JP4391874B2 - 車両の空調装置 - Google Patents
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Description
空調ユニット100によれば、ブロアファン101を回転して、第1、第2の導入用ドア102,103の開閉を調整することで、外気や内気(以下、「導入エア」という)をブロアファン101に導く。
この導入エアをブロアファン101でエバポレータ105に導き、導入エアをエバポレータ105で冷却するとともに除湿する。
所望の温度に調整した導入エアを、例えば、第1〜第3の吹出用ドア111,112,113のうち、第3吹出用ドア113を開いて第3通路114を経て吹出口(図示せず)から車室内に吹き出す。
内気排出通路118の導入口118aから導入した内気を、熱交換器120を通過させて、内気排出通路118の排出口118b側に導く。
内気排出通路118の排出口118bを通過した内気は、ドア121に備えた通路122を経て通路122の排出口122aから外部に排出する。
これにより、車室から排出する内気の熱を利用して、外気の温度を高め、温度を高めた外気をブロアファン101に導くことで暖房効果を高める。
このエアアウトレットバルブによれば、車室の内圧が規定値まで上昇していない場合には、弾性部材のばね力でルーバーを閉じた状態を保つ。
ルーバーの開口から外部に放熱された熱は、空調ユニット100に導入する外気の温度を高める熱として利用することはできない。
このため、車室内から排出する内気と、空調ユニット100に導入する外気との熱交換を効率よくおこなうことができる技術の実用化が望まれていた。
よって、車室内の内気のうち、排出する全ての内気を内気排出通路に導き、導いた内気を内気排出通路の途中の熱交換器を経て車外に排出する。
これにより、熱交換器において、車室内から排出する内気と、車室内に導入する外気との熱交換性を高めることができる。
具体的には、ドアが開放されたときには、車室内の内圧が下がるので、エアアウトレット手段を開けるように制御して、内圧を好適に保つ。
ここで、内気状態としては、一例として、内圧状態が考えられる。
また、内気排出通路に内気排出ファンを設けることで、内気排出ファンで車室内からの内気の排出量を確保する。
これにより、車室内の内気のうち、排出する内気を、車室内に残さないように排出することができる。
外気の導入量を増やすことで、開口部から排出した内気の分を補充することが可能になる。よって、車室内の内気が、新鮮な外気と短時間で入れ替わり、車室内の環境条件を好適に保つことができる。
加えて、請求項1に係る発明では、内気排出ファンを設けることで、車室内の内気のうち、排出する内気を、車室内に残さないように排出することができ、車室の内気を好適な状態に保つことができるという利点がある。
これにより、車室内の内気が、新鮮な外気と短時間で入れ替わり、車室内の環境条件を好適に保つことができるという利点がある。
図1は本発明に係る車両の空調装置を備えた車両を示す側面図である。
車両の空調装置10は、車体11の前部12でインストルメントパネル13の前方に空調ユニット15を設け、車体11の後部16でトランクルーム17の隔壁18にエアアウトレット手段20を備え、車体11の下部19に左右のフロントサイドドア(ドア)21,21の開閉を検知する前ドア開閉検知スイッチ22,22を備え、車体11の下部19に左右のリヤサイドドア(ドア)23の開閉を検知する後ドア開閉検知スイッチ24,24を備え、車体11の床面を構成するフロア31に、二酸化炭素(CO2)の濃度を検知する濃度検知センサー26を備え、車体11のルーフ25に車室27内の内圧を検知する内圧検知センサー28を備え、前後のドア開閉検知スイッチ22…,24…、濃度検知センサー26、内圧検知センサー28から信号に基づいてエアアウトレット手段20を制御する制御手段30を備える。
空調ユニット15は、ケーシング41内の略中央にブロアファン42を備え、ブロアファン42の上流側に外気導入通路43を備え、外気導入通路43の第1外気導入口44側に外気導入ファン(外気流量調整手段)45を備え、外気導入通路43の途中に熱交換器46を備え、外気導入通路43のブロアファン42近傍に第2外気導入口47および内気導入口48を備え、第2外気導入口47および内気導入口48にそれぞれ外気導入用ドア51および内気導入用ドア52を備え、外気導入通路43に隣接して内気排出通路53を備え、内気排出通路53の内気導入口54をブロアファン42の近傍に備え、内気導入口54に内気排出用ドア55を備え、内気排出通路53の途中に熱交換器46を備え、内気排出通路53の内気排出口56側に内気排出ファン(内気流量調整手段)57を備える。
