JP2000211341A - 自動車用空気調和装置のエアコンユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夏期に車室内の快適性が得られ、しかもコン
プレッサの省動力化を図ることができる自動車用空気調
和装置のエアコンユニットを提供する。 【解決手段】 送風ファン１５，１６からの空気を冷却
するためのエバポレータ２１と、このエバポレータ２１
を通過した空気を加熱するためのヒータ２３と、エバポ
レータ２１及びヒータ２３を収容するエアコンユニット
ケース２０とを備えた自動車用空気調和装置のエアコン
ユニットにおいて、フルクール後、定常運転状態になっ
たときに、外気をエアコンユニットケース２０内へ導
き、エバポレータ２１を通過させないで車室内へ導くよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自動車用空気調和
装置のエアコンユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】カーエアコンは、エンジンより動力を得
ていることから、その分エンジンに負荷をかけて燃料を
消費している。

【０００３】四季を通じて使用されるカーエアコンにと
って、その燃費改善、すなわちカーエアコンの省動力化
が今後ますます重要になってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、夏期にカー
エアコンを使用して車室内の冷房を行う場合、冷房開始
時には車室内の温度を迅速に下げるために内気循環モー
ドとする。

【０００５】しかし、内気循環モードで冷房をし続けて
いると車室内の空気が乾燥し過ぎたり、二酸化炭素濃度
が高くなったりすることがある。

【０００６】この問題点を解決して車室内の快適性を得
るためには、外気導入モードに切り換えればよいが、こ
れでは熱損失が発生し、省動力化の要求に応えられなく
なる。

【０００７】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は夏期に車室内の湿度や二酸化炭素
濃度を適度に保つことができるとともに、コンプレッサ
の省動力化を図ることができる自動車用空気調和装置の
エアコンユニットを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明は、送風機からの空気を冷却する
ための冷却用熱交換器と、この冷却用熱交換器を通過し
た空気を加熱するための加熱用熱交換器と、前記冷却用
熱交換器及び前記加熱用熱交換器を収容するエアコンユ
ニットケースとを備えた自動車用空気調和装置のエアコ
ンユニットにおいて、外気を前記冷却用熱交換器を通過
させないで車室内へ導く送風路と、前記送風路を開閉す
る開閉ドアと、内気循環モードで冷房開始後、車室内温
度が目標設定温度になったときに、前記開閉ドアを開く
制御手段とを備えていることを特徴とする。

【０００９】内気循環モードで冷房開始後、車室内温度
が目標設定温度になったときに、開閉ドアが開状態とな
って湿った外気がエアコンユニットケース内へ導入され
る。この外気は冷却用熱交換器を通過しないので、除湿
されず、湿った空気が車室内へ供給される。また、導入
される外気の内気循環している空気に対する割合は小さ
いので、吸入空気を全量外気とした場合に比して冷却用
熱交換器の能力を下げることができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、送風機からの空気
を冷却するための冷却用熱交換器と、この冷却用熱交換
器を通過した空気を加熱するための加熱用熱交換器と、
前記冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器を収容する
エアコンユニットケースとを備えた自動車用空気調和装
置のエアコンユニットにおいて、前記冷却用熱交換器
を、内気導入路に配置された主冷却用熱交換器と外気導
入路に配置された副冷却用熱交換器とで構成し、前記副
冷却用熱交換器を通過した外気を車室内へ導く送風路
と、前記送風路を開閉する開閉ドアと、内気循環モード
で冷房開始後、車室内温度が目標設定温度になったとき
に、前記開閉ドアを開く制御手段とを備えていることを
特徴とする。

【００１１】内気循環モードで冷房開始後、車室内温度
が目標設定温度になったときに、開閉ドアが開状態とな
って湿った外気がエアコンユニットケース内へ導入され
る。このとき、副冷却用熱交換器の冷房能力を下げるこ
とによって外気は除湿されず、湿った空気が車室内へ供
給される。また、導入される外気の内気循環している空
気に対する割合は小さいので、吸入空気を全量外気とし
た場合に比して冷却用熱交換器の能力を下げることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１３】図１はこの発明の第１実施形態に係る自動
車用空気調和装置のエアコンユニットのフルクール時の
状態を示す図である。

【００１４】自動車用空気調和装置のエアコンユニット
は送風機ケース１０とエアコンユニットケース（ユニッ
トケースという）２０とを備え、両ケース１０，２０は
一体に結合されている。

【００１５】送風機ケース１０には、内気導入口１１，
３１と、外気導入口１２と、内気導入路１３と、内外気
導入路１４とが形成されている。送風機ケース１０内に
は、送風ファン（送風機）１５，１６と、モータ１７と
が収容されている。

