JP2000219028A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発器をバイパスして空気を流すバイパス通
路、およびこのバイパス通路の開度を調整するバイパス
ドア手段を備える車両用空調装置において、蒸発器冷却
温度を検出する温度センサの温度検出精度を向上する。 【解決手段】 空調ケース１０内において蒸発器９の下
側に、蒸発器９をバイパスして空気を流すバイパス通路
１６を形成し、このバイパス通路１６の開度を調整する
バイパスドア１７と、蒸発器９の冷却温度を検出する温
度センサ３２ａ、３２ｂとを備え、蓄冷モード時には、
蒸発器９の冷却温度を通常の冷房モード時よりも引き下
げることにより、蒸発器９の凝縮水への蓄冷量を増大さ
せるようになっており、蒸発器９の下側からバイパス通
路１６の下流側の上方へ向かって空気案内部材４０ａを
突出させ、温度センサ３２ｂを蒸発器９の吹出側で、か
つ、空気案内部材４０ａよりも上流側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調ケース内に冷凍
サイクルの蒸発器を収容するとともに、この蒸発器をバ
イパスして空気を流すバイパス通路を設ける車両用空調
装置において、蒸発器の冷却温度を正確に検出するため
の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護を目的にして、信号待ち
時等の停車時（エンジン動力不要時）にエンジンを自動
的に停止する車両（エコラン車、ハイブリッド車等）が
実用化されており、今後、停車時にエンジンを停止する
車両が増加する傾向にある。ところで、車両用空調装置
においては、冷凍サイクルの圧縮機を車両エンジンによ
り駆動しているので、上記エコラン車等においては信号
待ち時等で停車して、エンジンが停止される毎に、圧縮
機も停止して蒸発器温度が上昇し、車室内への吹出空気
温度が上昇するので、乗員の冷房フィーリングを損なう
という不具合が発生する。

【０００３】このような不具合を解消するため、本出願
人においては、蒸発器凝縮水の蓄冷量に着目して、エン
ジン稼働中（車両走行中）に蒸発器冷却温度（具体的に
は蒸発器吹出空気温度）を引き下げて蒸発器凝縮水の蓄
冷量を増大させておき、そして、停車時のエンジン停止
時には、蒸発器凝縮水の蓄冷量の放冷作用を利用して空
調空気の冷却作用を維持することより、冷房フィーリン
グの悪化を抑制するシステムを開発中である。ここで、
蒸発器凝縮水の蓄冷量を効果的に増大させるには、エン
ジン稼働中に蒸発器凝縮水を氷点以下に冷却して凍結さ
せ、潜熱の形で蓄冷することが有効である。

【０００４】このようなシステムにおいては、エンジン
稼働中に蒸発器凝縮水を凍結させるために蒸発器の冷却
温度（蒸発器吹出空気温度）を引き下げると、車室内へ
の吹出空気温度制御のために蒸発器の空気下流側に配置
される温水式ヒータコアでの加熱量が増大することにな
る。ここで、蒸発器は、通風系部品の中で最大の体格を
占めており、蒸発器を空調空気の全量が通過するように
なっているので、蒸発器の冷却温度を引き下げることは
蒸発器による冷却能力の増加が必要となり、圧縮機の断
続制御により蒸発器冷却温度を制御する場合には圧縮機
の稼働率が増加し、圧縮機駆動動力の増加を招く。ま
た、圧縮機の容量制御により蒸発器冷却温度を制御する
場合でも、圧縮機の大容量運転の比率が高くなって、同
様に、圧縮機駆動動力の増加を招く。

【０００５】そこで、本発明者らは、先に、特願平１０
−３１３７１号において、空調ケース内で蒸発器下側
に、蒸発器をバイパスして空気を流すバイパス通路を設
けるととに、このバイパス通路の開度を調整するバイパ
スドア手段を備える車両用空調装置を提案している。こ
の先願によれば、エンジン稼働中に、バイパスドア手段
によりバイパス通路を開くことにより、バイパス通路を
通過する非冷却空気（温度の高い空気）と、蒸発器を通
過する冷風との混合により車室内への吹出空気温度を制
御することができる。そのため、蒸発器の冷却温度を氷
点下の温度に制御しながら、同時に、温度の高いバイパ
ス空気と冷風との混合により１０°Ｃ以上の吹出温度を
得ることができる。従って、バイパス風量の分だけ、蒸
発器通過風量を低減して、圧縮機駆動動力の省動力を効
果的に発揮できる利点を有している。

【０００６】しかも、この先願の装置では、車両エンジ
ンの稼働時に蒸発器の下側領域に凝縮水が重力で集まっ
てくることに着目し、バイパスドア手段によりバイパス
通路を開くときには、バイパスドア手段により蒸発器の
通風路の下側部を閉じることにより、蒸発器の熱交換コ
ア部のうち、バイパスドア手段による下側閉塞部では空
気側との熱交換がほとんどなくなり、下側領域の凝縮水
を速やかに凍結させることができる。従って、短時間に
て蒸発器凝縮水の蓄冷量を効果的に増大できる。

