出すことでフロントガラスの曇りを防止でき、第２空気通路へ導入された内気を冷媒凝縮器で加熱してフット吹出口より乗員の足元へ吹き出すことで所望の暖房効果が得られる。この第２空気通路へ導入される内気は、外気より高温であるため、外気を加熱して暖房を行う場合より小さな暖房能力で同等の暖房効果を得ることができる。
【０００９】
一方、冷房時には、第１空気通路及び第２空気通路の冷媒凝縮器より空気上流側にフェイス吹出口が開口しているため、冷媒凝縮器を通過することなくフェイス吹出口から乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すことができる。この結果、冷房時の通風抵抗を従来より小さくできるため、送風機の消費電力を減らすことができる。
また、冷媒凝縮器を通過することなくフェイス吹出口から冷風を吹き出すことができるため、冷媒凝縮器に冷媒を常時流すことができる。言い換えれば、冷房時に冷媒凝縮器を流れる冷媒を遮断する必要がない。この結果、冷媒が流通する配管経路を簡素化して部品点数を削減できる。
さらに、フェイス吹出口の開閉と、冷媒凝縮器へ空気を導入する第１空気通路及び第２空気通路の開閉とを併用する開閉手段を有している。これにより、それぞれ専用の開閉手段を設ける必要がないため、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００１０】
（請求項２の手段）
ダクトは、冷媒蒸発器の空気上流側から冷媒凝縮器の空気下流側までの間が仕切壁によって仕切られ、外気が導入可能に設けられて冷媒蒸発器と冷媒凝縮器とを通過した空気をデフロスタ吹出口へ導く第１空気通路と、内気が導入可能に設けられて冷媒蒸発器と冷媒凝縮器とを通過した空気をフット吹出口へ導く第２空気通路とを有し、その第１空気通路及び第２空気通路の冷媒蒸発器と冷媒凝縮器との間にフェイス吹出口が開口している。
また、冷媒蒸発器と冷媒凝縮器は、それぞれ第１空気通路と第２空気通路との両方に渡って配されている。
これにより、暖房時には、第１空気通路に導入された外気を冷媒凝縮器で加熱した後、デフロスタ吹出口よりフロントガラスへ向けて吹き出すことでフロントガラスの曇りを防止でき、第２空気通路へ導入された内気を冷媒凝縮器で加熱してフット吹出口より乗員の足元へ吹き出すことで所望の暖房効果が得られる。この第２空気通路へ導入される内気は、外気より高温であるため、外気を加熱して暖房を行う場合より小さな暖房能力で同等の暖房効果を得ることができる。
一方、冷房時には、第１空気通路及び第２空気通路の冷媒蒸発器と冷媒凝縮器との間にフェイス吹出口が開口しているため、冷媒凝縮器を通過することなくフェイス吹出口から乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すことができる。この結果、冷房時の通風抵抗を従来より小さくできるため、送風機の消費電力を減らすことができる。
また、冷媒凝縮器を通過することなくフェイス吹出口から冷風を吹き出すことができるため、冷媒凝縮器に冷媒を常時流すことができる。言い換えれば、冷房時に冷媒凝縮器を流れる冷媒を遮断する必要がない。この結果、冷媒が流通する配管経路を簡素化して部品点数を削減できる。
さらに、フェイス吹出口の開閉と、冷媒凝縮器へ空気を導入する第１空気通路及び第２空気通路の開閉とを併用する開閉手段を有している。これにより、それぞれ専用の開閉手段を設ける必要がないため、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
また、フット吹出口を開閉するフットドアは、フット吹出口を全開した状態の時に、仕切壁の役割を兼ねることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の車両用空調装置を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は車両用空調装置の全体構成図、図２はダクトの模式図である。
