JP4427859B2

JP4427859B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4427859B2
Application number: JP2000079356A
Authority: JP
Inventors: 素弘山口; 誠司伊藤; 義貴戸松; 泰孝黒田; 康司山中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: US6370898B2; JP2001260635A; DE10112831A1; US20010022092A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するもので、冷媒として二酸化炭素又はプロパン等の炭化水素化合物（可燃性冷媒）を用いたものに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
プロパン等の可燃性冷媒を用いた車両用空調装置として特開平９−１１７３４号公報に記載の発明では、冷媒漏れが発生しているか否かをセンサにより検出し、冷媒漏れが検出されたときには、サーボモータ等の電動アクチュエータを作動させて車室外空気を導入する外気導入口を開くことにより、漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記発明は、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態である車両停止時には、センサ及び電動アクチュエータに電力を供給することができないので、車両停止時に冷媒が漏れ出したときには、対処できない。
【０００４】
これに対して、センサ及び電動アクチュエータに常時、電力を供給するといった手段が考えられるが、この手段は、バッテリに対する電力負荷が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態であるときのように、車両に搭載された電気機器に電力の供給しない状態においても、漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを防止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、請求項１に記載の発明では、車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、第１熱交換器（１２）からフェイス開口部（１７）に至る第１空気通路（Ａ）、第１熱交換器（１２）からフット開口部（１８）に至る第２空気通路（Ｂ）、及び第１熱交換器（１２）からデフロスタ開口部（１９）に至る第３空気通路（Ｃ）のうち、第１熱交換器（１２）から外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）より大きい通風抵抗を有する空気通路（Ｃ）のみを連通させ、かつ、第１熱交換器（１２）から外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させることを特徴とする。
【０００７】
これにより、第１熱交換器（１２）から漏れ出した冷媒を外気導入口（２３）側に流通させることができるので、センサ等の漏れ対策用の機器を設けることなく、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦ状態のときに第１熱交換器（１２）から冷媒が漏れ出しても、簡便な手段でその漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを未然に防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、第１熱交換器（１２）からフェイス開口部（１７）に至る第１空気通路（Ａ）、第１熱交換器（１２）からフット開口部（１８）に至る第２空気通路（Ｂ）、及び第１熱交換器（１２）からデフロスタ開口部（１９）に至る第３空気通路（Ｃ）のうち最も通風抵抗が大きい空気通路（Ｃ）のみを連通させ、かつ、第１熱交換器（１２）から外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させることを特徴とする。
【０００９】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、センサ等の漏れ対策用の機器を設けることなく、簡便な手段でその漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを未然に防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、第１熱交換器（１２）からデフロスタ開口部（１９）に至る空気通路（Ｃ）を連通させ、かつ、第１熱交換器（１２）から外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させることを特徴とする。
【００１１】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、センサ等の漏れ対策用の機器を設けることなく、簡便な手段でその漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを未然に防止できる。
【００１４】