【０００７】また、蒸発器の通風路の下側部をバイパス
ドア手段により閉塞することにより、蒸発器側の通風抵
抗が増加するので、バイパス通路の断面積を特別に大き
くしなくても、バイパス風量割合を効果的に増大でき
る。従って、空調ユニットの体格を大型化せずに、バイ
パス風量割合を増加できるという利点もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用空調
装置では蒸発器吹出側に温度センサを配置して、この温
度センサの検出信号に基づいて圧縮機作動の断続制御、
あるいは圧縮機容量の可変制御をしたりしているが、上
記先願の装置を実際に試作して実験検討してみると、次
のごとき問題が生じることが分かった。すなわち、上記
先願の装置では蒸発器冷却温度（吹出温度）が下側領域
の凝縮水凍結部では空気側との熱交換がほとんどないの
で、氷点下の低温になるのに対して蒸発器上側領域では
蒸発器吸込空気が通過することにより、下側部より高い
温度になる。

【０００９】そこで、蒸発器冷却温度（吹出温度）を正
確に検出するために、蒸発器吹出側の上下に２個の温度
センサを分離して配置したところ、下側の温度センサの
配置場所がバイパス通路に近接した位置になる。その結
果、バイパス通路の開度が大きくなって、バイパス風量
が増大すると、バイパス通路からの非冷却空気（温度の
高い空気）が温度センサに直接当たるという現象が発生
する。そのため、温度センサへの非冷却空気の影響が大
きくなって、温度センサが実際の蒸発器冷却温度よりも
高めの温度を検出してしまい、蒸発器冷却温度を正確に
検出できないという不具合が生じることが分かった。

【００１０】このため、圧縮機作動の断続制御や圧縮機
容量の可変制御を所期の仕様通りに行うことができず、
蒸発器冷却温度を的確に制御できない事態を招く。本発
明は上記点に鑑みてなされたもので、蒸発器をバイパス
して空気を流すバイパス通路、およびこのバイパス通路
の開度を調整するバイパスドア手段を備える車両用空調
装置において、蒸発器冷却温度を検出する温度センサの
温度検出精度を向上することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし７記載の発明では、空調ケース（１
０）内に、蒸発器（９）をバイパスして空気を流すバイ
パス通路（１６）を形成し、このバイパス通路（１６）
の開度を調整するバイパスドア手段（１７）と、蒸発器
（９）の冷却温度を検出する温度センサ（３２ａ、３２
ｂ）とを備え、蒸発器（９）のうちバイパス通路（１
６）側の部位からバイパス通路（１６）の下流側へ向か
って空気案内部材（４０ａ）を突出するように設け、バ
イパス通路（１６）を出た空気を空気案内部材（４０
ａ）により温度センサ（３２ａ）の下流側に直接案内す
るようにしたことを特徴としている。

【００１２】これにより、温度センサ（３２ｂ）がたと
えバイパス通路（１６）に近接配置されても、温度セン
サ（３２ｂ）にバイパス風が直接当たることを空気案内
部材（４０ａ）によって確実に防止できる。従って、バ
イパス通路（１６）が存在しても、蒸発器冷却温度を正
確に検出できる。請求項２記載の発明のように、具体的
にはバイパス通路（１６）を空調ケース（１０）内にお
いて蒸発器（９）の下側に形成し、空気案内部材（４０
ａ）は蒸発器（９）の下側からバイパス通路（１６）の
下流側の上方へ向かって突出させる配置レイアウトが蓄
冷モード実行のために好ましい。

【００１３】特に、請求項３記載の発明では、請求項２
において、温度センサ（３２ａ、３２ｂ）を、蒸発器
（９）の吹出側の上下方向に複数分割して配置し、複数
の温度センサ（３２ａ、３２ｂ）のうち、下側の温度セ
ンサ（３２ｂ）を空気案内部材（４０ａ）の上流側に配
置したことを特徴としている。これによると、蒸発器下
側のバイパス通路（１６）に近接配置される下側温度セ
ンサ（３２ｂ）の検出精度を効果的に向上できる。

【００１４】また、請求項４記載の発明では、請求項２
または３において、空気案内部材（４０ａ）を蒸発器
（９）の幅方向の略全長にわたって延びるように形成す
ることを特徴としている。これによると、蒸発器（９）
から下流側へ凝縮水が飛散することを空気案内部材（４
０ａ）の突出形状により防止できる。しかも、空気案内
部材（４０ａ）の突出形状により凝縮水を溜めることが
でき、蒸発器下側に貯留される凝縮水量を増大して、蓄
冷モード時の蓄冷量を増大できる。

【００１５】また、請求項５記載の発明のごとく、空気
案内部材（４０ａ）を蒸発器（９）の幅方向において、
温度センサ（３２ａ、３２ｂ）の配置箇所近傍のみに部
分的に突出する形状にしてもよい。また、請求項６記載
の発明のごとく、空気案内部材（４０ａ）を空調ケース
（１０）に一体成形すれば、空気案内部材（４０ａ）を
簡単に低コストで形成できる。

【００１６】そして、請求項７記載の発明では、請求項
１ないし６のいずれか１つにおいて、停車時等のエンジ
ン動力不要時に車両エンジン（４）を停止する車両に搭
載され、冷凍サイクル（Ｒ）は車両エンジン（４）によ
り駆動される圧縮機（１）を有しており、温度センサ
（３２ａ、３２ｂ）の検出信号に基づいて圧縮機（１）
の作動を制御することにより、蒸発器（９）の冷却温度
を制御する制御手段（５）を備え、車両エンジン（４）
の稼働時に、制御手段（５）により蒸発器（９）の冷却
温度を氷点下に引き下げることにより、蒸発器（９）の
凝縮水を凍結させて蓄冷量を増大させる蓄冷モードを実
行し、車両エンジン（４）の停止時に蒸発器（９）の凝
縮水の蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モードを
実行することを特徴としている。