本実施例の車両用空調装置は、例えば電気自動車に搭載されるもので、空気流を発生する送風機１、この送風機１より送られた空気を車室内へ導くダクト２、このダクト２内を流れる空気を冷却及び加熱するヒートポンプ式冷凍サイクル３、エアコン操作パネル４（図３参照）での各種操作に基づいて各空調機器の作動をコントロールする空調用制御装置５（図４参照）等より構成される。
【００１２】
送風機１は、図２に示す様に、空気導入口（下述する）を有するブロワケース６、このブロワケース６に収容された２基の遠心式ファン（以下、第１ファン７、第２ファン８と言う）、及び各ファン７、８を回転駆動するブロワモータ９より成る。
空気導入口は、車室内の空気（以下内気と言う）を導入する内気導入口１０、１１が２か所と、車室外の空気（以下外気と言う）を導入する外気導入口１２が１か所形成されている。一方の内気導入口１０と外気導入口１２は、第１ファン７に対応して設けられ、ブロワケース６に回転自在に支持された内外気切替ドア１３によって開閉される。また、他方の内気導入口１１は、第２ファン８に対応して設けられて常時開口している。
【００１３】
ダクト２内には、送風機１より空気下流側に冷房用熱交換器１４が配置され、この冷房用熱交換器１４より更に空気下流側に暖房用熱交換器１５が配置されている。冷房用熱交換器１４は、冷凍サイクル３の冷媒蒸発器であり、冷房運転モード及び除湿運転モード時にダクト２内を流れる空気（冷房用熱交換器１４を通過する空気）を冷房用熱交換器１４内を流れる冷媒との熱交換によって冷却する。暖房用熱交換器１５は、冷凍サイクル３の室内凝縮器であり、暖房運転モード及び除湿運転モード時にダクト２内を流れる空気（暖房用熱交換器１５を通過する空気）を暖房用熱交換器１５内を流れる冷媒との熱交換によって加熱する。
【００１４】
このダクト２は、送風機１より送られた送風空気を乗員の上半身へ向けて吹き出すフェイス吹出口１６、フロントガラスへ向けて吹き出すデフロスタ吹出口１７、及び乗員の足元へ向けて吹き出すフット吹出口１８が設けられるとともに、フェイス吹出口１６を開閉するフェイスドア１９、デフロスタ吹出口１７を開閉するデフロスタドア２０、及びフット吹出口１８を開閉するフットドア２１が設けられている。但し、デフロスタ吹出口１７とフット吹出口１８は、暖房用熱交換器１５より空気下流側に設けられ（図１参照）、フェイス吹出口１６は暖房用熱交換器１５と冷房用熱交換器１４との間に設けられている（図２参照）。
【００１５】
また、フェイスドア１９は、フェイス吹出口１６の開閉のみならず、暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断可能に作動する。即ち、フェイスモード時には、フェイスドア１９がフェイス吹出口１６を全開（暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断）することで、冷房用熱交換器１４を通過した空気がフェイス吹出口１６より吹き出され、フットモード時及びデフロスタモード時には、フェイスドア１９が暖房用熱交換器１５の空気流入側を全開（フェイス吹出口１６を全閉）することで、冷房用熱交換器１４を通過した空気が暖房用熱交換器１５へ導入される。
【００１６】
ダクト２の内部は、図２に示す様に、冷房用熱交換器１４の空気上流側から暖房用熱交換器１５の空気下流側までの間が仕切壁２２によって上下二段に仕切られ、その上段側の通路（以下第１空気通路２３と言う）を第１ファン７の回転によって発生した送風空気が流れ、下段側の通路（以下第２空気通路２４と言う）を第２ファン８の回転によって発生した送風空気が流れる。但し、冷房用熱交換器１４と暖房用熱交換器１５は、それぞれ第１空気通路２３と第２空気通路２４の両方に渡って配されている。また、デフロスタ吹出口１７は、第１空気通路２３の空気下流側に開口し、フット吹出口１８は第２空気通路２４の空気下流側に開口し、フェイス吹出口１６は、冷房用熱交換器１４と暖房用熱交換器１５との間で第１空気通路２３と第２空気通路２４の両方に開口している。
なお、前記のフットドア２１は、フット吹出口１８を全開した状態の時（図２の一点鎖線で示す位置）に仕切壁の役割も兼ねることができる。
【００１７】
冷凍サイクル３は、前記の冷房用熱交換器１４（冷媒蒸発器）と暖房用熱交換器１５（室内凝縮器）の他に、冷媒圧縮機２５、室外熱交換器２６、アキュムレータ２７、減圧装置２８、２９、及び電磁弁３０、３１より構成されている。
