車両用空調装置
【課題】空調ケースにおける外形寸法の大型化を必要とせず、省動力運転が可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】送風機１１０を、空調ケース１１１内におけるエバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配設する。また、空調ケース１１１に、エバポレータ１０４と送風機１１０との間へ車両室内の空気を導入する第２内気口１４０を形成する。第２内気口１４０には、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気切替ドア１４１を設ける。これによれば、第１内気切替ドア１２１を調整し、第１内気口１２０を開状態とし、第２内気切替ドア１４１を調整し、第２内気口１４０を開状態とし、エバポレータ１０４を通過しない車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入し、送風機駆動動力を効果的に節減する。
【解決手段】送風機１１０を、空調ケース１１１内におけるエバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配設する。また、空調ケース１１１に、エバポレータ１０４と送風機１１０との間へ車両室内の空気を導入する第２内気口１４０を形成する。第２内気口１４０には、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気切替ドア１４１を設ける。これによれば、第１内気切替ドア１２１を調整し、第１内気口１２０を開状態とし、第２内気切替ドア１４１を調整し、第２内気口１４０を開状態とし、エバポレータ１０４を通過しない車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入し、送風機駆動動力を効果的に節減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両室内の空調を行う車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の車両用空調装置の通風路は、空調ケースによって形成されている。空調ケース内には、車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器が配置され、さらに、蒸発器をバイパスして空気を流すバイパス通路が形成されている。特許文献１に記載の車両用空調装置においては、バイパス通路を通過するバイパス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減少させることができ、その結果、蒸発器の必要冷却能力を低減させ、圧縮機駆動動力の節減を図っている。
【特許文献１】特開２００８−８１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置では、バイパス通路が蒸発器の側面に形成される為、空調ケースの外形寸法が大きくなってしまうといった問題点がある。
【０００４】
問題となる理由として、空調ケースは、車両に搭載可能なスペースの有限性という観点から外形寸法の小さいものが望まれており、また、例えば、外形寸法が大きい空調ケースは、バイパス通路を必要としない車両に搭載する場合において共用化し難いといった点が挙げられる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、空調ケースにおける外形寸法の大型化を必要とせず、省動力運転が可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に係る発明は、空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１、２１１）と、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を車両室内に送風する送風機（１１０）とを有し、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ上流側に車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）が形成されている車両用空調装置であって、送風機（１１０）は、空調ケース（１１１、２１１）内における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ下流側に配設され、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）と送風機（１１０）との間に車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）が形成され、第１内気口（１２０）、及び第２内気口（１４０）の開閉状態を調整する開閉手段（１２１、１４１）を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、第１内気口（１２０）を開状態とし、第２内気口（１４０）を閉状態とした状態において、第１内気口（１２０）から吸入した車両室内の空気の全てを冷却用熱交換器（１０４）に通風させることができ、冷却された空調空気を車両室内に送風することができる。
【０００９】
更に、第１内気口（１２０）を開状態とし、第２内気口（１４０）を開状態とした状態において、冷却用熱交換器（１０４）を通過しない車両室内の空気を空調ケース（１１１、２１１）内に導入することができ、省動力運転を行うことが可能となる。省動力運転とは、第２内気口（１４０）から導入される導入風量の分だけ、冷却用熱交換器（１０４）の通風抵抗を減少させて送風機（１１０）の必要送風能力を低減させることで、送風機駆動動力を効果的に節減する運転である。その結果、従来技術のようにバイパス通路を形成する必要が無い為、空調ケース（１１１、２１１）における外形寸法の大型化も必要としない省動力運転を行うことが可能となる。また、空調ケース（１１１、２１１）における外形寸法の大型化を必要としない為、車両に搭載可能なスペースの有限性という観点から望まれ、例えば、バイパス通路を必要としない車両に搭載する場合において共用化し易い空調ケース（１１１、２１１）を提供することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明では、冷却用熱交換器（１０４）の停止時においては、開閉手段（１２１、１４１）によって、第１内気口（１２０）が閉状態となるように調整され、一方、第２内気口（１４０）が開状態となるように調整される内気切替モードに設定可能とすることを特徴とする。
【００１１】
ここで、冷却用熱交換器（１０４）の停止時において、送風機（１１０）は、冷却用熱交換器（１０４）に通風する必要が無い。従って、第１内気口（１２０）を閉状態とし、第２内気口（１４０）を開状態とすることによって、冷却用熱交換器（１０４）を通過させずに空調空気を送風機（１１０）によって車両室内に送風することができる。よって、送風機（１１０）の必要送風能力を低減する省動力運転を実行することができ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明では、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ上流側に車両室外の空気を導入する外気口（１３０）が形成され、開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、外気口（１３０）の開閉状態が調整され、暖房運転時であって、除湿を必要とする場合においては、開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、第１内気口（１２０）が閉状態となるように、一方、第２内気口（１４０）、及び外気口（１３０）が開状態となるように調整された外気切替モードに設定可能とすることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、外気口（１３０）から導入された温度の低い車両室外の空気を冷却用熱交換器（１０４）に通風させ除湿することができる。その結果、第１内気口（１２０）から導入された温度の高い車両室内の空気を冷却用熱交換器（１０４）に通風させ除湿する場合と比べて、除湿効果を高めることが可能となる。更に、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転の場合、第２内気口（１４０）から車両室内の温度の高い空気を冷却用熱交換器（１０４）の空調空気流れ下流側に導入することができる。その結果、上記の除湿効果を高めつつ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を加熱する加熱装置（１０９）を備え、加熱装置（１０９）は、空調ケース（１１１、２１１）内における送風機（１１０）に対して空調空気流れ下流側に配設されていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、加熱装置（１０９）は、送風機（１１０）に対して空調空気流れ下流側となる乗員側へ配設される為、第２内気口（１４０）から車両室内の空気を吸い込む際に生じる送風機（１１０）の吸い込み騒音を乗員に対して遮音することが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明では、加熱装置（１０９）は、エンジン（１０５）を冷却する冷却水が内部を流れ、空調空気と冷却水との間で熱交換する加熱用熱交換器（１０９）であることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、空調空気を加熱する熱源を特別に設ける必要がなく、エンジン（１０５）を冷却した冷却水を熱源とすることにより、効率良く、空調空気の温度を調整することが可能となる。
【００１８】