【００１７】これによると、車両エンジン（４）の停止
に伴って圧縮機（１）が停止してもも、蒸発器凝縮水の
蓄冷量の放冷により冷房作用を継続できる。しかも、エ
ンジン稼働時における蓄冷モード時にはバイパス通路
（１６）を開くことにより、バイパス通路（１６）を通
過する非冷却空気と、蒸発器（９）を通過する冷風との
混合により車室内への吹出空気温度を高めの温度に制御
することと、凝縮水への蓄冷を行うための低めの温度と
を両立できる。

【００１８】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の全体構
成図であり、車両用空調装置の冷凍サイクルＲには冷媒
を吸入、圧縮、吐出する圧縮機１が備えられている。圧
縮機１は動力断続用の電磁クラッチ２を有し、圧縮機１
には電磁クラッチ２およびベルト３を介して車両エンジ
ン４の動力が伝達される。

【００２０】電磁クラッチ２への通電は空調用電子制御
装置５により断続され、電磁クラッチ２が通電されて接
続状態になると、圧縮機１は運転状態となる。これに反
し、電磁クラッチ２の通電が遮断されて開離状態になる
と、圧縮機２は停止する。圧縮機１から吐出された高
温、高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器６に流入し、ここで、
図示しない冷却ファンより送風される外気冷却風と熱交
換して冷媒は冷却されて凝縮する。この凝縮器６で凝縮
した冷媒は次に受液器７に流入し、受液器７の内部で冷
媒の気液が分離され、冷凍サイクルＲ内の余剰冷媒（液
冷媒）が受液器７内に蓄えられる。

【００２１】この受液器７からの液冷媒は膨張弁（減圧
手段）８により低圧に減圧され、低圧の気液２相状態と
なる。この膨張弁８からの低圧冷媒は蒸発器（冷房用熱
交換器）９に流入する。この蒸発器９は車両用空調装置
の空調ケース１０内に設置され、蒸発器９に流入した低
圧冷媒は空調ケース１０内の空気から吸熱して蒸発す
る。

【００２２】膨張弁８は蒸発器９の出口冷媒の温度を検
出する感温部８ａを有する温度式膨張弁であり、蒸発器
９の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように弁開度
（冷媒流量）を調整するものである。蒸発器９の出口は
圧縮機１の吸入側に結合され、上記したサイクル構成部
品によって閉回路を構成している。空調ケース１０にお
いて、蒸発器９の上流側には送風機１１が配置され、送
風機１１には遠心式送風ファン１２と駆動用モータ１３
が備えられている。送風ファン１２の吸入口１４には図
示しない内外気切替箱を通して車室内の空気（内気）ま
たは車室外の空気（外気）が切替導入される。

【００２３】次に、図２、図３は図１の空調装置通風系
のうち、送風機１１下流側の空調ユニット１５部分を示
すもので、図２は蒸発器バイパス通路を開放しているバ
イパス時の状態を示し、図３は蒸発器バイパス通路を閉
じている通常時の状態を示す。空調ユニット１５部は、
車室内前部の計器盤内側において、車両幅方向の中央位
置に配置される。その場合、空調ユニット１５部は車両
の前後方向および上下方向に対して図２、３に示すよう
に配置され、送風機１１部は空調ユニット１５部に対し
て助手席側にオフセット配置されている。

【００２４】空調ケース１０内において最も車両前方側
の部位に空気入口１０ａが開口しており、送風ファン１
２の送風空気はこの空気入口１０ａから空調ケース１０
内の蒸発器９の上流部位に流入するようになっている。
そして、蒸発器９は空調ケース１０内において、空調ケ
ース１０の幅方向には全長にわたって延びるように配置
される。ここで、空調ケース１０の幅方向とは車両左右
方向に延びる方向で、図２、３の紙面垂直方向である。
また、空調ケース１０の上下方向に対しては蒸発器９の
下側部位に蒸発器９をバイパスして空気を流す第１バイ
パス通路１６を形成するように蒸発器９は配置されてい
る。

【００２５】蒸発器９は、図４にその具体的構造を例示
するように、その上下両端部に冷媒の集合、分配を行う
タンク部９ａ、９ｂを有し、このタンク部９ａ、９ｂの
間に冷媒通路を構成するチューブ９ｃが上下方向に延び
るように配置されている。ここで、タンク部９ａ、９ｂ
とチューブ９ｃは周知のごとくアルミニウム製の金属属
薄板により一体成形でき、チューブ９ｃは断面偏平状の
冷媒通路を内部に構成する。チューブ９ｃの外面側には
コルゲートフィン９ｄが接合され、空調空気はチューブ
９ｃとコルゲートフィン９ｄの空隙部を図４の紙面垂直
方向に流れて冷却される。９ｅは蒸発器９への冷媒の出
入口ジョイントである。