【００１６】外気導入口１２はダクト（図示せず）を介
して車外につながり、内気導入口１１，３１は車室内の
ダッシュパネル下につながっている。

【００１７】内気導入路１３と内外気導入路１４とは仕
切壁３２を境に送風機ケース１０の上部及び下部に位置
している。内気導入路１３には送風ファン１５が、内外
気導入路１４には送風ファン１６がそれぞれ配置されて
いる。内外気導入路１４の途中には内気導入口３１があ
り、内気導入口３１は内外気切替ドア１８によって開閉
される。

【００１８】送風ファン１５，１６は１つのモータ１７
によって駆動され、内気導入口１１及び外気導入口１２
からそれぞれ空気を導入する。

【００１９】ユニットケース２０には、上流側から下流
側へ、エバポレータ（冷却用熱交換器）２１、エアミッ
クスドア２２及びヒータコア（加熱用熱交換器）２３が
配置されている。

【００２０】エバポレータ２１は送風ファン１５，１６
から送られた空気を冷却する熱交換器である。

【００２１】このエバポレータ２１の上半分は内気導入
路１３に相対し、下半分は内外気導入路１４に相対して
いる。

【００２２】エバポレータ２１の下方にはエバポレータ
２１の下端から車室側へ延びる送風通路（送風路）３０
を開閉する片開きの開閉ドア２４が設けられている。

【００２３】この送風通路３０はエバポレータ２１の上
流の空気（外気）の一部をエバポレータ２１を通過させ
ないで車室内へ導く。

【００２４】エアミックスドア２２はヒータコア２３を
通過する空気の量を調整するための片開きドアである。

【００２５】ヒータコア２３はエバポレータ２１を通過
した空気を加熱する。

【００２６】ユニットケース２０の下流側にはデフ吹出
口２５、ベント吹出口２６及びフット吹出口２７が設け
られ、各吹出口２５，２６，２７は開閉ドア２５Ａ，２
６Ａ，２７Ａによって開閉される。

【００２７】次に、気温及び湿度が高い夏期におけるエ
アコンユニットの作動を説明する。

【００２８】制御部（制御手段）５０としては例えばワ
ンチップマイコンを用いる。制御部５０は温度センサ５
１と湿度センサ５２とから得られた温度と湿度とからエ
ンタルピを算出する。

【００２９】フルクールでの作動開始時には、制御部５
０は内気循環モードとする（図１参照）。このとき、内
外気切替ドア１８が内外気導入路１４を閉じ、開閉ドア
２４が前記送風通路３０の入口を閉じ、ベント開閉ドア
２６Ａが開いている。

【００３０】制御部５０は送風ファン１５を駆動し、内
気導入路１３を通して空気をユニットケース２０内へ導
入する。同時に、送風ファン１６を駆動し、内外気導入
路１４の途中の内気導入口３１から内気を導入する。

【００３１】内気導入路１３に導入された空気はエバポ
レータ２１の上半分を通過する。空気は矢印ａで示すよ
うにエバポレータ２１を通過するときに冷やされ、除湿
される。

【００３２】エバポレータ２１を通過した空気は更に下
流へ進み、ベント吹出口２６から車室内へ吹き出され
る。

【００３３】一方、内外気導入路１４の途中の内気導入
口３１から導入された空気はエバポレータ２１の下半分
を通過する。空気は矢印ｂで示すようにエバポレータ２
１を通過するときに冷やされ、除湿される。

【００３４】エバポレータ２１を通過した空気は更に下
流へ進み、ベント吹出口２６から車室内へ吹き出され
る。

【００３５】フルクールでの作動開始後、車室内が目標
設定温度になったとき（定常冷房状態）には、エアコン
ユニットは次のように作動する。

【００３６】図２、３はこの発明の第１実施形態に係る
自動車用空気調和装置のエアコンユニットの定常冷房状
態を示す図、図４は足元吹出空気のエンタルピとドア開
度と足元への風量との関係を示す図である。

【００３７】風量が多い場合（図２参照）：制御部５０
は内外気切替ドア１８をほぼ半分開き、内外気導入路１
４に外気と内気とが所定の割合で導入されるようにす
る。このとき、制御部５０は常に一定量（５０ｍ3 ／ｈ
程度）の外気が導入されるように内外気切替ドア１８を
制御する。

【００３８】同時に、制御部５０は開閉ドア２４を駆動
して送風通路３０を開き、内外気導入路１４と送風通路
３０とを連通させる。このとき、エバポレータ２１の下
半分は開閉ドア２４によって塞がれ、内外気導入路１４
からの空気はエバポレータ２１を通過できない。