内気排出ファン57は、内気排出通路53の内気排出口56から外部に向けて内気を送るものである。
この圧力の低い部位に、内気排出ファン57に連通する排出口58を臨ませることで、排出口58から内気を効率よく排出することが可能になる。
前記圧力の低い部位としては、一例として右フロントフェンダ59(図1参照)などが該当する。
この熱交換器46によれば、熱交換器46の第1通路に内気を通過させるとともに、熱交換器46の第2通路に外気を通過させることで、内気排出通路53を流れる内気と、外気導入通路43を流れる外気との熱交換をおこなうことができる。
ミックスチャンバー64の下流側に第1〜第3の通路65,66,67を備え、第1〜第3の通路65,66,67に第1〜第3の吹出用ドア71,72,73を備え、第1〜第3の通路65,66,67のそれぞれの出口を吹出口(図示せず)に連通する。
導入エアをブロアファン42でエバポレータ61に送り、エバポレータ61で導入エアを冷却するとともに除湿する。
所望の温度に調整した導入エアを、第1〜第3の吹出用ドア71,72,73で制御して、一例として、第3通路67を介して吹出口(図示せず)から車室27内に吹き出す。
よって、車室27から排出する内気の熱を利用して、外気の温度を高め、温度を高めた外気をブロアファン42に導くことが可能になる。これにより、空調ユニット15の暖房効果の向上を図ることができる。
これにより、車室27から排出する内気を利用して外気を冷却し、冷却した外気をブロアファン42に導くことが可能になる。これにより、空調ユニット15の冷房効果の向上を図ることができる。
左右のフロントサイドドア21,21の近傍に、それぞれのドア21,21の開閉を検知する前ドア開閉検知スイッチ22,22を備え、さらに左右のリヤサイドドア23,23の近傍に、それぞれのドア23,23の開閉を検知する後ドア開閉検知スイッチ24,24を備える。
濃度検知センサー26は、車室27内のCO2濃度(Dm)が規定値(Dr)を超えたとき、CO2濃度(Dm)が規定値(Dr)を超えたことを検知するセンサーである。
内圧検知センサー28は、車室27の内圧(Pm)が規定値(Pr)を超えたとき、内圧(Pm)が規定値(Pr)を超えたことを検知するセンサーである。
車体11の後部16でトランクルーム17(図1参照)の隔壁18にエアアウトレット手段20を備える。このエアアウトレット手段20を図3に基づいて細説する。
エアアウトレット手段20は、車体11(図1参照)に設けた駆動モータ75を備え、駆動モータ75の駆動シャフト76に連結部77を介してエアアウトレットバルブ80を連結したものである。
エアアウトレットバルブ80は、駆動シャフト76に連結部77を介して回転軸78を連結し、回転軸78に固定プレート79の嵌合孔81を嵌合し、回転軸78に回転プレート82の取付孔83を嵌合したものである。
回転プレート82は、外周を固定プレート82に合わせて円状に形成し、回転軸78と一体に回転可能に回転軸78取り付け、回転軸78に介して対称の位置に一対の開口86,86を形成したものである。
また、固定プレート79の開口84…と回転プレート82の開口86…とを90°ずらした状態において、駆動モータ75を回転することにより、回転軸78で回転プレート82を回転する。
これにより、固定プレート79の開口84,84と、回転プレート82の開口86,86とを重ね合わせることで通路87,87(図6(b)参照)が全開して、図1、図2に示す開口部85を開くことが可能である。
図4は本発明に係る車両の空調装置の作用を説明するフローチャートであり、図中ST××はステップ番号を示す。
ST01;初期設定をする。例えば、右フロントサイドドア21を閉じた状態、空調ユニット15をオンの状態、外気導入ファン45を中速状態、内気排出ファン57を中速、エアアウトレットを閉じた状態(すなわち、開口部85を閉じた状態)に設定する。
ST03;車室27内の「CO2濃度」の規定値(Dr)を設定する。
なお、前ドア開閉検知スイッチ22がオンの場合、右フロントサイドドア21は開いた状態になり、前ドア開閉検知スイッチ22がオフの場合、右フロントサイドドア21は閉じた状態になる。
ST06;吸気・排気ファンを停止する。
ST09;吸気・排気ファンを駆動する。その後、ST04に戻り、ST04〜ST09の工程を順次繰り返す。