【００２６】上記した第１バイパス通路１６の開度を調
整するために、バイパスドア（パラレルバイパスドア）
１７が蒸発器９の空気上流側で、かつ、下側の部位に配
置されている。このバイパスドア１７は回転軸１７ａを
中心として回動可能な板状ドアであり、このバイパスド
ア１７は図１に示すサーボモータからなる電気駆動装置
１８により駆動される。ここで、バイパスドア１７は図
２の位置に操作されて第１バイパス通路１６を開くとき
（全開位置）には、蒸発器９の通風路の一部（下側の部
位Ａ）を閉じるように構成されている。

【００２７】図２の実線位置で示す全閉位置にバイパス
ドア１７が操作されているときにも、バイパスドア１７
と蒸発器９の熱交換用コア部（チューブ９ｃとフィン９
ｄ）の前面側との間に、所定（２〜６ｍｍ程度）の微小
隙間Ｂを形成するようになっている。空調ケース１０内
で、蒸発器９の下流側にはエアミックスドア（シリーズ
バイパスドア）１９が配置されている。このエアミック
スドア１９の下流側には車両エンジン４の温水（冷却
水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア（暖
房用熱交換器）２０が設置されている。そして、この温
水式ヒータコア２０の側方（上方部）には第２バイパス
通路２１が形成されている。この第２バイパス通路２１
は温水式ヒータコア２０をバイパスして空気（冷風）を
流すためのものである。

【００２８】エアミックスドア１９は回転軸１９ａを中
心として回動可能な板状ドアであり、温水式ヒータコア
２０を通過する温風と第２バイパス通路２１を通過する
冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風
の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節
する。すなわち、本例においては、エアミックスドア１
９により温度調節手段が構成されている。なお、エアミ
ックスドア１９は図１に示すサーボモータからなる電気
駆動装置２２により駆動される。

【００２９】温水式ヒータコア２０の下流側には下側か
ら上方へ湾曲して延びる温風通路２３が形成され、この
温風通路２３からの温風と第２バイパス通路２１からの
冷風が空気混合部２４付近で混合して、所望温度の空気
を作り出すことができる。さらに、空調ケース１０内
で、空気混合部２４の下流側に吹出モード切替部が構成
されている。すなわち、空調ケース１０の上面部にはデ
フロスタ開口部２５が形成され、このデフロスタ開口部
２５は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロン
トガラス内面に空気を吹き出すものである。デフロスタ
開口部２５は、回転軸２６ａにより回動自在な板状のデ
フロスタドア２６により開閉される。

【００３０】また、空調ケース１０の上面部で、デフロ
スタ開口部２５より車両後方側の部位にフェイス開口部
２７が形成され、このフェイス開口部２７は図示しない
フェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空
気を吹き出すものである。フェイス開口部２７は回転軸
２８ａにより回動自在な板状のフェイスドア２８により
開閉される。

【００３１】また、空調ケース１０において、フェイス
開口部２７の下側部位にフット開口部２９が形成され、
このフット開口部２９は図示しないフットダクトを介し
て車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すものであ
る。フット開口部２９は回転軸３０ａにより回動自在な
板状のフットドア３０により開閉される。上記した吹出
モードドア２６、２８、３０の回転軸２６ａ、２８ａ、
３０ａは共通のリンク機構（図示せず）に連結され、こ
のリンク機構を介して図１のサーボモータからなる電気
駆動装置３１により駆動される。

【００３２】次に、図１に戻って、本実施形態における
電気制御部の概要を説明すると、空調ケース１０内で、
蒸発器９の空気吹出直後の部位に、サーミスタからなる
蒸発器吹出温度センサ（蒸発器冷却度合検出手段）３２
ａ、３２ｂが設けられ、蒸発器吹出温度Ｔ_e を検出す
る。ここで、蒸発器吹出温度センサ３２ａ、３２ｂは、
図２、３に示すように、蒸発器９の空気吹出直後の部位
において上下方向に２箇所に分離して配置され、この上
下２個のセンサ３２ａ、３２ｂの平均温度から蒸発器吹
出温度Ｔ_e を空調用電子制御装置５にて算出するように
なっている。

【００３３】これは次の理由からである。車両用空調装
置では蒸発器９は、前述のごとくチューブ９ｃを上下方
向に延びるように配置し、これにより、凝縮水がチュー
ブ９ｃ表面に沿って重力により容易に下方へ落下できる
ようにして、凝縮水の排水性を向上させている。従っ
て、蒸発器９において下方部に凝縮水が集まってくる。
それ故、エンジン稼働中に蓄冷モードを実行すると、蒸
発器下方部で凝縮水の凍結が発生しやすい。

【００３４】その結果、蓄冷モードでは蒸発器９におい
て上方部に比して下方部の通風路面積が凝縮水の凍結に
より縮小されるので、蒸発器９の上方部を通過した吹出
空気温度よりも蒸発器９の下方部を通過した吹出空気温
度の方が低くなる。そこで、蒸発器９の吹出側の上下両
側に分離して２個の温度センサ３２ａ、３２ｂを配置
し、その平均温度を算出している。

【００３５】この２個の温度センサ３２ａ、３２ｂは図
２、３に示すようにそれぞれ樹脂製のクランプ３２ｃ、
３２ｄにより弾性的に保持され、そして、このクランプ
３２ｃ、３２ｄの先端の係止爪部を蒸発器９のコルゲー
トフィン９ｄの間に挿入係止することにより、温度セン
サ３２ａ、３２ｂを蒸発器９の吹出側に保持固定してい
る。

