WO2000034065A1 - Dispositif de securite pour vehicules - Google Patents

Description

明 細 車両用安全装置 技術分野

この発明は、 冷媒として二酸化炭素を使用した空調装置を搭載した車 両において、 二酸化炭素が漏れた場合の乗員の安全を確保する車両用安 全装置に関する。 背景技術

二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍サイクルとして、 特公平 7 - 1 8 6 0 2号公報に閧示される超臨界蒸気圧縮サイクルは、 圧縮機、 冷却 装置、 絞り手段及び蒸発器から少なく とも構成されるもので、 使用され る超臨界冷媒としては、 例えば、 エチレン （ C₂ H₄ )、 ディボラン （B , H₆ )、 ェタ ン ( C₂ H₆ )、 酸化窒素 （N₂ 0 ) 及び二酸化炭素 （ C 0, ) 等が用いられるもので、 その中でも特に二酸化炭素 ( C 0₂ ) が 主に用いられている。

この超臨界蒸気圧縮サイクルは、 フロン冷凍サイクルに代わるノンフ 口ン冷凍サイクルの一つであり、 特に二酸化炭素を用いた冷凍サイクル は、 フロン冷凍サイクルの代替として有望である。

しかしながら、 二酸化炭素の臨界点は、 約 3 1. 1 °Cと低いため、 特 に夏場においては外気温度が臨界点を越える場合がある。 また、 冷凍サ ィクル運転中においても、 冷凍サイクルの高圧ライ ン （圧縮機から絞り 手段までの間） は、 当然超臨界領域となり、 この臨界点を越える超臨界 領域においては、 圧力は密度と温度によって決定されるので、 温度が高 い場合には 2 0 MP aを超える場合がある。 このため、 冷凍サイクルを 構成する各部品の耐圧を向上させる必要があるが、 特に熱交換器等では 熱交換能力と耐圧性能とが相反するために、 その兼ね合いが難しく、 適 当なところで折り合いをつける必要がある。 このため、 車両の衝突等の 衝撃により冷凍サイクルの各部品が破損することが想定され、 さらに、 最悪の場合この破損により冷媒の二酸化炭素が車室内に漏洩して滞留す ることが想定される。

この二酸化炭素の毒性に関して、 「製品安全データシート」 の有害性 情報における二酸化炭素濃度 （VOL% ) での人体への影響は、 3 %で作 業性の低下、 4 %で相当な不快感、 5 %で重度のあえぎ、 特に 3 0分経 過で中毒症状、 7〜 9 %で許容限界、 1 0〜 1 1 %で調整機能不能、 特 に約 1 0分で意識不明となることなどが開示されており、 二酸化炭素の 漏洩に対する安全対策が必要となる。

このため、 この発明は、 車両に搭載される空調装置の近傍に配され、 二酸化炭素の漏洩を検知した場合に、 二酸化炭素を外部に放出する機能 を備えた車両用安全装置を提供することにある。 発明の開示

したがって、 この発明は、 車室内に配される空調ダク ト内に少なくと もエバポレー夕を有し、 冷媒として二酸化炭素を使用する車両用空調装 置を搭載した車両において、 前記二酸化炭素の漏れを検出する二酸化炭 素漏洩検出手段と、 前記車室内底部と車室外とを連通するダク トと、 該 ダク ト内に配される送風手段と、前記二酸化炭素漏洩検出手段によって、 二酸化炭素が漏洩したと判定された場合に、 前記送風手段を駆動させる 駆動手段とを具備することにある。

これによつて、 二酸化炭素漏洩検出手段によって二酸化炭素の漏れが 険出された場合、 駆動手段によって車室内底部と車室外とを連通するダ ク ト内に配された送風手段が稼動するので、 車室内底部に滞留する二酸 化炭素を車室外に排出することができるので、 乗員の安全を確保するこ とができるものである。

また、 前記ダク トは、 車室内の前記エバポレー夕近傍下方と車室外と を連通することが望ましい。 車室内の漏洩する二 ¾化炭素は、 エバポレ —夕近傍から漏洩することから、 エバポレー夕から漏洩した二酸化炭素 を確実に排出することができるからである。

さらに、 前記車両用安全装置は、 車両用バッテリにて駆動されると共 に、 該車両用バッテリ との間が遮断された場合に接続される予備電源手 段を具備するものである。 事故等による破損を原因とした漏洩の場合、 主電源との間が遮断若しくは主電源の破損が想定されるが、 予備電源手 段を具備することによって、 万一主電源との間が遮断されても、 漏洩し た二酸化炭素を確実に排出することができるものである。

さらにまた、 前記二酸化炭素漏洩検出手段は、 車室内下部に配された 二酸化炭素検出センサであることが望ましい。 二酸化炭素の漏洩を確実 に検出することができるからである。