冷媒圧縮機２５は、図４に示す交流モータ３２を一体に密封ケースに内蔵し、この交流モータ３２によって駆動される。交流モータ３２は、インバータ３３の制御によって回転速度が可変するもので、この交流モータ３２の回転速度に応じて冷媒圧縮機２５の冷媒吐出量（つまり冷媒圧縮機２５の回転数）が変化する。室外熱交換器２６は、車両室外に配置されて、内部を流れる冷媒と電動室外ファン３４により送風される外気とを熱交換する。
【００１８】
アキュムレータ２７は、冷媒圧縮機２５へ還流する冷媒を気液分離して液冷媒を貯留し、気相冷媒のみを冷媒圧縮機２５へ送りだす。
減圧装置２８は、暖房用熱交換器１５と室外熱交換器２６との間の冷媒通路に設置され、暖房運転時に暖房用熱交換器１５から室外熱交換器２６へ流れる冷媒を減圧膨張して、暖房用熱交換器１５のスーパークール量を調節する。
減圧装置２９は、室外熱交換器２６と冷房用熱交換器１４の間の冷媒通路に設置され、冷房運転時に室外熱交換器２６から冷房用熱交換器１４へ流れる冷媒を減圧膨張して、室外熱交換器２６のスーパークール量を調節する。
【００１９】
電磁弁３０は、暖房用熱交換器１５と室外熱交換器２６との間で減圧装置２８と並列に配置されて射る。
電磁弁３１は、減圧装置２９の上流側から減圧装置２９と冷房用熱交換器１４をバイパスしてアキュムレータ２７に接続される冷媒通路に設けられている。
この電磁弁３０及び電磁弁３１は、各運転モードに応じて下記の表１に示す様に作動する（以下余白）。
【表１】

【００２０】
操作パネル４は、車室内の操作性の良い位置に設置されている。
この操作パネル４は、図３に示す様に、各吹出モードを設定する吹出モード切替スイッチ３５、内外気切替ドア１３の切替えを行う内外気切替スイッチ３６、車室内への吹出風量を設定する風量設定スイッチ３７、冷房運転及び暖房運転の起動／停止を指示する冷暖房スイッチ３８、除湿運転の起動／停止を指示する除湿スイッチ３９、及び吹出空気の温度目標値を設定する温度調節レバー４０を備える。
【００２１】
吹出モード切替スイッチ３５は、ダクト２内の空気をフェイス吹出口１６より吹き出させるフェイスモードスイッチ３５Ａ、ダクト２内の空気をフット吹出口１８とデフロスタ吹出口１７より吹き出させるフットモードスイッチ３５Ｂとフット／デフモードスイッチ３５Ｃ、ダクト２内の空気をデフロスタ吹出口１７より吹き出させるデフロスタモードスイッチ３５Ｄからなる。なお、フットモードスイッチ３５Ｂとフット／デフモードスイッチ３５Ｃは、デフロスタ吹出口１７より吹き出させる風量が異なるもので、フットモードの方が少なめに、フット／デフモードの方が多めになる様にデフロスタドア２０の開度を調節している。
【００２２】
内外気切替スイッチ３６は、ダクト２内の第１空気通路２３へ内気を導入する内気モードスイッチ３６Ａ、第１空気通路２３へ外気を導入する外気モードスイッチ３６Ｂからなる。
風量設定スイッチ３７は、例えば風量を３段階に調節するもので、レジスタ等の電気抵抗（図示しない）によってブロワモータ９の回転速度を調節している。冷暖房スイッチ３８は、冷媒圧縮機２５のオン／オフの切替えを行うもので、風量設定スイッチ３７がオン状態で、この冷暖房スイッチ３８とフェイスモードスイッチ３５Ａの両方がオンされると冷凍サイクル３が冷房運転を行い、フットモードスイッチ３５Ｂ、フット／デフモードスイッチ３５Ｃ、及びデフロスタモードスイッチ３５Ｄの何れか１つと冷暖房スイッチ３８の両者がオンされると、冷凍サイクル３が暖房運転を行う様に設定されている。
除湿スイッチ３９は、風量設定スイッチ３７がオン状態で、この除湿スイッチ３９とデフロスタモードスイッチ３５Ｄの両方がオンされると、冷媒圧縮機２５が起動して除湿運転を行う様に設定されている。
【００２３】
温度調節レバー４０は、冷媒圧縮機２５の回転数を調節して車室内へ吹き出す空気の温度を調節するものであるが、本例では、冷媒圧縮機２５の回転数調整を以下の制御方法で行う。