また、請求項６に係る発明では、第２内気口（１４０）は、空調ケース（１１１、２１１）における下側に設けられることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第２内気口（１４０）を乗員から最も離れた位置とすることができ、送風機（１１０）による吸い込み騒音を低減することが可能となる。
【００２０】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における車両用空調装置１００が搭載された車両の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。図１が記載された紙面上において、紙面上方を車両前方とし、紙面下方を車両後方とする。ここで、車両前方とは、エンジンルーム側であり、車両後方とは、車室内（乗員側）である。本実施形態の車両は、信号待ち時等の停車時（車両エンジン動力不要時）に車両エンジンを自動的に停止する車両（エコラン車、ハイブリット車）である。
【００２２】
本実施形態における車両用空調装置１００は、冷凍サイクル１１２を構成するエバポレータ１０４、エンジン１０５を冷却する冷却水が循環するヒータ回路１１３に配設されるヒータコア１０９、送風用の送風機１１０等が空調ケース１１１内に設けられて構成されている。また、各機器を制御するECU１９０を有している。
【００２３】
冷凍サイクル１１２は、圧縮機１０１、コンデンサ１０２、膨張弁１０３、エバポレータ１０４が順に配管で環状に接続されて構成されている。圧縮機１０１は、エバポレータ１０４から流出する冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械である。コンデンサ１０２は、圧縮機１０１から吐出される高温高圧の冷媒を走行風と熱交換させ、冷媒を低温高圧に冷却する熱交換器である。膨張弁１０３は、コンデンサ１０２から流出する低温高圧の冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧手段である。エバポレータ１０４は、膨張弁１０３から流出する低温低圧の冷媒を送風機１１０によって通風する空調空気と熱交換させ、空調空気を除湿、冷却する熱交換器である。
【００２４】
エンジン１０５は、車両用水冷の内燃機関であり、ラジエータ１０８側に冷却水が循環するラジエータ回路１１４と、ヒータコア１０９側に冷却水が循環するヒータ回路１１３を備えている。ラジエータ回路１１４には、ウォータポンプ１０６、サーモスタット１０７、ラジエータ１０８、及びバイパス路１０８ａが設けられている。ウォータポンプ１０６は、冷却水を循環させる流体機械である。サーモスタット１０７は、ラジエータ１０８へ流入する冷却水量を制御する流量調整手段である。ラジエータ１０８は、サーモスタット１０７にて許容された冷却水を走行風と熱交換させ、冷却水を冷却する熱交換器である。バイパス路１０８ａは、ラジエータ１０８をバイパスする配管である。
【００２５】
ヒータ回路１０９は、ラジエータ１０８に対して並列に接続された回路であり、その途中にヒータコア１０９が設けられている。ヒータコア１０９は、エンジン１０５から流出した冷却水を送風機１１０によって送風される空調空気と熱交換させ、空調空気を加熱する加熱装置である。ヒータ回路１１３は、図示しないバルブによってヒータコア１０９への冷却水の流量が調整されて、ヒータコア１０９の加熱能力が調整されるようになっている、いわゆるリヒート式である。
【００２６】
次に、本実施形態における車両用空調装置１００の構造について、図２、及び図３を用いて詳しく説明する。図２、及び図３は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。
【００２７】
空調ケース１１１は、エバポレータ１０４、ヒータコア１０９、及び送風機１１０等を収容するとともに、空調空気の流路を形成するものである。空調ケース１１１内には、車両室内を空調する空調空気の流れにおいて、上流側から下流側へ、フィルタ１１４、エバポレータ１０４、送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置されている。ここで、空調ケース１１１には、エバポレータ１０４、ヒータコア１０９、送風機１１０、及びフィルタ１１４をバイパスするバイパス通路は形成されておらず、空調ケース１１１は、これらの構成部品の形状に応じて、可能な限り小径に形成されている。
【００２８】
フィルタ１１４は、空調空気から埃や異物などを取り除くものであり、空調空気流れにおいて、エバポレータ１０４の上流側に近接して設けられている。送風機１１０は、軸方向から吸い込み、軸方向に送風する吸い込み式の軸流ファンである。
【００２９】
また、空調ケース１１１には、第１内気口１２０、外気口１３０、第２内気口１４０、デフロスタ口１５０、フェイス口１５０、及びフット口１７０が形成されている。
【００３０】
第１内気口１２０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第１内気口１２０には、第１内気調整手段として、第１内気口１２０の開閉状態を調整する第１内気切替ドア１２１が設けられている。本実施形態における第１内気切替ドア１２１は、バタフライドアである。外気口１３０は、空調ケース１１１内に車両室外の空気を導入する導入口である。外気口１３０には、外気調整手段として、外気口１３０の開閉状態を調整する外気切替ドア１３１が設けられている。本実施形態における外気切替ドア１３１は、バタフライドアである。
【００３１】
第１内気口１２０、及び外気口１３０は、空調空気流れにおいて最も上流側であって、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。外気口１３０は、第１内気口１２０に対して車両前方に位置している。
【００３２】
デフロスタ口１５０は、空調ケース１１１からウィンドガラスへ空調空気を吹き出す吹出口である。デフロスタ口１５０には、デフロスタ口１５０の開閉状態を調整するデフロスタ切替ドア１５１が設けられている。本実施形態におけるデフロスタ切替ドア１５１は、バタフライドアである。
【００３３】
フェイス口１６０は、空調ケース１１１から乗員の胸元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フェイス口１６０には、フェイス口１６０の開閉状態を調整するフェイス切替ドア１６１が設けられている。本実施形態におけるフェイス切替ドア１６１は、バタフライドアである。
【００３４】
フット口１７０は、空調ケース１１１から乗員の足元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フット口１７０には、フット口１７０の開閉状態を調整するフット切替ドア１７１が設けられている。本実施形態におけるフット切替ドア１７１は、バタフライドアである。
【００３５】
デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０は、空調空気流れにおいて最も下流側に形成されている。デフロスタ口１５０、及びフェイス口１６０は、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。デフロスタ口１５０は、フェイス口１６０に対して車両上方に位置している。また、フット口１７０は、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。
【００３６】
第２内気口１４０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第２内気口１４０には、第２内気調整手段として、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気切替ドア１４１が設けられている。第２内気切替ドア１４１、第１内気切替ドア１２１、及び外気切替ドア１３１は、開閉手段に相当する。本実施形態における第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０における空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する板ドアである。第２内気口１４０は、空調空気流れにおいてエバポレータ１０４と送風機１１０との間であって、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。
【００３７】
ＥＣＵ１９０は、第１ドアコントローラ１９１を介して、第１内気切替ドア１２１及び外気切替ドア１３１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、第２ドアコントローラ１９２を介して、第２内気切替ドア１４１、デフロスタ切替ドア１５１、フェイス切替ドア１６１、及びフット切替ドア１７１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、送風機コントローラ１９３を介して送風機１１０の回転数を制御している。
【００３８】
車両用空調装置１００は、上記のＥＣＵ１９０による各種ドアの開閉制御により、内外気切替モードと吹出切替モードとを形成して、空調空気流れを変更可能としている。内外気切替モードは、各導入口の開閉状態を選択するモードであって、第１内気切替モード、第２内気切替モード、第３内気切替モード、第１外気切替モード、及び第２外気切替モードを有する。
【００３９】
第１内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が開状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が閉状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第１内気口１２０から導入される車両室内の空気となる。
【００４０】