【００３９】内気導入路１３に導入された空気はエバポ
レータ２１の上半分を通過する。空気は矢印ｃで示すよ
うにエバポレータ２１を通過するときに冷やされ、除湿
される。

【００４０】エバポレータ２１を通過した空気は更に下
流へ進み、ベント吹出口２６から車室内へ吹き出され
る。

【００４１】一方、内外気導入路１４から導入された内
気と外気とが混じった空気は矢印ｄで示すように送風通
路３０を通過して車室内へ吹き出される。

【００４２】この空気はエバポレータ２１を通過してい
ないので、除湿されず、湿気を含んでいる。

【００４３】風量が少ない場合（図３参照）：制御部５
０は内外気切替ドア１８を開き（全開）、内外気導入路
１４に外気だけが導入されるようにする。

【００４４】同時に、制御部５０は開閉ドア２４を半開
き（送風路閉塞位置（図１に示す位置）とエバポレータ
閉塞位置（図３に示す位置）とのほぼ中間）とし、内外
気導入路１４をエバポレータ２１と送風路３０との両方
に連通させる。

【００４５】内気導入路１３に導入された空気はエバポ
レータ２１の上半分を通過する。空気は矢印ｅに示すよ
うにエバポレータ２１を通過するときに冷やされ、除湿
される。

【００４６】エバポレータ２１を通過した空気は更に下
流へ進み、ベント吹出口２６から車室内へ吹出される。

【００４７】一方、内外気導入路１４に導入された空気
はエバポレータ２１の下半分を通過して矢印ｆで示すよ
うに流れてベント吹出口２６から車室内へ吹き出され、
内外気導入路１４に導入された空気の一部は矢印ｇで示
すように送風通路３０を通過して車室内へ吹出される。

【００４８】この空気はエバポレータ２１を通過しない
ので、除湿されず、湿気を含んでいる。

【００４９】なお、制御部５０は、足元から吹出される
風量（フット風量）をエンタルピによって制御する。す
なわち、車室内のエンタルピが規定値（車室内空気のエ
ンタルピ±α（例えばαは０．５ｋｃａｌ／ｋｇ程
度））を外れないように開閉ドア２４の開度を制御する
（図４参照）。

【００５０】図５は自動車用空気調和装置の作動を説明
するフローチャートであり、Ｓ１〜Ｓ５は各ステップを
示す。

【００５１】入力スイッチ（図示せず）をオンとしてエ
アコン（自動車用空気調和装置）を作動させる（Ｓ
１）。

【００５２】冷房にするか否かを判断する（Ｓ２）。

【００５３】冷房しないとき（ＮＯ）には、暖房や送風
を行う（Ｓ２）。

【００５４】冷房するとき（ＹＥＳ）には、フルクール
にするか否かを判断する（Ｓ４）。

【００５５】フルクールにしないとき（ＮＯ）には、内
外気切替ドア１８、開閉ドア２４及び送風ファン１５，
１６が制御される（定常冷房状態の制御参照）（Ｓ
５）。

【００５６】フルクールにするとき（ＹＥＳ）には、内
外気切替ドア１８、開閉ドア２４及び送風ファン１５，
１６が制御される（フルクール時の制御参照）（Ｓ
６）。

【００５７】この実施形態によれば、フルクール制御開
始後、所定時間が経過して定常冷房運転状態になったと
きに、除湿されていない空気（外気）が車室内へ供給さ
れるので、車室内の乾燥し過ぎが防止されるとともに、
新鮮な外気導入による換気がなされ、二酸化炭素濃度の
上昇が抑制される。

【００５８】また、内気循環している空気に対する外気
の割合は小さく、吸入空気を全量外気とした場合に比し
てエバポレータ２１の冷房能力を下げることができるの
で、冷媒流量を減らすことができ、コンプレッサの省動
力化を図ることができる。

【００５９】図６はこの発明の第２実施形態に係る自動
車用空気調和装置のエアコンユニットの全体を示す図で
あり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。なお、制御部５０、温度センサ５１
及び湿度センサ５２等については図示を省略している。

【００６０】この実施形態では２つのエバポレータ１２
１Ａ，１２１Ｂを用い、一方のエバポレータ（主冷却用
熱交換器）１２１Ａを送風機ケース１０の上部に配置
し、他方のエバポレータ（副冷却用熱交換器）１２１Ｂ
を送風機ケースの下部に配置した。一方のエバポレータ
１２１Ａと他方のエバポレータ１２１Ｂとは仕切壁１３
２によって仕切られている。