ST10;車室27内の「CO2濃度」Dmを規定値Drと比較し、Dm>Drか否かを判断する。Dm>Drの場合ST11に進み、Dm>Drでない場合ST04に戻る。
ST12;吸気・排気ファンの回転を最大に上げる。
ST15;吸気・排気ファンの回転を中速に復帰する。その後、ST04に戻り、ST04〜ST09の工程を順次繰り返す。
なお、この制御は、空調ユニット15のメインスイッチ(図示せず)をオフにすることで終了する。
図5(a),(b)は本発明に係る車両の空調装置の使用中に右フロントサイドドアを開ける状態を説明する図であり、ST04を示す。
(a)は、右フロントサイドドア21を閉じ、エアアウトレット手段20を閉じた状態(すなわち、開口部85を閉じた状態)を示す。
これにより、車室27内を気密性を高めた状態に保つ。よって、車室27内を、内気排出通路53のみを介して外部と連通した状態を保つ。
すなわち、空調ユニット15を暖房状態、外気導入ファン45の回転を中速、内気排出ファン57の回転を中速に設定する。
この状態において、車室27内の内気は温度が高い状態に保たれている。
この外気をブロアファン42で、図2に示すエバポレータ61やヒートコア62に向けて矢印cの如く導く。エバポレータ61やヒートコア62に外気を通すことで、除湿状態で、かつ所望の温度まで高めた外気を車室27内に吹き出す。
内気排出通路53に導いた内気を、矢印eの如く熱交換器46を経て内気排出口56から排出口58(図2参照)に導き、排出口58から外部に排出する。
内気排出通路53に内気排出ファン57を備えることで、車室57内の内気のうち、排出する内気を、車室27内に残さないように排出することができる。
これにより、車室27の内気を好適な状態に保つことができる。
よって、車室27から排出する内気の熱を利用して、外気の温度を高め、温度を高めた外気をブロアファン42に導くことが可能になる。
なお、車室27内を冷却する際にも、車室27内を暖房する場合と同様に、内気と外気との熱交換性を高めることができる。
制御手段30から、エアアウトレット手段20の駆動モータ75に、エアアウトレットバルブ80を開くように駆動モータ75を制御する開駆動信号を伝える。
(a)において、固定プレート79の開口84…と回転プレート82の開口86…とが90°ずらした状態に配置されており、エアアウトレットバルブ80が閉じた状態に保たれている。
駆動シャフト76が正転することで、連結部77を介して回転軸78を正転する。回転軸78が正転することで、回転プレート82が矢印gの如く正転する。
これにより、エアアウトレットバルブ80の通路87,87が全開して、開口部85を開く(7(a)参照)。
回転プレート82が90°正転したとき、制御手段30から駆動モータ75に停止信号を伝えることで、駆動モータ75を停止する。
よって、右フロントサイドドア21を開けた際に、右フロントサイドドア21を開けることで形成された隙間から比較的多量の内気が瞬時に排出されても、開口部85から車室27内に外気を導入することで、車室27内の内圧を好適に保つことができる。
(a)において、エアアウトレットバルブ80の通路87,87を全開した後、外気導入ファン45を停止するとともに、内気排出ファン57を停止する。
右フロントサイドドア21を矢印hの如く閉じることにより、前ドア開閉検知スイッチ22がオフになり、前ドア開閉検知スイッチ22からオフ信号が制御手段30に伝わる。
制御手段30から、エアアウトレット手段20の駆動モータ75に、エアアウトレットバルブ80を閉じるように駆動モータ75を制御する閉駆動信号を伝える。
駆動シャフト76が逆転することで、連結部77を介して回転軸78を逆転する。回転軸78が逆転することで、回転プレート82が矢印iの如く逆転する。
(a)において、右フロントサイドドア21(図7(a)参照)を閉じる際に、車室27内の内圧をある程度上げておいて、右フロントサイドドア21の閉塞速度を内圧で好適に抑え、右フロントサイドドア21を良好に閉じることが望ましい。
すなわち、エアアウトレットバルブ80の固定プレート79の開口84…に対して、回転プレート82の開口86…を僅かに重ね合わせた状態にする。
これにより、エアアウトレットバルブ80の通路87,87を小さくする。
加えて、車室27内の内圧を好適に保つことで、右フロントサイドドア21の閉塞速度を良好に抑え、右フロントサイドドア21を良好に閉じることができる。
右フロントサイドドア21(図8(b)参照)が閉じた後、回転プレート82の開口86…が、固定プレート79の開口84…に対して90°ずれるまで、回転プレート82を90°逆転する。