第２内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が開状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第１内気口１２０から導入された車両室内の空気、及び第２内気口１４０から導入された車両室内の空気となる。
【００４１】
第３内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第２内気口１４０から導入される車両室内の空気となる。第３内気切替モードとしているところを、本発明の内気切替モードとしている。
【００４２】
第１外気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が開状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が閉状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入される車両室外の空気となる。
【００４３】
第２外気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が開状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入された車両室外の空気、及び第２内気口１４０から導入された車両室内の空気となる。第２外気切替モードとしているところを、本発明の外気切替モードとしている。
【００４４】
一方、吹出切替モードは、各吹出口の開閉状態を選択するモードであって、デフロスタモード、フェイスモード、フットモード、バイレベルモード等を有している。そして、各吹出口に設けられた切替ドア１５１、１６１、１７１を調整し、各吹出口からの吹き出し量を変化させることで、上記の各モードを形成している。図２は、第２内気切替モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示しており、図３は、第３内気切替モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示している。
【００４５】
次に、本実施形態における車両用空調装置１００の作動について説明する。本実施形態における車両用空調装置１００は、車両室内に対して冷房、及び暖房が可能なものである。
【００４６】
１．冷房時（通常運転）
車両室内の温度が高い為に乗員が車両室内の冷房を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられる。そして、内外気切替モードは、第１内気切替モード、或いは第１外気切替モードに設定される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって冷却され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、冷房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられていることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが阻止され、ヒータコア１０９は作動していない停止状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって冷却された空調空気が送風される。
【００４７】
２．冷房時（省動力運転）
また、冷房時において、冷房運転を続けたことによって車両室内の温度が下がり、乗員が快適と感じる温度帯に安定している場合や、乗員が車両室内の温度変化を望まない場合には、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定される。そして、省動力運転が実行される。省動力運転とは、第２内気口１４０から導入された導入風量の分だけ、エバポレータ１０４の通風抵抗を減少させて送風機１１０の必要送風能力を低減させることで、送風機駆動動力を効果的に節減する運転である。これらの内外気切替モード時における省動力運転では、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入された空調空気は、エバポレータ１０４を通過することによって冷却され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。また、第２内気口１４０から導入された空調空気は、直接ヒータコア１０９側に導入され、上記の第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入されてエバポレータ１０４を通過して冷却された空調空気とともに、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。
【００４８】
３．暖房時（通常運転）
車両室内の温度が低い為に乗員が車両室内の暖房とともにウィンドガラスの除湿を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整される。そして、内外気切替モードは、第１内気切替モード、或いは第１外気切替モードに設定される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、暖房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整されることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが許容され、ヒータコア１０９は作動している運転状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって除湿され、ヒータコア１０９によって加熱された空調空気が送風される。
【００４９】
４．暖房時（省動力運転）
また、暖房時において、暖房運転を続けたことによって車両室内の温度が上がり、乗員が快適と感じる温度帯に安定している場合や、乗員が車両室内の温度変化を望まない場合には、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定される。そして、省動力運転が実行される。これらの内外気切替モード時においては、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入された空調空気は、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。第２内気口１４０から導入された空調空気は、上記のエバポレータ１０４を通過して冷却された空調空気とともに、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。
【００５０】
５．エバポレータ１０４の停止時
冷房時、及び暖房時においてエバポレータ１０４が停止する場合がある。例えば、暖房時であって除湿を必要としない場合や、信号待ち時等の停車時に車両エンジンが自動的に停止され圧縮機が停止した場合等である。
【００５１】
このようなエバポレータ１０４の停止時においては、内外気切替モードは、第３内気切替モードに設定される。第３内気切替モード時における空調空気は、第２内気口１４０から空調ケース１１１内に導入され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、冷房時においては、ヒータコア１０９は作動していない停止状態である為、車両室内には、車両室内の空気と同じ温度の空調空気が送風される。また、暖房時においては、ヒータコア１０９は作動している為、車両室内には、ヒータコア１０９によって加熱された空調空気が送風される。
【００５２】
本実施形態の構成、及び作動は以上のようになっている。本実施形態における車両用空調装置１００は、従来の車両用空調装置のようなバイパス通路が形成された空調ケースを必要とせず、第２内気口１４０からエバポレータ１０４を通過しない車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入しているので、エバポレータ１０４を通過する空気量を減らすことが可能となる。換言すると、空調ケース１１１を大型化すること無く、各空調条件に応じた省動力運転を行うことが可能となる。また、空調ケース１１１を大型化することが無い為、例えば、エバポレータ１０４をバイパスさせる必要の無い車両に搭載する場合においても、共用化し易い。さらに、空調ケースを大型化すること無く、第２内気口１４０から導入される導入風量の分だけ、冷却用熱交換器を通過する風量を減少させて冷却用熱交換器の必要冷却能力を低減するので、エバポレータ１０４を通過した流体を圧縮し、吐出する圧縮機１０１の圧縮機駆動動力を効果的に節減することができる。
【００５３】
また、エバポレータ１０４が停止時においては、エバポレータ１０４を通過する為の送風機１１０の送風能力が不要となる為、第１内気口１２０、及び外気口１３０を閉じて、第２内気口１４０のみから車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入することで、送風機１１０は、省動力運転を実行することが可能となる。また、エバポレータ１０４は、ある温度以上になると、表面に付着したにおい成分を放出するが、本実施形態では、エバポレータ１０４の停止時において、空調空気はエバポレータ１０４を通過しない為、放出されるにおい成分が乗員に送風されることは無い。
【００５４】
また、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合に、第１内気口１２０を閉状態とし、第２内気口１４０を開状態とし、外気口１３０を開状態とすることにより、第２内気口１４０から車両室内の温度の高い空気をエバポレータ１０４の空調空気流れ下流側に導入することができるので、除湿効果を高めつつ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００５５】