また、 前記二酸化炭素漏洩検出手段は、 前記冷凍サイクルの圧力を検 出する圧力センサであってもよい。 冷凍サイクルの圧力低下によって二 酸化炭素の漏洩を検出することも可能であるため、 二酸化炭素検出セン サを特別に設ける必要がないため、 特に室内への二酸化炭素の漏洩のみ を検出することはできないもののコス トを大幅に低減することができる ものである。

さらに、 前記車両用安全装置は、 助手席側ドアの下部に設けられるこ とが望ましい。 図面の簡単な説明 第 1図は車両用空調装置の概略構成図であり、 第 2図 （a ) は車両用 安全装置の位置を示した側面該略図、 （b ) は平面該略図であり、 第 3 図は車両用安全装置が設けられた助手席側ドアの概略図であり、 第 4図 は車両用安全装置の概略構成図であり、 第 5図は車両安全装置の動作を 示したフローチャート図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、 添付図面に従ってこれを説明す る。

第 1図において、 車両用空調装置 1は、 フアイャボード 1 7によって エンジンルーム側 1 8と仕切られた車室内 1 9に配される空調ダク ト 2 を有する。 インテークユニッ ト 3は、 この空調ダク ト 2の最上流側に配 されるもので、 車室内と連通する内気導入口 4と、 車外と連通する外気 導入口 5 とを有し、 また内気導入口 4及び外気導入口 5とを適宜選択的 に開閉するインテ一クユニッ ト 6 とを有する。

前記ィンテークユニッ ト 3の下流側には送風機 7が設けられ、 さらに その下流側には、冷却用熱交換器としてのエバポレー夕 8が設けられる。 このエバポレー夕 8を通過した空気は、 エバポレー夕 8の下流側に設 けられたヒ一夕コア 9を通過する空気とヒータコアをバイパスする空気 にミックス ドア 1 0によって分流され、 前記ヒー夕コアの下流側で混合 されて所望の温度に混合されるもので、 モード ドア 1 4， 1 5 , 1 6に よって開閉される車室内 1 9に開口する吹出口、 たとえばデフ吹出口 1 1、 ベン ト吹出口 1 2及びフッ ト吹出口 1 3から車室内 1 9に吹出して 車室内を温調するものである。

以上のような構成の車両用空調装置 1に用いられる冷凍サイクル 2 0 は、 冷媒として二酸化炭素を使用する超臨界冷凍サイ クルで、 コンプレ ッサ 2 1、 放熱器 2 2、 膨張弁 2 3，及びアキュムレータ 2 4から少な く とも構成されるものである。

この冷凍サイクル 2 0において、 コンプレッサ 2 1によって超臨界領 域まで圧縮された冷媒は、 気相冷媒のまま放熱器 2 2にて温度が下げら れ、 膨張弁 2 3で圧力が下げられて気液混合状態となる。 この気液混合 状態となった冷媒は、エバポレー夕 8にて吸熱蒸発して気相冷媒となり、 アキュムレータ 2 4にて気液分離がなされてコンブレッサ 2 1に吸引さ れるもので、 エバポレー夕 8で吸熱した熱を放熱器 2 2で放熱するヒ一 トポンプサイクルを構成するものである。

以上の構成の車両用空調装置 1において、 車両の衝突や冷凍サイクル

2 0の高圧圧力の異常な上昇等によって、 車室内 1 9の空調ダク ト 2内 に配されたエバポレー夕 8若しくはエバポレー夕 8近傍の配管等が破損 した場合、 冷凍サイクル 2 0内の二酸化炭素が車室内 1 9に漏洩して滞 留することによって乗員の安全が犯される危険性が増大する。

このため、 第 2図 （ a ) , ( b ) で示すように、 車室内 1 9のエバポレ

—夕 8が配される近傍下方に、 車室内下方に滞留する二酸化炭素を排出 する車両用安全装置 4 0を設けることが望ましい。

また、 第 3図で示すものは、 エバポレ一夕 8の近傍下方の位置として、 助手席側ドアに車両用安全装置 4 0を設けたものを示したもので、 4 1 は車室側吸込口を示し、 4 2は車外側吹出口を示すものである。

この車両用安全装置 4 0は、 たとえば第 4図に示すもので、 前記車室 側吸込口 4 1 と車外側吹出口 4 2 とを連通する排気ダク ト 4 3、 この排 気ダク ト 4 3内に配される送風機 4 4、 二酸化炭素の濃度を検出する二 酸化炭素濃度検出センサ 4 9、 及びこの二酸化炭素濃度検出センサ 4 9 の検出結果が入力され、 この検出結果を判断して送風機 4 4を駆動させ るコントロールュニッ ト 5 0とを有するものである。 尚、 前記車室側吸 込口 4 1は、 車室内 1 9の床面から 1 0 c m以内の高さの位置に開口す ることが望ましく、 また、 前記二酸化炭素濃度検出センサ 4 9は、 エバ ポレー夕 8の近傍であると共に、 車室内 1 9の下から約 1 0 c m以内の 位置に設けられることが望ましい。