【００６１】この実施形態ではフルクール開始時には２
つのエバポレータ１２１Ａ，１２１Ｂを用いて冷房を行
い、所定時間が経過して定常冷房運転状態になったとき
には、他方のエバポレータ１２１Ｂへの冷媒循環を減少
させたり、他方のエバポレータ１２１Ｂへの冷媒循環を
止めて一方のエバポレータ１２１Ａだけを作動させたり
する。

【００６２】定常冷房運転時には、外気は矢印ｈに示す
ように内外気導入路１４、他方のエバポレータ１２１Ｂ
及び送風通路１３０を通して車室内へ導かれる。一方、
内気は矢印ｉで示すようにフィルタ３５（後述）及び一
方のエバポレータ１２１Ａを通してベント吹出口２６及
びフット吹出口２７から車室内へ導かれる。

【００６３】この第２実施形態によれば、フルクール制
御開始後、所定時間が経過して定常冷房運転状態になっ
たときに、他方のエバポレータ１２１Ｂの冷房能力を下
げる（エバポレータ１２１Ｂの出口温度を高める）こと
によって湿った空気を車室内へ供給できるので、車室内
の乾燥し過ぎが防止されるとともに、新鮮な外気導入に
よる換気がなされ、二酸化炭素濃度の上昇が抑制され
る。

【００６４】また、内気循環している空気に対する外気
の割合は小さいので、吸入空気を全量外気とした場合に
比してエバポレータの冷房能力を下げることができるの
で、冷媒流量を減らすことができ、コンプレッサの省動
力化を図ることができる。

【００６５】更に、図示のように車室内の塵埃や臭いを
除去するためのＡＰ（エアピュリファイヤ（空気清浄
器））やフィルタ３５を設置する場合には、ＡＰやフィ
ルタ３５は一方のエバポレータの前面に設置すればよい
ので、小型化、低コスト化を図ることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載の
発明の自動車用空気調和装置のエアコンユニットによれ
ば、車室内の乾燥し過ぎが防止されるとともに、新鮮な
外気導入による換気がなされ、二酸化炭素濃度の上昇が
抑制される。また、冷媒流量を減らすことができ、コン
プレッサの省動力化を図ることができる。

【００６７】請求項２に記載の発明の自動車用空気調和
装置のエアコンユニットによれば、請求項１に記載の効
果の他に、ＡＰやフィルタの小型化、低コスト化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る自動車用
空気調和装置のエアコンユニットのフルクール時を示す
図である。

【図２】図２はこの発明の第１実施形態に係る自動車用
空気調和装置のエアコンユニットの定常運転状態を示す
図である。

【図３】図３はこの発明の第１実施形態に係る自動車用
空気調和装置のエアコンユニットの定常運転状態を示す
図である。

【図４】図４は足元吹出空気のエンタルピとドア開度と
足元への風量との関係を示す図である。

【図５】図５は自動車用空気調和装置の作動を説明する
フローチャートである。

【図６】図６はこの発明の第２実施形態に係る自動車用
空気調和装置のエアコンユニットの全体を示す図であ
る。

【符号の説明】

１５，１６ 送風ファン（送風機） ２１，１２１Ａ，１２１Ｂ エバポレータ（冷却用熱交
換器） ２０ エアコンユニットケース ２３ ヒータコア（加熱用熱交換器） ２４ 開閉ドア ３０ 送風通路（送風路） ５０ 制御部（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機からの空気を冷却するための冷却
   用熱交換器と、この冷却用熱交換器を通過した空気を加
   熱するための加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器及
   び前記加熱用熱交換器を収容するエアコンユニットケー
   スとを備えた自動車用空気調和装置のエアコンユニット
   において、 外気を前記冷却用熱交換器を通過させないで車室内へ導
   く送風路と、 前記送風路を開閉する開閉ドアと、 内気循環モードで冷房開始後、車室内温度が目標設定温
   度になったときに、前記開閉ドアを開く制御手段とを備
   えていることを特徴とする自動車用空気調和装置のエア
   コンユニット。
2. 【請求項２】 送風機からの空気を冷却するための冷却
   用熱交換器と、この冷却用熱交換器を通過した空気を加
   熱するための加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器及
   び前記加熱用熱交換器を収容するエアコンユニットケー
   スとを備えた自動車用空気調和装置のエアコンユニット
   において、 前記冷却用熱交換器を、内気導入路に配置された主冷却
   用熱交換器と外気導入路に配置された副冷却用熱交換器
   とで構成し、 前記副冷却用熱交換器を通過した外気を車室内へ導く送
   風路と、 前記送風路を開閉する開閉ドアと、 内気循環モードで冷房開始後、車室内温度が目標設定温
   度になったときに、前記開閉ドアを開く制御手段とを備
   えていることを特徴とする自動車用空気調和装置のエア
   コンユニット。