また、車両前方から車両後方に向かって、エバポレータ１０４、送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置しているので、冷凍サイクル１１２を構成する圧縮機１０１、コンデンサ１０２、及び膨張弁１０３が配置される位置にエバポレータ１０４を近づけることができる。その結果、これらを接続する配管を短くすることが可能となる。また、ヒータコア１０９を送風機１１０より車両後方側に配置しているので、送風機１１０の吸い込み騒音をヒータコア１０９により乗員に対して遮音することが可能となる。
【００５６】
また、第２内気口１４０を空調ケース１１１における車両下側の乗員から離れた位置に形成しているので、乗員に対して送風機１１０によって吸い込まれる空気の吸い込み騒音を低減することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における車両用空調装置２００について、図４を用いて説明する。本実施形態を含む以下の各実施形態において、既に説明した実施形態と同一、又は相当する構成については、同一符号を付し、その重複説明を省略する。図４は、本実施形態における車両用空調装置２００を示す模式図である。
本実施形態の車両用空調装置２００は、第１実施形態におけるリヒート式の車両用空調装置１００ではなく、エアミックスドア２８０を備えるエアミックス式のものである。空調ケース２１１の内部には、ヒータコア１０９をバイパスするバイパス通路２８１が設けられている。本実施形態では、バイパス通路２８１は、ヒータコア１０９に対して車両上方に位置している。エアミックスドア２８０は、ヒータコア１０９とバイパス通路２８１との間を回転中心として回転する板ドアである。エアミックスドア２８０は、冷房時には、ヒータコア１０９の前面を塞ぐように車両下方の位置へ回転し、暖房時には、図４に示すように、バイパス通路２８１を塞ぐように車両上方の位置へ回転する。図４は、暖房時であって、除湿が必要な場合における省動力運転時の空調空気流れを示している。内外気切替モードは、第２内気切替モードに設定されている。
【００５８】
この本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、バイパス通路２８１を設けることによって、冷房時において、空調空気をヒータコア１０９に通風させる必要が無くなる。その為、ヒータコア１０９を通過させるための送風機１１０の送風能力を低減することができ、送風機駆動動力を節減することが可能となる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、エバポレータ１０４の停止時において、内外気切替モードは、第３内気切替モードに設定されている。しかし、エバポレータ１０４の停止時において、必ずしも第３内気切替モードに設定されるわけではなく、必要に応じて他の切替モードに設定されても良い。例えば、第２内気切替モードに設定されたり、第２外気切替モードに設定されても良い。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合において、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定されている。しかし、必ずしもこれらの切替モードが設定されるわけではなく、必要に応じて他の切替モードが設定されても良い。例えば、第１内気切替モードに設定されたり、第１外気切替モードに設定されても良い。
【００６１】
また、上記各実施形態では、ヒータコア１０９は、送風機１１０に対して空調空気流れ下流側に配設されている。しかし、ヒータコア１０９は、送風機１１０に対して空調空気流れ上流側であって、第２内気口１４０に対して空調空気流れ下流側に配設されていても良い。これによれば、ヒータコア１０９は、上記第１実施形態と比べて空調ケース１１１において車両前方に配置される為、冷却水回路１１３を構成するエンジン１０５、ウォータポンプ１０６、サーモスタット１０７、及びラジエータ１０８が配置される位置にヒータコア１０９を近づけることができる。その結果、ヒータコア１０９を接続する配管を短くすることが可能となる。
【００６２】
また、上記各実施形態では、空調空気を加熱する加熱装置として、加熱用熱交換器であるヒータコア１０９が用いられている。しかし、加熱装置は、ヒータコア１０９のみに限らず、例えば、電気ヒータが用いられていても良い。
【００６３】
また、上記各実施形態では、第２内気口１４０は、空調ケース１１１における下側に形成されている。しかし、第２内気口１４０は、例えば、空調ケース１１１における側壁や、上側に形成されていても良い。
【００６４】
また、上記各実施形態では、送風機１１０として、吸い込み式の軸流ファンが用いられている。しかし、送風機１１０は、例えば、多段の軸流ファン、反転ファン、クロスフローファン、斜流ファンが用いられたものであっても良い。
【００６５】
また、上記各実施形態では、各種切替ドアは、板ドア、或いはバタフライドアで構成されているが、それに限定されず、例えば、スライド式ドアや、ロータリドアであっても良い。
【００６６】
また、上記各実施形態では、吹出口として、デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０が形成されているが、これに限定されず、例えば、後席用フェイス口や、後席用フット口が形成されていても良い。
【００６７】
また、上記各実施形態では、フィルタ１１４は、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ上流側に配置しているが、例えば、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配置されていても良い。また、ヒータコア１０９の空調空気流れ下流側に配置されていても良い。更には、フィルタ１１４は、無くても良い。
【００６８】
また、上記各実施形態では、ＥＣＵ１９０によって、各種ドアの開閉制御が行われている。しかし、各種ドアの開閉は、手動で行われていても良い。
【００６９】
また、上記各実施形態では、第１内気口１２０には第１内気切替ドア１２１が設けられ、外気口１３０には外気切替ドア１３１が設けられ、第２内気切替ドア１４０には第２内気切替ドア１４１が設けられている。しかし、複数の導入口の開閉状態を調整する切替ドアが設けられていても良い。例えば、第１内気口１２０の開閉状態を調整するとともに外気口１３０の開閉状態を調整する切替ドアが採用されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第２内気切替モード時）
【図３】第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第３内気切替モード時）
【図４】第２実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第２内気切替モード時）
【符号の説明】
【００７１】
１０１…圧縮機、１０２…コンデンサ、１０３…膨張弁、１０４…エバポレータ、１０５…エンジン、１０６…ウォータポンプ、１０７…サーモスタット、１０８…ラジエータ、１０９…ヒータコア、１１０…送風機、１１１…空調ケース、１１２…冷凍サイクル、１１３…冷却水回路、１２０…第１内気口、１２１…第１内気切替ドア、１３０…外気口、１３１…外気切替ドア、１４０…第２内気口、１４１…第２内気切替ドア。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両室内の空調を行う車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の車両用空調装置の通風路は、空調ケースによって形成されている。空調ケース内には、車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器が配置され、さらに、蒸発器をバイパスして空気を流すバイパス通路が形成されている。特許文献１に記載の車両用空調装置においては、バイパス通路を通過するバイパス風量の分だけ、蒸発器通過風量を減少させることができ、その結果、蒸発器の必要冷却能力を低減させ、圧縮機駆動動力の節減を図っている。
【特許文献１】特開２００８−８１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置では、バイパス通路が蒸発器の側面に形成される為、空調ケースの外形寸法が大きくなってしまうといった問題点がある。
【０００４】
問題となる理由として、空調ケースは、車両に搭載可能なスペースの有限性という観点から外形寸法の小さいものが望まれており、また、例えば、外形寸法が大きい空調ケースは、バイパス通路を必要としない車両に搭載する場合において共用化し難いといった点が挙げられる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、空調ケースにおける外形寸法の大型化を必要とせず、省動力運転が可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に係る発明は、空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１、２１１）と、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を車両室内に送風する送風機（１１０）とを有し、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ上流側に車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）が形成されている車両用空調装置であって、送風機（１１０）は、空調ケース（１１１、２１１）内における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ下流側に配設され、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）と送風機（１１０）との間に車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）が形成され、第１内気口（１２０）、及び第２内気口（１４０）の開閉状態を調整する開閉手段（１２１、１４１）を備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、第１内気口（１２０）を開状態とし、第２内気口（１４０）を閉状態とした状態において、第１内気口（１２０）から吸入した車両室内の空気の全てを冷却用熱交換器（１０４）に通風させることができ、冷却された空調空気を車両室内に送風することができる。