このコントロールュニッ ト 5 0で実行される制御は、 例えば第 5図で 示すようなものである。 ステップ 1 0 0から開始される制御は、 ィグニ ッシヨンスィッチの投入にかかわらず、 主電源としてのバヅテリ （主電 源バッテリ） 4 5が接続された段階で開始されるもので、 ステップ 1 1 0において、 前記二酸化炭素濃度検出センサ 4 9の検出結果が読み込ま れ、 ステップ 1 2 0でこの検出結果が危険濃度であるか否かの判定を行 う。 この実施の形態における危険濃度の判定の基準値は、 「製品安全デ 一夕シート」 の有害性情報を基に 5 %以上とする。 よって、 二酸化炭素 濃度が 5 %未満の場合には、 ステップ 1 1 0に戻って， ステップ 1 1 0 及びステップ 1 2 0の判定動作が繰り返される。

ステップ 1 2 0の判定によって、 二酸化炭素濃度が危険濃度であると 判定された場合には、 ステップ 1 3 0に進んでリ レー: 2の稼動し、 ス イッチ 5 2が投入され、 送風機 4 4の稼動が開始され、 ステップ 1 4 0 で終了し、 所定時間経過後にステップ 1 0 0から再度開始されるように なっているものである。

これによつて、 二酸化炭素濃度が危険濃度であると判定された場合に は、 送風機 4 4が稼動して車室内 1 9の下部に滞留する二酸化炭素が車 外に排出されるので、 車室内の乗員の安全を確保できるものである。 また、 上記車両用安全装置 4 0は、 予備電源バッテリ 4 8、 リレー R 1及びスィ ツチ 4 7からなる予備電源回路を有するものである。

この予備電源回路は、 主電源バッテリ 4 5の回路上に設けられたリ レ 一 R 1 と予備電源バッテリ 4 8 と前記スィ ツチ 5 2との間に設けられた b接点スィ ツチ 4 7とによって構成されるもので、 主電源バッテリ 4 5 との間が切断された瞬間に b接点スィ ッチ 4 7が復帰して予備電源バッ テリ 4 8が接続されるようになっているものである。 これによつて、 事 故等によって主電源バッテリ 4 5 との間が遮断された状態でも、 車両用 安全装置 4 0を稼動させることができるものである。

さらに、 この車両用安全装置 4 0の吹出口 4 2に、 送風機 4 4の稼動 時に開放されると共に通常は吹出口 4 2を閉鎖するシャツ夕一 5 1を設 けてもよいものである。

また、 前記二酸化炭素濃度検出センサ 4 9に代えて、 冷凍サイクル 2 0の圧力を検出する圧力センサを設けてもよいものである。 この場合、 圧力センサによって検出される冷凍サイクル 2 0の圧力が低下していく 場合に、 二酸化炭素が漏れていると判定することができるものである。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明によれば、 二酸化炭素を冷媒として使用する 冷凍サイクルを具備する車両の車室内に、 何らかの要因で二酸化炭素が 漏洩した場合、 これを検知して車外に放出できるために、 乗員の安全性 を確保できるので、 二酸化炭素を冷媒として使用した冷凍サイクルを、 フロンを用いた冷凍サイクルに代えて車両用空調装置に用いることがで きるものである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 車室内に配される空調ダク ト内に少なく ともエバポレー夕を有し、 冷媒として二酸化炭素を使用する車両用空調装置を搭載した車両におい て、

前記二酸化炭素の漏れを検出する二酸化炭素漏洩検出手段と、 前記車室内底部と車室外とを連通するダク トと、

該ダク ト内に配される送風手段と、

前記二酸化炭素漏洩検出手段によって、 二酸化炭素が漏洩したと判定 された場合に、 前記送風手段を駆動させる駆動手段とを具備することを 特徴とする車両用安全装置。

2 . 前記ダク トは、 車室内の前記エバポレー夕近傍下方と車室外とを連 通することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の車両用安全装置。

3 . 前記車両用安全装置は、 車両用バッテリにて駆動されると共に、 該 車両用バッテリとの間が遮断された場合に接続される予備電源手段を具 備することを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項記載の車両用安全

4 . 前記二酸化炭素漏洩検出手段は、 車室内下部に配された二酸化炭素 検出センサであることを特徴とする請求の範囲第 1項、 第 2項又は第 3 項記載の車両用安全装置。

5 . 前記二酸化炭素漏洩検出手段は、 前記冷凍サイクルの圧力を検出す る圧力センサであることを特徴とする請求の範囲第 1項、 第 2項又は第 3項記載の車両用安全装置。

6 . 前記エバポレー夕近傍下方は、 助手席側ドアの下部であり、 前記ダ ク トは、 助手席側ドアの下部と車室外とを連通するものであることを特 徴とする請求の範囲第 1項から第 5項いずれか一つに記載の車両用安全