請求項１、２、３に記載の発明では、空調ケーシング（１１）内のうち、第１熱交換器（１２）と３つの開口部（１７〜１９）との間に配設され、空気を加熱する第２熱交換器（１３）と、第１熱交換器（１２）側から第２熱交換器（１３）側に向けて流通する空気を第２熱交換器（１３）を迂回させて流通させるバイパス通路（１４）と、バイパス通路（１４）の連通状態を調節するバイパス量調節手段（１５）とを有し、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、バイパス量調節手段（１５）によりバイパス通路（１４）を閉じることを特徴とする。
【００１５】
これにより、開口部（１７〜１９）側の空気通路における通風抵抗をより一層大きくすることができるので、第１熱交換器（１２）から漏れ出した冷媒を確実に外気導入口（２３）側に流通させることができ、車室内に冷媒が流れ込むことを確実に防止できる。
【００１７】
これにより、例えばイグニッションスイッチのＯＦＦ時に第１熱交換器（１２）から少しづつ漏れ出した空気より重い冷媒を、車室内側の開口部（１７〜１９）より先に外気導入口（２３）から車室外に放出することができるので、車室内に冷媒が流れ込むことをさらに確実に防止できる。
【００１８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図であり、１０は車室内に吹き出す空気の調和を図る空調ユニットであり、２０は空調ユニット１０に空気を送風する送風ユニットである。
【００２０】
そして、１１は車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシングであり、この空調ケーシング１１内には、空調ケーシング１１内を流通する空気を冷却する蒸発器（第１熱交換器）１２及び蒸発器１２の空気流れ下流側に配設されて空気を加熱するヒータコア（第２熱交換器）１３が配設されている。
【００２１】
ここで、蒸発器１２は、冷媒を圧縮した後、減圧してその減圧した冷媒を蒸発蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍サイクルの低圧側の熱交換器であり、ヒータコア１３は、走行用エンジン（図示せず。）の冷却水を熱源として空気を加熱するものである。
【００２２】
因みに、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルを採用しており、この蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界状態となる。
【００２３】
また、空調ケーシング１１内には、蒸発器１２側からヒータコア１３側に（下流側に向けて）流通する空気をヒータコア１３を迂回させて下流側に流通させるバイパス通路１４が設けられており、１５はバイパス通路１４の連通状態を調節するエアミックスドア（バイパス量調節手段）である。
【００２４】
そして、本実施形態では、エアミックスドア１５の開度（連通状態）を調節して蒸発器１２にて冷却された冷風の風量と、ヒータコア１４を通過して加熱された温風の風量とを調節して、車室内に吹き出す空気の温度を調節している。
【００２５】
また、ヒータコア１３及びエアミックスドア１５の空気流れ下流側には、温風と冷風とを混合するエアミックスチャンバ（エアミックス空間）１６が設けられており、このエアミックスチャンバ１６には、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部１７、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部１８、及び車両窓ガラスＷ側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部１９が設けられている。
【００２６】
そして、各開口部１７〜１９は第１〜３吹出モードドア１７ａ〜１９ａにより開閉制御されており、これら吹出モードドア１７ａ〜１９ａを開閉することにより、フェイス開口部１７から空気を吹き出すフェイスモード、フット開口部１８から空気を吹き出すフットモード、及びデフロスタ開口部１９から空気を吹き出すデフモード等を切り換え制御する。
【００２７】
ここで、デフロスタ開口部１９は、複数箇所の縮小・分岐箇所を有し、かつ、比較的長い経路長の長いデフロスタダクト１９ａを介してエアミックスチャンバ１６と連通しているので、デフモードが最も通風抵抗が大きくなり、次いでフットモード、フェイスモードの順に通風抵抗が小さくなる。
【００２８】
なお、フェイスモード時の通風抵抗とは、蒸発器１２、ヒータコア１３及びエアミックスドア１５等からなる吹出空気温度調節部からフェイス開口部１７に至る第１空気通路Ａにおける圧力損失を言い、フットモード時の通風抵抗とは、吹出空気温度調節部からフット開口部１８に至る第２空気通路Ｂにおける圧力損失を言い、デフモード時の通風抵抗とは、吹出空気温度調節部からデフロスタ開口部１９に至る第３空気通路Ｃにおける圧力損失を言う。
【００２９】
一方、送風ユニット２０は空調ユニット１０の空気流れ上流側に配設されており、送風ユニット２０は、遠心式多翼ファンからなる遠心ファン２１、並びに遠心ファン２１の空気流れ上流側に位置して車室内空気を空調ケーシング１１（送風ユニット２０）内に導入する内気導入口２２、車室外空気を空調ケーシング１１内に導入する外気導入口２３及び両道入口２２、２３を開閉する内外気切換ドア２４等から構成されている。
【００３０】