【０００９】
更に、第１内気口（１２０）を開状態とし、第２内気口（１４０）を開状態とした状態において、冷却用熱交換器（１０４）を通過しない車両室内の空気を空調ケース（１１１、２１１）内に導入することができ、省動力運転を行うことが可能となる。省動力運転とは、第２内気口（１４０）から導入される導入風量の分だけ、冷却用熱交換器（１０４）の通風抵抗を減少させて送風機（１１０）の必要送風能力を低減させることで、送風機駆動動力を効果的に節減する運転である。その結果、従来技術のようにバイパス通路を形成する必要が無い為、空調ケース（１１１、２１１）における外形寸法の大型化も必要としない省動力運転を行うことが可能となる。また、空調ケース（１１１、２１１）における外形寸法の大型化を必要としない為、車両に搭載可能なスペースの有限性という観点から望まれ、例えば、バイパス通路を必要としない車両に搭載する場合において共用化し易い空調ケース（１１１、２１１）を提供することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明では、冷却用熱交換器（１０４）の停止時においては、開閉手段（１２１、１４１）によって、第１内気口（１２０）が閉状態となるように調整され、一方、第２内気口（１４０）が開状態となるように調整される内気切替モードに設定可能とすることを特徴とする。
【００１１】
ここで、冷却用熱交換器（１０４）の停止時において、送風機（１１０）は、冷却用熱交換器（１０４）に通風する必要が無い。従って、第１内気口（１２０）を閉状態とし、第２内気口（１４０）を開状態とすることによって、冷却用熱交換器（１０４）を通過させずに空調空気を送風機（１１０）によって車両室内に送風することができる。よって、送風機（１１０）の必要送風能力を低減する省動力運転を実行することができ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明では、空調ケース（１１１、２１１）には、空調ケース（１１１、２１１）の内部における冷却用熱交換器（１０４）に対して空調空気流れ上流側に車両室外の空気を導入する外気口（１３０）が形成され、開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、外気口（１３０）の開閉状態が調整され、暖房運転時であって、除湿を必要とする場合においては、開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、第１内気口（１２０）が閉状態となるように、一方、第２内気口（１４０）、及び外気口（１３０）が開状態となるように調整された外気切替モードに設定可能とすることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、外気口（１３０）から導入された温度の低い車両室外の空気を冷却用熱交換器（１０４）に通風させ除湿することができる。その結果、第１内気口（１２０）から導入された温度の高い車両室内の空気を冷却用熱交換器（１０４）に通風させ除湿する場合と比べて、除湿効果を高めることが可能となる。更に、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転の場合、第２内気口（１４０）から車両室内の温度の高い空気を冷却用熱交換器（１０４）の空調空気流れ下流側に導入することができる。その結果、上記の除湿効果を高めつつ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、空調空気を加熱する加熱装置（１０９）を備え、加熱装置（１０９）は、空調ケース（１１１、２１１）内における送風機（１１０）に対して空調空気流れ下流側に配設されていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、加熱装置（１０９）は、送風機（１１０）に対して空調空気流れ下流側となる乗員側へ配設される為、第２内気口（１４０）から車両室内の空気を吸い込む際に生じる送風機（１１０）の吸い込み騒音を乗員に対して遮音することが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明では、加熱装置（１０９）は、エンジン（１０５）を冷却する冷却水が内部を流れ、空調空気と冷却水との間で熱交換する加熱用熱交換器（１０９）であることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、空調空気を加熱する熱源を特別に設ける必要がなく、エンジン（１０５）を冷却した冷却水を熱源とすることにより、効率良く、空調空気の温度を調整することが可能となる。
【００１８】
また、請求項６に係る発明では、第２内気口（１４０）は、空調ケース（１１１、２１１）における下側に設けられることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第２内気口（１４０）を乗員から最も離れた位置とすることができ、送風機（１１０）による吸い込み騒音を低減することが可能となる。
【００２０】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における車両用空調装置１００が搭載された車両の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。図１が記載された紙面上において、紙面上方を車両前方とし、紙面下方を車両後方とする。ここで、車両前方とは、エンジンルーム側であり、車両後方とは、車室内（乗員側）である。本実施形態の車両は、信号待ち時等の停車時（車両エンジン動力不要時）に車両エンジンを自動的に停止する車両（エコラン車、ハイブリット車）である。
【００２２】
本実施形態における車両用空調装置１００は、冷凍サイクル１１２を構成するエバポレータ１０４、エンジン１０５を冷却する冷却水が循環するヒータ回路１１３に配設されるヒータコア１０９、送風用の送風機１１０等が空調ケース１１１内に設けられて構成されている。また、各機器を制御するECU１９０を有している。
【００２３】
冷凍サイクル１１２は、圧縮機１０１、コンデンサ１０２、膨張弁１０３、エバポレータ１０４が順に配管で環状に接続されて構成されている。圧縮機１０１は、エバポレータ１０４から流出する冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械である。コンデンサ１０２は、圧縮機１０１から吐出される高温高圧の冷媒を走行風と熱交換させ、冷媒を低温高圧に冷却する熱交換器である。膨張弁１０３は、コンデンサ１０２から流出する低温高圧の冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧手段である。エバポレータ１０４は、膨張弁１０３から流出する低温低圧の冷媒を送風機１１０によって通風する空調空気と熱交換させ、空調空気を除湿、冷却する熱交換器である。
【００２４】
エンジン１０５は、車両用水冷の内燃機関であり、ラジエータ１０８側に冷却水が循環するラジエータ回路１１４と、ヒータコア１０９側に冷却水が循環するヒータ回路１１３を備えている。ラジエータ回路１１４には、ウォータポンプ１０６、サーモスタット１０７、ラジエータ１０８、及びバイパス路１０８ａが設けられている。ウォータポンプ１０６は、冷却水を循環させる流体機械である。サーモスタット１０７は、ラジエータ１０８へ流入する冷却水量を制御する流量調整手段である。ラジエータ１０８は、サーモスタット１０７にて許容された冷却水を走行風と熱交換させ、冷却水を冷却する熱交換器である。バイパス路１０８ａは、ラジエータ１０８をバイパスする配管である。
【００２５】
ヒータ回路１０９は、ラジエータ１０８に対して並列に接続された回路であり、その途中にヒータコア１０９が設けられている。ヒータコア１０９は、エンジン１０５から流出した冷却水を送風機１１０によって送風される空調空気と熱交換させ、空調空気を加熱する加熱装置である。ヒータ回路１１３は、図示しないバルブによってヒータコア１０９への冷却水の流量が調整されて、ヒータコア１０９の加熱能力が調整されるようになっている、いわゆるリヒート式である。
【００２６】
次に、本実施形態における車両用空調装置１００の構造について、図２、及び図３を用いて詳しく説明する。図２、及び図３は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。
【００２７】
空調ケース１１１は、エバポレータ１０４、ヒータコア１０９、及び送風機１１０等を収容するとともに、空調空気の流路を形成するものである。空調ケース１１１内には、車両室内を空調する空調空気の流れにおいて、上流側から下流側へ、フィルタ１１４、エバポレータ１０４、送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置されている。ここで、空調ケース１１１には、エバポレータ１０４、ヒータコア１０９、送風機１１０、及びフィルタ１１４をバイパスするバイパス通路は形成されておらず、空調ケース１１１は、これらの構成部品の形状に応じて、可能な限り小径に形成されている。
【００２８】
フィルタ１１４は、空調空気から埃や異物などを取り除くものであり、空調空気流れにおいて、エバポレータ１０４の上流側に近接して設けられている。送風機１１０は、軸方向から吸い込み、軸方向に送風する吸い込み式の軸流ファンである。
【００２９】
また、空調ケース１１１には、第１内気口１２０、外気口１３０、第２内気口１４０、デフロスタ口１５０、フェイス口１５０、及びフット口１７０が形成されている。