温度調節レバー４０の移動範囲に対して目標蒸発器吹出温度あるいは目標高圧圧力を割り振り、冷房運転時には、冷房用熱交換器１４から吹き出す空気の温度を目標蒸発吹出温度とし、図３（ａ）に示す様に、左端は低く右に移動するに連れて高くなるよう設定し、その目標値になるよう冷媒圧縮機２５の回転数を調整する。また、暖房運転時および除湿運転時には、冷媒圧縮機２５より吐出された冷媒の圧力を目標高圧圧力とし、図３（ｂ）に示す様に、左端は低く右に移動するに連れて高くなるよう設定し、その目標値になるよう冷媒圧縮機２５の回転数を調整する。
【００２４】
空調用制御装置５は、空調制御に係わる各種演算式や制御プログラムがインプットされたマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成される電子制御装置であって、図４に示す様に、乗員によって操作される操作パネル４の操作信号に従って各電気部品（ブロワモータ９、インバータ３３、電動室外ファン３４、電磁弁３０、３１、内外気切替ドア１３を駆動するアクチュエータ４１、フェイスドア１９を駆動するアクチュエータ４２、デフロスタドア２０とフットドア２１を駆動するアクチュエータ４３等）の通電制御を行う。
【００２５】
次に、本実施形態の作動を説明する。
（冷房運転）
乗員により操作パネル４のフェイスモードスイッチ３５Ａと冷暖房スイッチ３８がオンされ、風量設定スイッチ３７がオンされると、冷凍サイクル３が冷房運転を行うとともに、フェイスドア１９が暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断する（つまりフェイス吹出口１６を全開する）。
冷凍サイクル３では、冷媒圧縮機２５で圧縮された高温高圧のガス冷媒が暖房用熱交換器１５と電磁弁３０を通って室外熱交換器２６へ流入し、この室外熱交換器２６で電動室外ファン３４により送風される外気と熱交換されて凝縮液化する。液化された冷媒は、減圧装置２９で減圧されて冷房用熱交換器１４に流入し、冷房用熱交換器１４内を流れる際に送風機１により送風された空気と熱交換して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、アキュムレータ２７に流入した後、冷媒圧縮機２５に吸引される（この冷房運転時の冷媒の流れを図１に矢印Ｃで示す）。
【００２６】
冷房用熱交換器１４で冷やされた空気は、フェイス吹出口１６より車室内へ吹き出されて車室内を冷房する。なお、この冷房運転モードでは、暖房用熱交換器１５に高温高圧のガス冷媒が循環しているが、フェイスドア１９によって暖房用熱交換器１５への送風通路が遮断され、且つ暖房用熱交換器１５より空気上流側に開口するフェイス吹出口１６から冷風が吹き出されるため、暖房用熱交換器１５周辺の温かい空気が冷風に混入することはない。
【００２７】
（暖房運転）
乗員により操作パネル４のフットモードスイッチ３５Ｂ、フット／デフモードスイッチ３５Ｃ、及びデフロスタモードスイッチ３５Ｄの何れか１つと冷暖房スイッチ３８の両者がオンされ、風量設定スイッチ３７がオンされると、冷凍サイクル３が暖房運転を行うとともに、フェイスドア１９がフェイス吹出口１６を閉じる（つまり暖房用熱交換器１５の空気流入側を開く）。
冷凍サイクル３では、冷媒圧縮機２５で圧縮された高温高圧のガス冷媒が暖房用熱交換器１５に流入し、ここで暖房用熱交換器１５を通過する空気と熱交換されて凝縮液化する。液化された冷媒は、減圧装置２８で減圧されて室外熱交換器２６に流入し、この室外熱交換器２６で電動室外ファン３４により送風される外気と熱交換されて蒸発する。蒸発したガス冷媒は、電磁弁３１を通ってアキュムレータ２７に流入した後、冷媒圧縮機２５に吸引される（この暖房運転時の冷媒の流れを図１に矢印Ｈで示す）。
【００２８】
暖房用熱交換器１５で加熱された空気は、フット吹出口１８あるいはデフロスタ吹出口１７より車室内へ吹き出されて車室内を暖房する。
なお、フットモード時及びフット／デフモード時において操作パネル４の外気モードスイッチ３６Ｂを選択した場合、ダクト２内の第１空気通路２３には外気導入口１２からフレッシュな外気が導入され、冷房用熱交換器１４を通過した後、暖房用熱交換器１５で加熱されてデフロスタ吹出口１７よりフロントガラスへ向けて吹き出される。一方、ダクト２内の第２空気通路２４には内気導入口１１から内気が導入され、冷房用熱交換器１４を通過した後、暖房用熱交換器１５で加熱されてフット吹出口１８より乗員の足元へ向けて吹き出される。