なお、以下、内気導入口２２を開いて内気導入口２２から吹出空気温度調節部に至る第４空気通路Ｄに空気を流通させることを内気モードと呼び、外気導入口２３を開いて外気導入口２３から吹出空気温度調節部に至る第５空気通路Ｅに空気を流通させることを外気モードと呼ぶ。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴的作動を述べる。
【００３２】
イグニッションスイッチ（図示せず。）がＯＦＦ状態（イグニッションコイルや燃料噴射弁等の車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態）においては、それ以前（イグニッションスイッチがＯＮの状態）における吹出モード及び導入空気モードの状態を問わず、吹出モードをデフモードとし、かつ、導入空気モードを外気モードとする。
【００３３】
これにより、イグニッションスイッチのＯＦＦ時に冷媒が蒸発器から漏れ出した場合、その漏れ出した冷媒は、図２に示すように、第３空気空気通路Ｃ及び第５空気通路Ｅ側に向かって流れ出すが、第３空気空気通路Ｃは、前述のごとく、複数箇所の縮小・分岐箇所を有し、かつ、比較的長い経路長の長く通風抵抗が大きいのに対して、第５空気通路Ｅは、遠心ファン２１が通路内に存在するのみで、一般的に通風抵抗を小さく、その通路面積も比較的大きいので、蒸発器から漏れ出した冷媒の多くは、通風抵抗（圧力損失）の小さい第５空気通路Ｅ側に向かって流れる。
【００３４】
したがって、センサ等の漏れ対策用の機器を設けることなく、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態のときに蒸発器から冷媒が漏れ出しても、簡便な手段でその漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを未然に防止できる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、イグニッションスイッチのＯＦＦ時にエアミックスドア１５によりバイパス通路１４を全閉状態とすることにより、蒸発器１２を通過する空気の全量がヒータコア１３を通過するようにして、第３空気空気通路Ｃの圧力損失をより一層大きくして漏れ出した冷媒が車室内に流れ込むことを確実に防止している。
【００３６】
ところで、本実施形態では冷媒して二酸化炭素を採用しており、二酸化炭素は空気の密度より大きいので、本実施形態のごとく、蒸発器１２がデフロスタ開口部１９及び外気導入口２３より低い位置に搭載されている場合には、蒸発器１２から少しづつ漏れ出した冷媒は、上方に拡がっていくように、次第に空調ケーシング１１内に溜まっていく。
【００３７】
そこで、本実施形態では、外気導入口２３をデフロスタ開口部１９より低い位置に設けて空調ケーシング１１内に溜まっていく冷媒が、デフロスタ開口部１９より先に外気導入口２３から空調ケーシング１１（車両用空調装置）外に流出するようにしている。
【００３８】
したがって、イグニッションスイッチのＯＦＦ時に蒸発器１２から少しづつ漏れ出した冷媒が空調ケーシング１１（車両用空調装置）から溢れて車室内側に流出してしまうことを防止できる。
【００３９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いたがプロパン等の可燃性冷媒又はフロン等のその他の物質を冷媒として用いてもよい。
【００４０】
なお、空気より小さい密度を有する物質を冷媒として用いるときは、必ずしも、外気導入口２３をデフロスタ開口部１９より低い位置に設ける必要はない。
【００４１】
また、上述の実施形態では、エアミックスドア１５により温風と冷風との割合を調節することにより吹き出す空気の温度を調節するエアミックス方式の車両用空調装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸発器１２を通過する空気の全量をヒータコア１３に流通させ、ヒータコア１３での加熱度合いを調節することより吹き出す空気の温度を調節するリヒート方式の車両用空調装置にも適用することができる。
【００４２】
また、本発明は、イグニッションスイッチのＯＦＦ時に、外気モードとするとともに、吹出モードを通風抵抗がなるべく大きい吹出モードとして、漏れ出した冷媒が車室内側に流通することを防止するものであるので、上述の実施形態では、仮に、フットモード時（第２空気通路Ｂ）の通風抵抗が外気モード（第５空気通路Ｅ）の通風抵抗より大きいときには、イグニッションスイッチのＯＦＦ時に、外気モードとするとともに、フットモードとしてもよい。
【００４３】
また、本発明では、吹出モードをデフモードとしたが、全閉モードを有する空調装置においては、吹出モードを全閉モードとしてもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態では、空気を加熱する加熱手段としてヒータコア１３を採用したが、蒸気圧縮式冷凍サイクルをヒートポンプ運転させて空気を加熱しても良い。なお、この場合、蒸発器（第１熱交換器）１２は、放熱器として機能する。
【００４５】
また、上述の実施形態では、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態として、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態とは、アクセサリスイッチがＯＦＦ状態も含む意味である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用空調装置において、冷媒漏れが発生したときの冷媒流れを示す模式図である。