【００３０】
第１内気口１２０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第１内気口１２０には、第１内気調整手段として、第１内気口１２０の開閉状態を調整する第１内気切替ドア１２１が設けられている。本実施形態における第１内気切替ドア１２１は、バタフライドアである。外気口１３０は、空調ケース１１１内に車両室外の空気を導入する導入口である。外気口１３０には、外気調整手段として、外気口１３０の開閉状態を調整する外気切替ドア１３１が設けられている。本実施形態における外気切替ドア１３１は、バタフライドアである。
【００３１】
第１内気口１２０、及び外気口１３０は、空調空気流れにおいて最も上流側であって、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。外気口１３０は、第１内気口１２０に対して車両前方に位置している。
【００３２】
デフロスタ口１５０は、空調ケース１１１からウィンドガラスへ空調空気を吹き出す吹出口である。デフロスタ口１５０には、デフロスタ口１５０の開閉状態を調整するデフロスタ切替ドア１５１が設けられている。本実施形態におけるデフロスタ切替ドア１５１は、バタフライドアである。
【００３３】
フェイス口１６０は、空調ケース１１１から乗員の胸元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フェイス口１６０には、フェイス口１６０の開閉状態を調整するフェイス切替ドア１６１が設けられている。本実施形態におけるフェイス切替ドア１６１は、バタフライドアである。
【００３４】
フット口１７０は、空調ケース１１１から乗員の足元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フット口１７０には、フット口１７０の開閉状態を調整するフット切替ドア１７１が設けられている。本実施形態におけるフット切替ドア１７１は、バタフライドアである。
【００３５】
デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０は、空調空気流れにおいて最も下流側に形成されている。デフロスタ口１５０、及びフェイス口１６０は、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。デフロスタ口１５０は、フェイス口１６０に対して車両上方に位置している。また、フット口１７０は、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。
【００３６】
第２内気口１４０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第２内気口１４０には、第２内気調整手段として、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気切替ドア１４１が設けられている。第２内気切替ドア１４１、第１内気切替ドア１２１、及び外気切替ドア１３１は、開閉手段に相当する。本実施形態における第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０における空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する板ドアである。第２内気口１４０は、空調空気流れにおいてエバポレータ１０４と送風機１１０との間であって、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。
【００３７】
ＥＣＵ１９０は、第１ドアコントローラ１９１を介して、第１内気切替ドア１２１及び外気切替ドア１３１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、第２ドアコントローラ１９２を介して、第２内気切替ドア１４１、デフロスタ切替ドア１５１、フェイス切替ドア１６１、及びフット切替ドア１７１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、送風機コントローラ１９３を介して送風機１１０の回転数を制御している。
【００３８】
車両用空調装置１００は、上記のＥＣＵ１９０による各種ドアの開閉制御により、内外気切替モードと吹出切替モードとを形成して、空調空気流れを変更可能としている。内外気切替モードは、各導入口の開閉状態を選択するモードであって、第１内気切替モード、第２内気切替モード、第３内気切替モード、第１外気切替モード、及び第２外気切替モードを有する。
【００３９】
第１内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が開状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が閉状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第１内気口１２０から導入される車両室内の空気となる。
【００４０】
第２内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が開状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第１内気口１２０から導入された車両室内の空気、及び第２内気口１４０から導入された車両室内の空気となる。
【００４１】
第３内気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が閉状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第２内気口１４０から導入される車両室内の空気となる。第３内気切替モードとしているところを、本発明の内気切替モードとしている。
【００４２】
第１外気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が開状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が閉状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入される車両室外の空気となる。
【００４３】
第２外気切替モード時において、第１内気切替ドア１２１は、第１内気口１２０が閉状態となるように調整し、外気切替ドア１３１は、外気口１３０が開状態となるように調整し、第２内気切替ドア１４１は、第２内気口１４０が開状態となるように調整する。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入された車両室外の空気、及び第２内気口１４０から導入された車両室内の空気となる。第２外気切替モードとしているところを、本発明の外気切替モードとしている。
【００４４】
一方、吹出切替モードは、各吹出口の開閉状態を選択するモードであって、デフロスタモード、フェイスモード、フットモード、バイレベルモード等を有している。そして、各吹出口に設けられた切替ドア１５１、１６１、１７１を調整し、各吹出口からの吹き出し量を変化させることで、上記の各モードを形成している。図２は、第２内気切替モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示しており、図３は、第３内気切替モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示している。
【００４５】
次に、本実施形態における車両用空調装置１００の作動について説明する。本実施形態における車両用空調装置１００は、車両室内に対して冷房、及び暖房が可能なものである。
【００４６】
１．冷房時（通常運転）
車両室内の温度が高い為に乗員が車両室内の冷房を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられる。そして、内外気切替モードは、第１内気切替モード、或いは第１外気切替モードに設定される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって冷却され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、冷房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられていることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが阻止され、ヒータコア１０９は作動していない停止状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって冷却された空調空気が送風される。
【００４７】
２．冷房時（省動力運転）
また、冷房時において、冷房運転を続けたことによって車両室内の温度が下がり、乗員が快適と感じる温度帯に安定している場合や、乗員が車両室内の温度変化を望まない場合には、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定される。そして、省動力運転が実行される。省動力運転とは、第２内気口１４０から導入された導入風量の分だけ、エバポレータ１０４の通風抵抗を減少させて送風機１１０の必要送風能力を低減させることで、送風機駆動動力を効果的に節減する運転である。これらの内外気切替モード時における省動力運転では、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入された空調空気は、エバポレータ１０４を通過することによって冷却され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。また、第２内気口１４０から導入された空調空気は、直接ヒータコア１０９側に導入され、上記の第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入されてエバポレータ１０４を通過して冷却された空調空気とともに、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。