【００３６】そして、蒸発器９の下側部位には、第１バ
イパス通路１６を区画するとともに蒸発器９の下側部を
支持する支持板４０が配置されている。この支持板４０
のうち空気流れ下流側の部位に空気案内部材４０ａが一
体成形してある。この空気案内部材４０ａは蒸発器９の
下側部から空気流れ下流側へ斜め上方へ突き出す形状に
なっている。

【００３７】下側の温度センサ３２ｂは、蒸発器９の吹
出側で、かつ、空気案内部材４０ａよりも上流側に配置
してある。このため、空気案内部材４０ａの突出形状に
より、第１バイパス通路１６を通過するバイパス空気を
下側温度センサ３２ｂの下流側に直接案内することがで
き、バイパス空気が温度センサ３２ｂに直接当たること
を防止する。

【００３８】ここで、支持板４０と空気案内部材４０ａ
は、空調ケース１０を樹脂製とすることにより、空調ケ
ース１０に一体成形することができる。もちろん、支持
板４０と空気案内部材４０ａを空調ケース１０とは別部
品として単体で成形した後、ネジ止め、接着等の適宜の
固定手段により空調ケース１０の内面に固定する構成と
してもよい。

【００３９】また、支持板４０は、蒸発器９の下側部を
支持するために蒸発器９の幅方向（図２、３の紙面垂直
方向）の全長にわたって延びるように形成されている。
その際、空気案内部材４０ａも支持板４０と同様に、蒸
発器９の幅方向（図２、３の紙面垂直方向）の全長にわ
たって延びるように形成している。しかし、空気案内部
材４０ａを下側の温度センサ３２ｂの下流側付近だけに
部分的に突出するように形成してもよい。

【００４０】また、空調ケース１０内で、第１バイパス
通路１６には蒸発器バイパス空気（非冷却空気）の温度
Ｔ_B を検出するサーミスタからなるバイパス空気温度セ
ンサ３３（図１）が設けられている。ところで、前記し
た空調用電子制御装置５には、上記したセンサ３２ａ、
３２ｂ、３３の他に、空調制御のために、内気温Ｔ_r 、
外気温Ｔ_am、日射量Ｔ_S 、温水温度Ｔ_W 等を検出する周
知のセンサ群３５から検出信号が入力される。また、車
室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル３６の操作
スイッチ群３７からも温度設定信号Ｔ_set 等の操作信号
が入力される。

【００４１】さらに、空調用電子制御装置５はエンジン
用電子制御装置３８に接続されており、エンジン用電子
制御装置２８から空調用電子制御装置５には車両エンジ
ン４の回転数信号、車速信号等が入力される。エンジン
用電子制御装置３８は周知のごとく車両エンジン４の運
転状況等を検出するセンサ群（図示せず）からの信号に
基づいて車両エンジン４への燃料噴射量、点火時期等を
総合的に制御するものである。さらに、本発明の対象と
するエコラン車、ハイブリッド車においては、車両エン
ジン４の回転数信号、車速信号、ブレーキ信号等に基づ
いて停車状態を判定すると、エンジン用電子制御装置３
８は燃料噴射の停止等により車両エンジン４を自動的に
停止させる。

【００４２】また、運転者の運転操作により車両が停車
状態から発進状態に移行すると、エンジン用電子制御装
置３８は車両の発進状態をアクセル信号等に基づいて判
定して、車両エンジン４を自動的に始動させる。なお、
空調用電子制御装置５は、車両エンジン４の稼働中に、
蒸発器９の凝縮水蓄冷量、あるいはエンジン停止後にお
ける蒸発器吹出温度の挙動等を推定し、この推定結果に
基づいて車両エンジン４の停止許可、停止禁止の信号を
出力したり、また、車両エンジン４停止後の蒸発器吹出
温度Ｔe の上昇等に基づいてエンジン再稼働要求の信号
を出力する。

【００４３】空調用電子制御装置５およびエンジン用電
子制御装置２４はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周
知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成さ
れるものである。空調用電子制御装置５は、上記のごと
きエンジン制御信号を出力するエンジン制御信号出力
部、電磁クラッチ２による圧縮機断続制御部、内外気切
替ドア１５による内外気吸込制御部、送風機１１の風量
制御部、エアミックスドア１４による温度制御部、吹出
口１５〜１７の切替による吹出モード制御部、バイパス
ドア１７による蓄冷モード制御部等を有している。

【００４４】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。図２はバイパスドア１７が第１バイパス通
路１７を開放して蒸発器９の通風路の下側部Ａを閉じて
いる蒸発器バイパス時の状態を示し、一方、図３は、バ
イパスドア１７が第１バイパス通路１７を閉じている通
常時の状態を示す。そして、エンジン稼働中において、
冷房開始直後のように車室内を急速に冷房したいクール
ダウン時とか、車室内乗員数が多いとか、高外気温時の
ような冷房高負荷時には、蒸発器９の冷却能力を最大限
に発揮するために図３の通常状態（蒸発器バイパス閉塞
状態）を設定する。また、クールダウン時とか冷房高負
荷時ではないとき、つまり、通常の冷房負荷状態では、
次回のエンジン停止時に備えて、蒸発器凝縮水への蓄冷
量を増加させる蓄冷モードを予め設定しておく必要があ
る。図２の蒸発器バイパス状態は、この蓄冷モードの設
定状態である。