【００２９】
（除湿運転）
乗員により操作パネル４のデフロスタモードスイッチ３５Ｄと除湿スイッチ３９がオンされ、風量設定スイッチ３７がオンされると、冷凍サイクル３が除湿運転を行うとともに、フェイスドア１９がフェイス吹出口１６を閉じる（つまり暖房用熱交換器１５の空気流入側を開く）。
冷凍サイクル３では、冷媒圧縮機２５で圧縮された高温高圧のガス冷媒が暖房用熱交換器１５に流入し、ここで暖房用熱交換器１５を通過する空気と熱交換されて凝縮する。さらに暖房用熱交換器１５から流出した冷媒は、電磁弁３０を通って室外熱交換器２６に流入し、ここで電動室外ファン３４により送風される外気と熱交換されて液化する。液化した冷媒は減圧装置２９で減圧されて冷房用熱交換器１４に流入し、冷房用熱交換器１４内を流れる際に送風機１により送風された空気と熱交換して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、アキュムレータ２７に流入した後、冷媒圧縮機２５に吸引される（この除湿運転時の冷媒の流れを図１に矢印Ｄで示す）。
ダクト２内を流れる空気は、冷房用熱交換器１４で冷却、除湿された後、暖房用熱交換器１５によって再加熱されるため、湿度の低い温風がデフロスタ吹出口１７より吹き出されてフロントガラスの曇りを防ぐことができる。
【００３０】
（第１の実施形態の効果）
この実施形態では、冷房用熱交換器１４と暖房用熱交換器１５との間にフェイス吹出口１６を設けて、このフェイス吹出口１６を開閉するフェイスドア１９によって冷房時に暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断できる。これにより、冷房時に冷房用熱交換器１４を通過して冷やされた空気は、暖房用熱交換器１５を通ることなくフェイス吹出口１６から車室内へ吹き出すことができる。この結果、フェイスモード時におけるダクト２内の通風抵抗を大幅に低減できるため、大きな風量を必要とする冷房時の送風機１の消費電力を減らすことができる。
【００３１】
また、冷房時にフェイスドア１９によって暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断できるため、暖房用熱交換器１５を流れる冷媒を遮断する必要がない。つまり、冷房時に暖房用熱交換器１５を高温高圧の冷媒が循環しても、その暖房用熱交換器１５で加熱された温風がフェイス吹出口１６から車室内へ流れることはなく、冷房感が損なわれることはない。この結果、四方弁等の冷媒切替手段が不要となり、冷媒が流通する配管経路を簡素化できるため部品点数を削減できる。また、フェイスドア１９をフェイス吹出口１６の開閉と暖房用熱交換器１５の空気通路の開閉とに併用することで、暖房用熱交換器１５の空気通路を開閉する専用の開閉手段が不要となることからも、部品点数の削減によるコストダウンを図ることができる。
【００３２】
更に、本実施形態の車両用空調装置は、ダクト２内に外気を導入可能な第１空気通路２３と内気のみを導入する第２空気通路２４とを形成し、第１空気通路２３を流れる空気は主にデフロスタ吹出口１７より吹き出され、第２空気通路２４を流れる空気は主にフット吹出口１８より吹き出される。このため、暖房運転時には、車室内の比較的温度の高い内気を第２空気通路２４へ吸引し、暖房用熱交換器１５で加熱した後、フット吹出口１８から乗員の足元に吹き出すことができるため、暖房負荷を小さく抑えることができる。また、車室外の比較的湿度の低い外気を第１空気通路２３へ吸引して加熱した後、デフロスタ吹出口１７からフロントガラスへ吹き出すことにより、フロントガラスの曇りを抑えることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
本実施形態は、第１ファン７と第２ファン８とをそれぞれ専用のブロワモータ９Ａ、９Ｂで駆動する例を示すものである。
【００３４】
（第３の実施形態）
図６は車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
本実施形態は、第１ファン７と第２ファン８とを一体化して共通のブロワモータ９で駆動する例を示すものである。