エアアウトレットバルブ80を閉じて、開口部85を閉じた状態に保つ。
これにより、車両の空調装置10は図5(a)の状態に戻り、正常の動作を継続する。
これにより、図5(a)で説明したように、内気排出通路53のみを介して外部と連通した状態を保つ。
よって、熱交換器46の熱交換性を高め、空調ユニット15の暖房効果の向上を図ることができる。
車室27内のCO2濃度(Dm)が規定値(Dr)を超えた場合、濃度検知センサー26でCO2濃度(Dm)が規定値(Dr)を超えたことを検知する。
これにより、図6で説明したように、エアアウトレットバルブ80の通路87,87を全開にして、開口部85を開いた状態に保つ。
これにより、外気の導入量を増やすことで、開口部85から排出した内気の分を補充することが可能になる。
このように、開口部85から排出した内気の分を補充することで、車室27内の環境条件を好適に保つことができる。
濃度検知センサー26から制御手段30に検知信号を伝えることを停止する。制御手段30からエアアウトレット装置20の駆動モータ75にエアアウトレットバルブ80を閉状態になるように駆動する閉駆動信号を伝える。
エアアウトレットバルブ80を閉じた後、外気導入ファン45の回転を中速に戻すとともに、内気排出ファン57の回転を中速に戻す。
これにより、車両の空調装置10は、通常の状態に戻り、正常の動作を継続する。
なお、内圧(Pm)の制御は、前述したCO2濃度(Dm)の制御と略同じなので、フローチャートによる説明は省く。
図5(a)において、車室27の内圧(Pm)が規定値(Pr)を超えた場合、内圧検知センサー28で、内圧(Pm)が規定値(Pr)を超えたことを検知する。
開いた開口部85から内気を排出することで、内圧(Pm)が規定値(Pr)より低くなる。
内圧検知センサー28から制御手段30に検知信号を伝えることを停止する。制御手段30からエアアウトレット装置20の駆動モータ75にエアアウトレットバルブ80を閉状態になるように駆動する閉駆動信号を伝える。
これにより、車両の空調装置10は通常の状態に戻り、正常の動作を継続する。
例えば、内圧検知センサー28をフロア31に備えた場合でも同様の効果を得ることができる。
Claims (3)
- 車外から外気導入通路を経て外気を導入し、導入した外気を加熱または冷却して車室内に吹き出すとともに、この車室内の内気を内気排出通路を経て車外に排出する際に、この内気排出通路に導入した内気と、前記外気導入通路に導入した外気との熱交換をおこなう熱交換器を備えた車両の空調装置において、
前記外気導入通路に外気の導入量を制御する外気導入ファンを設け、
前記内気排出通路に内気の排出量を制御する内気排出ファンを設け、
ドアの開閉を検知するドア開閉検知センサーを設け、
前記車室内の内圧を検知する内圧検知センサーを設け、
前記車室内の内気を車外に排出する開口部を設けるとともに、この開口部を開閉可能なエアアウトレット手段を設け、
前記ドア開閉検知センサー、前記内圧検知センサーの信号に基づいて前記エアアウトレット手段、前記外気導入ファンおよび前記内気排出ファンを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、
前記ドアが閉じているときに前記外気導入ファンおよび前記内気排出ファンを駆動させ、かつ前記エアアウトレット手段の開口部を車室の内圧が規定値を超えるまで閉じるように制御し、
前記ドアが開いているときに前記外気導入ファンおよび前記内気排出ファンを停止させ、かつ前記エアアウトレット手段の開口部を開くように制御することを特徴とする車両の空調装置。 - 前記制御手段は、
前記エアアウトレット手段の開口部を開いた際に、前記外気導入通路への外気の導入量を増やすように前記外気導入ファンを制御することを特徴とする請求項1記載の車両の空調装置。 - 前記車室内の二酸化炭素の濃度を検知する濃度検知センサーを設け、
前記制御手段は、
前記濃度検知センサーからの信号に基づいて前記エアアウトレット手段、前記外気導入ファンおよび前記内気排出ファンを制御可能とし、
前記車室内の二酸化炭素の濃度が規定値を超えたとき、前記外気導入ファンにより導入する流量を増すとともに前記内気排出ファンにより排出する流量を増し、さらに前記エアアウトレット手段の開口部を開くように制御することを特徴とする請求項1記載の車両の空調装置。
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