【００４５】ここで、図２の蒸発器バイパス状態は、蓄
冷モードだけでなく、春秋の中間季節における省動力モ
ードのために使用してもよいし、また、停車時等の一時
的なエンジン停止時における蒸発器９の放冷モードにお
いても使用する。上記した図２の蒸発器バイパス状態と
図３の通常状態（蒸発器バイパス閉塞状態）はバイパス
ドア１７の開閉により切り替えることができる。バイパ
スドア１７の開閉は、例えば、車室内へ吹き出される空
調風の目標吹出温度ＴＡＯに基づいて決定することがで
きる。この目標吹出温度ＴＡＯは車室内を設定温度Ｔse
tに維持するために必要な吹出温度であって、周知のご
とく操作スイッチ群２７の温度設定スイッチの設定温度
Ｔset 、センサ群３５の内気センサにより検出される内
気温Ｔr 、センサ群３５の外気センサにより検出される
外気温Ｔam、センサ群３５の日射センサにより検出され
る日射量Ｔs 等に基づいて算出される。

【００４６】そして、目標吹出温度ＴＡＯは上記のクー
ルダウン時とか冷房高負荷時には非常に低い温度が算出
されるので、この目標吹出温度ＴＡＯが極く低温域にあ
るときはバイパスドア１７を図３の通常状態に操作す
る。そして、目標吹出温度ＴＡＯが所定レベルまで上昇
すると、通常の冷房負荷状態であると判定して、バイパ
スドア１７を図３通常状態から図２の蒸発器バイパス状
態に切り替える。

【００４７】なお、上記目標吹出温度ＴＡＯによる自動
的なバイパスドア１７の切替動作方式によらず、手動操
作方式でバイパスドア１７の切替を行ってもよい。例え
ば、空調制御パネル３６の操作スイッチ群３７の１つと
して、蓄冷モードスイッチを設けて、この蓄冷モードス
イッチが乗員の操作により投入されたとき、バイパスド
ア１７を図２の蒸発器バイパス状態に操作するようにし
てもよい。

【００４８】ところで、図３の通常時の状態では、バイ
パスドア１７が第１バイパス通路１７を閉じるととも
に、蒸発器９の通風路への通風の妨げとならない位置に
操作されているので、蒸発器９の熱交換コア部に対して
最大風量を送風することができる。従って、蒸発器９の
最大能力の発揮に支障はない。そして、最大冷房時に
は、上記目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、エアミックス
ドア１９が図２、３の実線で示す最大冷房位置に操作さ
れて、ヒータコア２０への通風路を全閉し、第２バイパ
ス通路２１を全開する。従って、蒸発器９の冷媒蒸発潜
熱により冷却された冷風をヒータコア２０で再加熱する
ことなく、フェイス開口部２７を通して車室内へ吹出し
て、車室内を冷房する。

【００４９】そして、図３の通常時の状態において、冷
房負荷が低減して最大冷房状態から温度制御域に移行す
ると、エアミックスドア１９がヒータコア２０への通風
路を開き、第２バイパス通路２１の開度を減少させる。
これにより、第２バイパス通路２１を通過する冷風とヒ
ータコア２０を通過する温風との風量割合を調整して車
室内への吹出空気温度を制御することができる。

【００５０】これに対して、エンジン稼働中に、蒸発器
凝縮水への蓄冷量を増大する蓄冷モードを実行する時に
は、バイパスドア１７を図２の蒸発器バイパス状態に切
り替える。この状態では、バイパスドア１７が第１バイ
パス通路１６を開くとともに、蒸発器９の熱交換コア部
の通風路の下側部Ａを閉じる。送風ファン１２の送風空
気の一部は第１バイパス通路１６を通過して蒸発器９を
バイパスして冷却されないまま通過する。従って、バイ
パスドア１７の操作位置の調整により第１バイパス通路
１６の開度を調整して、第１バイパス通路１６を通過す
る非冷却空気と、蒸発器９を通過する冷風との風量割合
を調整することにより、車室内への吹出空気温度を制御
できる。ここで、バイパスドア１７の操作位置（開度）
は、第１バイパス通路１６を通過する非冷却空気の温度
Ｔ_B と、蒸発器吹出温度Ｔ_e と車室内への目標吹出温度
ＴＡＯに基づいて決定すればよい。ここで、蒸発器吹出
温度Ｔ_e は前述のごとく上下２個の温度センサ３２ａ、
３２ｂの検出温度の平均温度である。

【００５１】以上により、蓄冷モード時には、エアミッ
クスドア１９を最大冷房位置に固定したままでも、バイ
パスドア１７の開度調整により車室内への吹出空気温度
を制御でき、車両エンジン４の省動力（圧縮機駆動動力
の低減）を図ることができる。つまり、バイパスドア１
７が蒸発器９の熱交換コア部の通風路の下側部Ａを閉じ
るため、蒸発器９の通過風量が減少する。そのため、蒸
発器９の吹出温度Ｔ_eを目標吹出温度ＴＥＯに低下させ
るに必要な冷却能力を風量の減少分だけ小さくすること
ができ、圧縮機１の断続制御よる圧縮機稼働率を低下さ
せて衝動力を図ることができる。