【００４８】
３．暖房時（通常運転）
車両室内の温度が低い為に乗員が車両室内の暖房とともにウィンドガラスの除湿を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整される。そして、内外気切替モードは、第１内気切替モード、或いは第１外気切替モードに設定される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、暖房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整されることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが許容され、ヒータコア１０９は作動している運転状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって除湿され、ヒータコア１０９によって加熱された空調空気が送風される。
【００４９】
４．暖房時（省動力運転）
また、暖房時において、暖房運転を続けたことによって車両室内の温度が上がり、乗員が快適と感じる温度帯に安定している場合や、乗員が車両室内の温度変化を望まない場合には、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定される。そして、省動力運転が実行される。これらの内外気切替モード時においては、第１内気口１２０、或いは外気口１３０から導入された空調空気は、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。第２内気口１４０から導入された空調空気は、上記のエバポレータ１０４を通過して冷却された空調空気とともに、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。
【００５０】
５．エバポレータ１０４の停止時
冷房時、及び暖房時においてエバポレータ１０４が停止する場合がある。例えば、暖房時であって除湿を必要としない場合や、信号待ち時等の停車時に車両エンジンが自動的に停止され圧縮機が停止した場合等である。
【００５１】
このようなエバポレータ１０４の停止時においては、内外気切替モードは、第３内気切替モードに設定される。第３内気切替モード時における空調空気は、第２内気口１４０から空調ケース１１１内に導入され、送風機１１０によってヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、冷房時においては、ヒータコア１０９は作動していない停止状態である為、車両室内には、車両室内の空気と同じ温度の空調空気が送風される。また、暖房時においては、ヒータコア１０９は作動している為、車両室内には、ヒータコア１０９によって加熱された空調空気が送風される。
【００５２】
本実施形態の構成、及び作動は以上のようになっている。本実施形態における車両用空調装置１００は、従来の車両用空調装置のようなバイパス通路が形成された空調ケースを必要とせず、第２内気口１４０からエバポレータ１０４を通過しない車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入しているので、エバポレータ１０４を通過する空気量を減らすことが可能となる。換言すると、空調ケース１１１を大型化すること無く、各空調条件に応じた省動力運転を行うことが可能となる。また、空調ケース１１１を大型化することが無い為、例えば、エバポレータ１０４をバイパスさせる必要の無い車両に搭載する場合においても、共用化し易い。さらに、空調ケースを大型化すること無く、第２内気口１４０から導入される導入風量の分だけ、冷却用熱交換器を通過する風量を減少させて冷却用熱交換器の必要冷却能力を低減するので、エバポレータ１０４を通過した流体を圧縮し、吐出する圧縮機１０１の圧縮機駆動動力を効果的に節減することができる。
【００５３】
また、エバポレータ１０４が停止時においては、エバポレータ１０４を通過する為の送風機１１０の送風能力が不要となる為、第１内気口１２０、及び外気口１３０を閉じて、第２内気口１４０のみから車両室内の空気を空調ケース１１１内に導入することで、送風機１１０は、省動力運転を実行することが可能となる。また、エバポレータ１０４は、ある温度以上になると、表面に付着したにおい成分を放出するが、本実施形態では、エバポレータ１０４の停止時において、空調空気はエバポレータ１０４を通過しない為、放出されるにおい成分が乗員に送風されることは無い。
【００５４】
また、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合に、第１内気口１２０を閉状態とし、第２内気口１４０を開状態とし、外気口１３０を開状態とすることにより、第２内気口１４０から車両室内の温度の高い空気をエバポレータ１０４の空調空気流れ下流側に導入することができるので、除湿効果を高めつつ、送風機駆動動力を効果的に節減することが可能となる。
【００５５】
また、車両前方から車両後方に向かって、エバポレータ１０４、送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置しているので、冷凍サイクル１１２を構成する圧縮機１０１、コンデンサ１０２、及び膨張弁１０３が配置される位置にエバポレータ１０４を近づけることができる。その結果、これらを接続する配管を短くすることが可能となる。また、ヒータコア１０９を送風機１１０より車両後方側に配置しているので、送風機１１０の吸い込み騒音をヒータコア１０９により乗員に対して遮音することが可能となる。
【００５６】
また、第２内気口１４０を空調ケース１１１における車両下側の乗員から離れた位置に形成しているので、乗員に対して送風機１１０によって吸い込まれる空気の吸い込み騒音を低減することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における車両用空調装置２００について、図４を用いて説明する。本実施形態を含む以下の各実施形態において、既に説明した実施形態と同一、又は相当する構成については、同一符号を付し、その重複説明を省略する。図４は、本実施形態における車両用空調装置２００を示す模式図である。
本実施形態の車両用空調装置２００は、第１実施形態におけるリヒート式の車両用空調装置１００ではなく、エアミックスドア２８０を備えるエアミックス式のものである。空調ケース２１１の内部には、ヒータコア１０９をバイパスするバイパス通路２８１が設けられている。本実施形態では、バイパス通路２８１は、ヒータコア１０９に対して車両上方に位置している。エアミックスドア２８０は、ヒータコア１０９とバイパス通路２８１との間を回転中心として回転する板ドアである。エアミックスドア２８０は、冷房時には、ヒータコア１０９の前面を塞ぐように車両下方の位置へ回転し、暖房時には、図４に示すように、バイパス通路２８１を塞ぐように車両上方の位置へ回転する。図４は、暖房時であって、除湿が必要な場合における省動力運転時の空調空気流れを示している。内外気切替モードは、第２内気切替モードに設定されている。
【００５８】
この本実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、バイパス通路２８１を設けることによって、冷房時において、空調空気をヒータコア１０９に通風させる必要が無くなる。その為、ヒータコア１０９を通過させるための送風機１１０の送風能力を低減することができ、送風機駆動動力を節減することが可能となる。
【００５９】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、エバポレータ１０４の停止時において、内外気切替モードは、第３内気切替モードに設定されている。しかし、エバポレータ１０４の停止時において、必ずしも第３内気切替モードに設定されるわけではなく、必要に応じて他の切替モードに設定されても良い。例えば、第２内気切替モードに設定されたり、第２外気切替モードに設定されても良い。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、車両室内の空気が十分に高い温度で安定している暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合において、内外気切替モードは、第２内気切替モード、或いは第２外気切替モードに設定されている。しかし、必ずしもこれらの切替モードが設定されるわけではなく、必要に応じて他の切替モードが設定されても良い。例えば、第１内気切替モードに設定されたり、第１外気切替モードに設定されても良い。
【００６１】
また、上記各実施形態では、ヒータコア１０９は、送風機１１０に対して空調空気流れ下流側に配設されている。しかし、ヒータコア１０９は、送風機１１０に対して空調空気流れ上流側であって、第２内気口１４０に対して空調空気流れ下流側に配設されていても良い。これによれば、ヒータコア１０９は、上記第１実施形態と比べて空調ケース１１１において車両前方に配置される為、冷却水回路１１３を構成するエンジン１０５、ウォータポンプ１０６、サーモスタット１０７、及びラジエータ１０８が配置される位置にヒータコア１０９を近づけることができる。その結果、ヒータコア１０９を接続する配管を短くすることが可能となる。
【００６２】
また、上記各実施形態では、空調空気を加熱する加熱装置として、加熱用熱交換器であるヒータコア１０９が用いられている。しかし、加熱装置は、ヒータコア１０９のみに限らず、例えば、電気ヒータが用いられていても良い。
【００６３】
また、上記各実施形態では、第２内気口１４０は、空調ケース１１１における下側に形成されている。しかし、第２内気口１４０は、例えば、空調ケース１１１における側壁や、上側に形成されていても良い。
【００６４】