なお、上記の各実施形態では、フェイス吹出口１６を第１、第２空気通路２３、２４の両方に設けた場合について説明したが、いずれか一方の空気通路にのみ設けるようにしても良い。
【００３５】
（第４の実施形態）
図７は車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
本実施形態は、第１空気通路２３に開口するフェイス吹出口１６Ａを開閉するフェイスドア１９Ａと、第２空気通路２４に開口するフェイス吹出口１６Ｂを開閉するフェイスドア１９Ｂとを各々独立に駆動できる構成として、バイレベルモードを選択できる様にした一例である。
そのバイレベルモード時には、フェイスドア１９Ａを、フェイス吹出口１６Ａを全開する位置に制御し、フェイスドア１９Ｂを、フェイス吹出口１６Ｂを全閉する位置に制御することにより、フェイス吹出口１６Ａとフット吹出口１８の両方から空調空気を吹き出すことができる。
【００３６】
（第５の実施形態）
図８は車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
本実施形態は、ダクト２内を二層に仕切ることなく、図８に示す様に、単層流ユニットを構成するものである。この場合、上記各実施形態と同様に、フェイス吹出口１６が冷房用熱交換器１４と暖房用熱交換器１５との間に開口し、そのフェイス吹出口１６を開閉するフェイスドア１９によって暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断可能に設けられている。
これにより、冷房用熱交換器１４に常時冷媒が流れていても、冷房運転時にフェイスドア１９がフェイス吹出口１６を全開して暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断することにより、冷房用熱交換器１４で冷却された冷風をフェイス吹出口１６より乗員の上半身へ向かって吹き出すことができる。また、フェイスドア１９によって暖房用熱交換器１５への送風通路が遮断され、且つ暖房用熱交換器１５より空気上流側に開口するフェイス吹出口１６から冷風が吹き出されるため、暖房用熱交換器１５周辺の温かい空気が冷風に混入することはない。
【００３７】
（第６の実施形態）
図９は車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
本実施形態は、図９に示す様に、ダクト２内の暖房用熱交換器１５から空気下流端までの間が仕切板４４で二層に仕切られて、冷風通路４５と温風通路４６とが形成されている。冷風通路４５は、暖房用熱交換器１５の空気上流側より暖房用熱交換器１５の側方を通って冷風が流れる通路で、その空気下流端にフェイス吹出口１６が設けられている。温風通路４６は、暖房用熱交換器１５で加熱された空気が流れる通路で、その空気下流端にデフロスタ吹出口１７とフット吹出口１８とが設けられ、吹出口切替ドア４７によって選択的に開閉される。また、ダクト２内には、冷風通路４５を開閉するとともに、暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断できる冷風ドア４８が配設されている。
【００３８】
この構成によれば、冷房運転時に冷風ドア４８を暖房用熱交換器１５の空気流入側を遮断する位置（図９の実線で示す位置）に制御することにより、冷房用熱交換器１４で冷却された冷風が暖房用熱交換器１５を通過することなく、冷風通路４５を通ってフェイス吹出口１６へ供給される。従って、暖房用熱交換器１５に常時冷媒が流れていても、フェイス吹出口１６より冷風を吹き出すことができる。また、冷風ドア４８によって暖房用熱交換器１５の空気流入側が遮断されるため、暖房用熱交換器１５周辺の温かい空気が冷風に混入することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である。
【図３】操作パネルの平面図である。
【図４】制御系に係わるブロック図である。
【図５】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である（第２実施形態）。