【００５２】そして、バイパスドア１７が蒸発器９の熱
交換コア部の通風路の下側部Ａを閉じるため、この下側
閉塞部分では通過風量が僅少となり、空気側との熱交換
量が僅少であるため、凝縮水を短時間で速やかにフロス
ト（凍結）させることができる。特に、本実施形態で
は、蒸発器９を上下方向に延びるように配置しているの
で、蒸発器９で発生する凝縮水はチューブ９ｃの上下方
向の表面に沿って自重にて蒸発器９の熱交換コア部の下
側に集まってくる。そのため、蒸発器９の熱交換コア部
の通風路の下側部分Ａをバイパスドア１７により閉じる
ことにより、蒸発器９の熱交換コア部の下側に集まって
くる凝縮水を強制的に凍結させて蓄冷量を効果的に増加
できる。

【００５３】これに加えて、空気案内部材４０ａと支持
板４０を蒸発器９の幅方向（図２、３の紙面垂直方向）
の全長にわたって延びるように形成しているから、空気
案内部材４０ａと支持板４０により凝縮水の排水を抑え
て、蒸発器下側部Ａに溜まる凝縮水量を増加することが
できるので、蓄冷量を一層効果的に増加できる。また、
空気案内部材４０ａは、蒸発器９部から凝縮水が下流側
（エアミックスドア１９側）へ飛散することを抑制する
役割を果たすこともできる。

【００５４】なお、蒸発器９の目標吹出温度ＴＥＯは、
目標吹出温度ＴＡＯに応じてＴＡＯの上昇に応じて高く
設定したり、あるいは、外気温度Ｔ_amに応じて、春秋の
中間温度域で最も高く設定し、外気温度Ｔ_amの低温域お
よひ高温域では低く設定したりするが、蓄冷モードで
は、目標吹出温度ＴＥＯを例えば、−３°Ｃ〜−４°Ｃ
のような氷点下の低温域に引き下げて、蒸発器凝縮水を
強制的に凍結させて蓄冷効果の向上を図ることが好まし
い。

【００５５】このように、目標吹出温度ＴＥＯを氷点下
の低温域に引き下げて、蒸発器９の吹出温度Ｔ_e が氷点
下の低温になっても、車室内への吹出空気温度は、バイ
パスドア１７の開度（第１バイパス通路１６の開度）に
より調整できるので、上述の通り車両エンジン４の省動
力を実現できる。ところで、上下２個の温度センサ３２
ａ、３２ｂのうち、下側の温度センサ３２ｂは図２、３
に示すように第１バイパス通路１６に近接して配置され
るので、支持板４０に空気案内部材４０ａを設けない場
合は下側の温度センサ３２ｂに第１バイパス通路１６を
通過する温度の高いバイパス空気が直接当たって、下側
の温度センサ３２ｂが蒸発器下側の吹出空気温度を正確
に検出できない。

【００５６】しかし、本実施形態によると、支持板４０
に、蒸発器９の下側部から空気流れ下流側へ斜め上方へ
突き出す形状の空気案内部材４０ａを設けているから、
バイパス空気を下側温度センサ３２ｂの下流側に直接案
内することができる。これにより、バイパス空気が温度
センサ３２ｂに直接当たることを防止できるので、下側
の温度センサ３２ｂが第１バイパス通路１６に近接配置
されていても、下側の温度センサ３２ｂに蒸発器９の下
側部Ａから吹き出す極低速の空気を当てて、下側の温度
センサ３２ｂに蒸発器下側部Ａの吹出空気温度を正確に
感知させることができる。

【００５７】なお、信号待ち等による一時的な停車時
に、車両エンジン４が停止されると、圧縮機１も必然的
に停止状態になるので、冷凍サイクルＲの冷媒蒸発潜熱
による蒸発器９の冷却作用が停止されるが、エンジン稼
働中に予め、蒸発器凝縮水を凍結させて蒸発器凝縮水蓄
冷量を増大してあるので、エンジン停止時は、この蒸発
器凝縮水蓄冷量（水の融解潜熱および水の顕熱）を利用
して、蒸発器９の冷却作用を発揮できる。

【００５８】信号待ち等による一時的な停車時間は、通
常、１分間前後であるので、この程度の短時間であれ
ば、蒸発器凝縮水の蓄冷量を利用して、冷房フィーリン
グを悪化させないレベルで冷房を持続可能となる。停車
時の冷房作用は、蒸発器凝縮水蓄冷量の放冷により行う
ので、放冷モードと称することができ、この放冷モード
における車室内への吹出空気温度の制御も、前述の蓄冷
モードと同様に、エアミックスドア１９は最大冷房位置
に固定したままで、バイパスドア１７の操作位置（開
度）の調整により行うことができる。

【００５９】（他の実施形態）なお、上記の一実施形態
では、蒸発器冷却温度（吹出温度）を圧縮機１の作動の
断続制御により行う場合について説明したが、車両用空
調装置では蒸発器吹出温度を圧縮機１の容量制御により
行うことも周知であり、このような圧縮機容量制御方式
のものにおいても本発明を同様に実施できる。すなわ
ち、圧縮機１の断続制御の代わりに、蒸発器目標吹出温
度ＴＥＯが得られるようように、圧縮機１の容量制御を
行えばよい。