また、上記各実施形態では、送風機１１０として、吸い込み式の軸流ファンが用いられている。しかし、送風機１１０は、例えば、多段の軸流ファン、反転ファン、クロスフローファン、斜流ファンが用いられたものであっても良い。
【００６５】
また、上記各実施形態では、各種切替ドアは、板ドア、或いはバタフライドアで構成されているが、それに限定されず、例えば、スライド式ドアや、ロータリドアであっても良い。
【００６６】
また、上記各実施形態では、吹出口として、デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０が形成されているが、これに限定されず、例えば、後席用フェイス口や、後席用フット口が形成されていても良い。
【００６７】
また、上記各実施形態では、フィルタ１１４は、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ上流側に配置しているが、例えば、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配置されていても良い。また、ヒータコア１０９の空調空気流れ下流側に配置されていても良い。更には、フィルタ１１４は、無くても良い。
【００６８】
また、上記各実施形態では、ＥＣＵ１９０によって、各種ドアの開閉制御が行われている。しかし、各種ドアの開閉は、手動で行われていても良い。
【００６９】
また、上記各実施形態では、第１内気口１２０には第１内気切替ドア１２１が設けられ、外気口１３０には外気切替ドア１３１が設けられ、第２内気切替ドア１４０には第２内気切替ドア１４１が設けられている。しかし、複数の導入口の開閉状態を調整する切替ドアが設けられていても良い。例えば、第１内気口１２０の開閉状態を調整するとともに外気口１３０の開閉状態を調整する切替ドアが採用されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第２内気切替モード時）
【図３】第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第３内気切替モード時）
【図４】第２実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（第２内気切替モード時）
【符号の説明】
【００７１】
１０１…圧縮機、１０２…コンデンサ、１０３…膨張弁、１０４…エバポレータ、１０５…エンジン、１０６…ウォータポンプ、１０７…サーモスタット、１０８…ラジエータ、１０９…ヒータコア、１１０…送風機、１１１…空調ケース、１１２…冷凍サイクル、１１３…冷却水回路、１２０…第１内気口、１２１…第１内気切替ドア、１３０…外気口、１３１…外気切替ドア、１４０…第２内気口、１４１…第２内気切替ドア。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１、２１１）と、
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を車両室内に送風する送風機（１１０）とを有し、
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ上流側に前記車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）が形成されている車両用空調装置であって、
前記送風機（１１０）は、前記空調ケース（１１１、２１１）内における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ下流側に配設され、
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）と前記送風機（１１０）との間に前記車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）が形成され、
前記第１内気口（１２０）、及び前記第２内気口（１４０）の開閉状態を調整する開閉手段（１２１、１４１）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記冷却用熱交換器（１０４）の停止時においては、前記開閉手段（１２１、１４１）によって、前記第１内気口（１２０）が閉状態となるように調整され、一方、前記第２内気口（１４０）が開状態となるように調整される内気切替モードに設定可能と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。
【請求項３】
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ上流側に前記車両室外の空気を導入する外気口（１３０）が形成され、
前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、前記外気口（１３０）の開閉状態が調整され、
暖房運転時であって、除湿を必要とする場合においては、前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、前記第１内気口（１２０）が閉状態となるように、一方、前記第２内気口（１４０）、及び前記外気口（１３０）が開状態となるように調整された外気切替モードに設定可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を加熱する加熱装置（１０９）を備え、
前記加熱装置（１０９）は、前記空調ケース（１１１、２１１）内における前記送風機（１１０）に対して前記空調空気流れ下流側に配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用熱交換器。
【請求項５】
前記加熱装置（１０９）は、エンジン（１０５）を冷却する冷却水が内部を流れ、前記空調空気と前記冷却水との間で熱交換する加熱用熱交換器（１０９）であることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第２内気口（１４０）は、前記空調ケース（１１１、２１１）における下側に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１】
空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１、２１１）と、
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を車両室内に送風する送風機（１１０）とを有し、
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ上流側に前記車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）が形成されている車両用空調装置であって、
前記送風機（１１０）は、前記空調ケース（１１１、２１１）内における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ下流側に配設され、
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）と前記送風機（１１０）との間に前記車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）が形成され、
前記第１内気口（１２０）、及び前記第２内気口（１４０）の開閉状態を調整する開閉手段（１２１、１４１）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記冷却用熱交換器（１０４）の停止時においては、前記開閉手段（１２１、１４１）によって、前記第１内気口（１２０）が閉状態となるように調整され、一方、前記第２内気口（１４０）が開状態となるように調整される内気切替モードに設定可能と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。
【請求項３】
前記空調ケース（１１１、２１１）には、前記空調ケース（１１１、２１１）の内部における前記冷却用熱交換器（１０４）に対して前記空調空気流れ上流側に前記車両室外の空気を導入する外気口（１３０）が形成され、
前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、前記外気口（１３０）の開閉状態が調整され、
暖房運転時であって、除湿を必要とする場合においては、前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、前記第１内気口（１２０）が閉状態となるように、一方、前記第２内気口（１４０）、及び前記外気口（１３０）が開状態となるように調整された外気切替モードに設定可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記空調ケース（１１１、２１１）内に配設され、前記空調空気を加熱する加熱装置（１０９）を備え、
前記加熱装置（１０９）は、前記空調ケース（１１１、２１１）内における前記送風機（１１０）に対して前記空調空気流れ下流側に配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用熱交換器。
【請求項５】
前記加熱装置（１０９）は、エンジン（１０５）を冷却する冷却水が内部を流れ、前記空調空気と前記冷却水との間で熱交換する加熱用熱交換器（１０９）であることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第２内気口（１４０）は、前記空調ケース（１１１、２１１）における下側に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１００１３９（Ｐ２０１０−１００１３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７２３７５（Ｐ２００８−２７２３７５）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]