【符号の説明】
１２…蒸発器（第１熱交換器）、１３…ヒータコア（第２熱交換器）、
１４…バイパス通路、１５…エアミックスドア（バイパス量調節手段）、
１７…フェイス開口部、１８…フット開口部、１９…デフロスタ開口部、
２２…内気導入口、２３…外気導入口。

Claims

車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、
前記空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記第１熱交換器（１２）から前記フェイス開口部（１７）に至る第１空気通路（Ａ）、前記第１熱交換器（１２）から前記フット開口部（１８）に至る第２空気通路（Ｂ）、及び前記第１熱交換器（１２）から前記デフロスタ開口部（１９）に至る第３空気通路（Ｃ）のうち、前記第１熱交換器（１２）から前記外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）より大きい通風抵抗を有する空気通路（Ｃ）のみを連通させ、かつ、前記第１熱交換器（１２）から前記外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させ、
前記空調ケーシング（１１）内のうち、前記第１熱交換器（１２）と前記３つの開口部（１７〜１９）との間に配設され、空気を加熱する第２熱交換器（１３）と、
前記第１熱交換器（１２）側から前記第２熱交換器（１３）側に向けて流通する空気を前記第２熱交換器（１３）を迂回させて流通させるバイパス通路（１４）と、
前記バイパス通路（１４）の連通状態を調節するバイパス量調節手段（１５）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記バイパス量調節手段（１５）により前記バイパス通路（１４）を閉じることを特徴とする車両用空調装置。
車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、
前記空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記第１熱交換器（１２）から前記フェイス開口部（１７）に至る第１空気通路（Ａ）、前記第１熱交換器（１２）から前記フット開口部（１８）に至る第２空気通路（Ｂ）、及び前記第１熱交換器（１２）から前記デフロスタ開口部（１９）に至る第３空気通路（Ｃ）のうち最も通風抵抗が大きい空気通路（Ｃ）のみを連通させ、かつ、前記第１熱交換器（１２）から前記外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させ、
前記空調ケーシング（１１）内のうち、前記第１熱交換器（１２）と前記３つの開口部（１７〜１９）との間に配設され、空気を加熱する第２熱交換器（１３）と、
前記第１熱交換器（１２）側から前記第２熱交換器（１３）側に向けて流通する空気を前記第２熱交換器（１３）を迂回させて流通させるバイパス通路（１４）と、
前記バイパス通路（１４）の連通状態を調節するバイパス量調節手段（１５）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記バイパス量調節手段（１５）により前記バイパス通路（１４）を閉じることを特徴とする車両用空調装置。
車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１１）と、
前記空調ケーシング（１１）内に配設され、冷媒と空気とを熱交換させる第１熱交換器（１２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部（１７）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部（１８）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ下流側に設けられ、車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部（１９）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室内の空気を導入する内気導入口（２２）と、
前記第１熱交換器（１２）より空気流れ上流側に設けられ、車室外の空気を導入する外気導入口（２３）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記第１熱交換器（１２）から前記デフロスタ開口部（１９）に至る空気通路（Ｃ）を連通させ、かつ、前記第１熱交換器（１２）から前記外気導入口（２３）に至る空気通路（Ｅ）を連通させ、
前記空調ケーシング（１１）内のうち、前記第１熱交換器（１２）と前記３つの開口部（１７〜１９）との間に配設され、空気を加熱する第２熱交換器（１３）と、
前記第１熱交換器（１２）側から前記第２熱交換器（１３）側に向けて流通する空気を前記第２熱交換器（１３）を迂回させて流通させるバイパス通路（１４）と、
前記バイパス通路（１４）の連通状態を調節するバイパス量調節手段（１５）とを有し、
車両に搭載された電気機器に電力を供給しない状態においては、前記バイパス量調節手段（１５）により前記バイパス通路（１４）を閉じることを特徴とする車両用空調装置。