【図６】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である（第３実施形態）。
【図７】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である（第４実施形態）。
【図８】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である（第５実施形態）。
【図９】車両用空調装置の送風経路を示す模式図である（第６実施形態）。
【図１０】四方弁を用いた冷凍サイクルを適用した空調装置の模式図である。
【図１１】四方弁を廃止した冷凍サイクルを適用した空調装置の模式図である。
【符号の説明】
２ ダクト
３ 冷凍サイクル
１４ 冷房用熱交換器（冷媒蒸発器）
１５ 暖房用熱交換器（冷媒凝縮器）
１６ フェイス吹出口
１７ デフロスタ吹出口
１８ フット吹出口
１９ フェイスドア（開閉手段／開閉ドア）
２３ 第１空気通路
２４ 第２空気通路
４５ 冷風通路
４８ 冷風ドア（開閉ドア）

Claims (2)

1. 乗員の上半身へ向けて空気を吹き出すフェイス吹出口、フロントガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口、及び乗員の足元へ向けて空気を吹き出すフット吹出口を有するダクトと、
   このダクト内に配され、内部を流れる低温冷媒との熱交換によって空気を冷却する冷媒蒸発器、前記ダクト内で前記冷媒蒸発器の空気下流側に配され、内部を流れる高温冷媒との熱交換によって空気を加熱する冷媒凝縮器を有し、この冷媒凝縮器に常時冷媒が流れる様に構成された冷凍サイクルとを備えた車両用空調装置であって、
   前記ダクトは、外気が導入可能に設けられて前記冷媒凝縮器を通過した空気を前記デフロスタ吹出口へ導く第１空気通路と、内気が導入可能に設けられて前記冷媒凝縮器を通過した空気を前記フット吹出口へ導く第２空気通路とを有し、
   前記フェイス吹出口は、前記第１空気通路及び前記第２空気通路の前記冷媒凝縮器より空気上流側に開口しており、
   さらに、前記フェイス吹出口の開閉と、前記冷媒凝縮器へ空気を導入する前記第１空気通路及び前記第２空気通路の開閉とを併用する開閉手段を有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 乗員の上半身へ向けて空気を吹き出すフェイス吹出口、フロントガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口、及び乗員の足元へ向けて空気を吹き出すフット吹出口を有するダクトと、
   このダクト内に配され、内部を流れる低温冷媒との熱交換によって空気を冷却する冷媒蒸発器、前記ダクト内で前記冷媒蒸発器の空気下流側に配され、内部を流れる高温冷媒との熱交換によって空気を加熱する冷媒凝縮器を有し、この冷媒凝縮器に常時冷媒が流れる様に構成された冷凍サイクルとを備えた車両用空調装置であって、
   前記ダクトは、前記冷媒蒸発器の空気上流側から前記冷媒凝縮器の空気下流側までの間が仕切壁によって仕切られ、外気が導入可能に設けられて前記冷媒蒸発器と前記冷媒凝縮器とを通過した空気を前記デフロスタ吹出口へ導く第１空気通路と、内気が導入可能に設けられて前記冷媒蒸発器と前記冷媒凝縮器とを通過した空気を前記フット吹出口へ導く第２空気通路とを有し、
   前記冷媒蒸発器は前記第１空気通路と前記第２空気通路との両方に渡って配されており、
   前記冷媒凝縮器は前記第１空気通路と前記第２空気通路との両方に渡って配されており、
   前記フェイス吹出口は、前記第１空気通路及び前記第２空気通路の前記冷媒蒸発器と前記冷媒凝縮器との間に開口しており、
   さらに、前記フェイス吹出口の開閉と、前記冷媒凝縮器へ空気を導入する前記第１空気通路及び前記第２空気通路の開閉とを併用する開閉手段と、
   前記フット吹出口を開閉し、前記フット吹出口を全開した状態の時に前記仕切壁の役割も兼ねるフットドアとを有することを特徴とする車両用空調装置。

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