【００６０】また、上記の一実施形態では、蒸発器冷却
温度を検出するために、蒸発器吹出空気温度を温度セン
サ３２ａ、３２ｂにより検出しているが、蒸発器９のフ
ィン表面温度等を検出して、蒸発器冷却温度を検出する
ようにしてもよい。また、上記の一実施形態では、ヒー
タコア２０を通過する温風と第２バイパス通路２１を通
過する冷風との風量割合を調整するエアミックスドア１
９により、車室内への吹出空気温度を調節する温度調節
手段を構成しているが、この温度調節手段として、ヒー
タコア２０へ流入する温水流量を調節する温水弁を用
い、この温水弁により温水流量を調節して、車室内への
吹出空気温度を調節することができる。

【００６１】また、上記の一実施形態では、第１バイパ
ス通路１６にバイパス空気温度センサ３３を配置してい
るが、第１バイパス通路１６を通過するバイパス空気
は、車両空調装置の内気モード時には内気が第１バイパ
ス通路１６を通過し、外気モード時には外気が第１バイ
パス通路１６を通過するので、バイパス空気温度センサ
３３を廃止して、その代わりに、内気モード時にはセン
サ群３５の内気温信号Ｔ _r をバイパス空気温度信号とし
て用い、また、外気モード時にはセンサ群３５の外気温
信号Ｔ_amをバイパス空気温度信号として用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の全体システム構成図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態における空調ユニット部の
詳細構造を示す断面図で、蒸発器バイパス時の状態を示
す。

【図３】本発明の一実施形態における空調ユニット部の
詳細構造を示す断面図で、蒸発器通常時の状態を示す。

【図４】本発明の一実施形態における蒸発器の一部破断
正面図である。

【符号の説明】

Ｒ…冷凍サイクル、１…圧縮機、４…車両エンジン、５
…空調用制御装置、９…蒸発器、１０…空調ケース、１
６…第１バイパス通路、１７…バイパスドア、１９…エ
アミックスドア（温度調節手段）、２０…ヒータコア
（暖房用熱交換器）、３２ａ、３２ｂ…温度センサ、４
０ａ…空気案内部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通風路を形成する空調ケース（１０）
   と、 この空調ケース（１０）内に配置され、空気を冷却する
   冷凍サイクル（Ｒ）の蒸発器（９）と、 前記空調ケース（１０）内に形成され、前記蒸発器
   （９）をバイパスして空気を流すバイパス通路（１６）
   と、 このバイパス通路（１６）の開度を調整するバイパスド
   ア手段（１７）と、 前記蒸発器（９）の冷却温度を検出する温度センサ（３
   ２ａ、３２ｂ）と、 前記蒸発器（９）のうち前記バイパス通路（１６）側の
   部位から前記バイパス通路（１６）の下流側へ向かって
   突出して設けられ、前記バイパス通路（１６）を出た空
   気を前記温度センサ（３２ａ）の下流側に直接案内する
   空気案内部材（４０ａ）とを備たことを特徴とする車両
   用空調装置。
2. 【請求項２】 前記バイパス通路（１６）は、前記空調
   ケース（１０）内において前記蒸発器（９）の下側に形
   成されており、 前記空気案内部材（４０ａ）は前記蒸発器（９）の下側
   から前記バイパス通路（１６）の下流側の上方へ向かっ
   て突出していることを特徴とする請求項１に記載の車両
   用空調装置。
3. 【請求項３】 前記温度センサ（３２ａ、３２ｂ）は、
   前記蒸発器（９）の吹出側の上下方向に複数分割して配
   置され、 前記複数の温度センサ（３２ａ、３２ｂ）のうち、下側
   の温度センサ（３２ｂ）を前記空気案内部材（４０ａ）
   の上流側に配置したことを特徴とする請求項２に記載の
   車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記空気案内部材（４０ａ）は前記蒸発
   器（９）の幅方向の略全長にわたって延びるように形成
   されていることを特徴とする請求項２または３に記載の
   車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記空気案内部材（４０ａ）は前記蒸発
   器（９）の幅方向において、前記温度センサ（３２ａ、
   ３２ｂ）の配置箇所近傍のみに部分的に突出しているこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の車両用空調装
   置。
6. 【請求項６】 前記空気案内部材（４０ａ）は前記空調
   ケース（１０）に一体成形されていることを特徴とする
   請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装
   置。
7. 【請求項７】 停車時等のエンジン動力不要時に車両エ
   ンジン（４）を停止する車両に搭載され、 前記冷凍サイクル（Ｒ）は前記車両エンジン（４）によ
   り駆動される圧縮機（１）を有しており、 前記温度センサ（３２ａ、３２ｂ）の検出信号に基づい
   て前記圧縮機（１）の作動を制御することにより、前記
   蒸発器（９）の冷却温度を制御する制御手段（５）を備
   え、 前記車両エンジン（４）の稼働時に、前記制御手段
   （５）により前記蒸発器（９）の冷却温度を氷点下に引
   き下げることにより、前記蒸発器（９）の凝縮水を凍結
   させて蓄冷量を増大させる蓄冷モードを実行し、 前記車両エンジン（４）の停止時に前記蒸発器（９）の
   凝縮水の蓄冷量の放冷により空気を冷却する放冷モード
   を実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
   か１つに記載の車両用空調装置。