| 【発明の名称】 |
車両用空調装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】桑田 義正
【住所又は居所】広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ株式会社内
【氏名】田口 知生
【住所又は居所】広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】既存の空調装置を利用して、車両の駐車時の冷房性能をより高めて快適性を向上することを目的とする。
【解決手段】主電源３０より小電力の補助電源４０と、補助電源４０により冷媒を圧縮する第２圧縮機１２と、補助電源４０により冷媒を冷却・凝縮する第２凝縮器１１と、第２圧縮機１２及び第２凝縮器１１を切換え弁１６、１７を介して蒸発器２ａに接続する接続通路１３〜１５と、エンジン停止時第２圧縮機１２及び第２凝縮器１１を補助電源４０により駆動させる駆動制御手段と、エンジン停止時切換え弁１６、１７を第２圧縮機１２及び第２凝縮器１１と蒸発器２ａとの間で冷媒の循環が可能になるよう切換える切換え弁制御手段とを設けてある。従って、駐車時等エンジン停止時、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１及び蒸発器２ａの間において通常の冷凍サイクルとは別の第２冷凍サイクルが構成され、通常の空調装置を利用した冷却効果の高い冷房を行える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両用エンジンに駆動され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧・膨張する膨張器と、該膨張器で減圧・膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた車両用空調装置において、車両に搭載される主電源とは別に設けられ、主電源よりも小電力とされる補助電源と、該補助電源の電力を駆動源として冷媒を圧縮する第２圧縮機と、上記補助電源の電力を駆動源として上記第２圧縮機から吐出された冷媒を冷却して凝縮する第２凝縮器と、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記蒸発器に接続する接続通路と、該接続通路に配設される切換え弁と、上記車両用エンジンが停止状態にあるか否か検出する停止検出手段と、該停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出された時、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記補助電源によって駆動させる駆動制御手段と、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出された時、上記切換え弁を上記第２圧縮機及び第２凝縮器と上記蒸発器との間において冷媒の循環が可能になるよう切換える切換え弁制御手段とを設けたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】車両の室内温度を検出する車室内温度検出手段が備えられ、上記駆動制御手段は、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出され、かつ上記車室内温度検出手段により車室内温度が所定温度以上であることが検出された時、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記補助電源によって駆動させるよう構成されるとともに、上記切換え弁制御手段は、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出され、かつ上記車室内温度検出手段により車室内温度が所定温度以上であることが検出された時、上記切換え弁を上記第２圧縮機及び第２凝縮器と上記蒸発器との間において冷媒の循環可能に切換えるよう構成されることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】上記補助電源は、太陽電池から構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置に関し、特に駐車時等車両用エンジン停止時において車室内の冷却が可能な空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用空調装置においては、エンジンにより駆動されるコンプレッサーを利用しているため、エンジンが停止される駐車時は車室内を冷房することができない。そこで、実開昭５８−１３６８１５号公報には、太陽電池等補助的な電源から熱電素子（送風ファン前の熱交換フィンを冷状態にするための素子）及び送風ファンに電力を供給して冷風を車室内に送風するように構成し、駐車時においても車室内の冷房を可能にすることが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の先行技術では、車室内に送風される空気は、空調装置のエバポレータとは別に設けられ、熱電素子によって冷状態にされる冷却フィンによって冷却される構成であるため、車室内の冷房効果を十分得ることができないという問題がある。つまり、冷却フィンでは、冷却フィンと空気との熱交換による冷却であるため、冷却効果はさほど高くなく、冷凍サイクルを利用した空調装置と比較した場合、十分な冷却効果が得られない。尚、冷却フィンの大型化や、熱電素子に対する供給電力の増加（太陽電池パネルの大型化）による冷却効果の向上も考えられるが、いずれの場合も、車両スペース上制約があり実現は難しいものである。
【０００４】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、既存の空調装置を利用して、車両の駐車時の冷房性能をより高めて快適性を向上することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明にあつてはその解決方法として次のように構成してある。すなわち、本発明の第１の構成において、車両用エンジンに駆動され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧・膨張する膨張器と、該膨張器で減圧・膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた車両用空調装置において、車両に搭載される主電源とは別に設けられ、主電源よりも小電力とされる補助電源と、該補助電源の電力を駆動源として冷媒を圧縮する第２圧縮機と、上記補助電源の電力を駆動源として上記第２圧縮機から吐出された冷媒を冷却して凝縮する第２凝縮器と、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記蒸発器に接続する接続通路と、該接続通路に配設される切換え弁と、上記車両用エンジンが停止状態にあるか否か検出する停止検出手段と、該停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出された時、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記補助電源によって駆動させる駆動制御手段と、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出された時、上記切換え弁を上記第２圧縮機及び第２凝縮器と上記蒸発器との間において冷媒の循環が可能になるよう切換える切換え弁制御手段とを設けるよう構成してある。本発明の第１の構成によれば、駐車時等車両用エンジン停止時は、小電力の補助電源によって第２圧縮機、第２凝縮器が駆動されるとともに、切換え弁が第２圧縮機及び第２凝縮器と蒸発器との間において冷媒の循環が可能になるよう切換えられるため、第２圧縮機、第２凝縮器及び蒸発器の間において通常の冷凍サイクルとは別の第２冷凍サイクルが構成されることになり、通常の空調装置を利用した冷却効果の高い冷房を行うことができる。また、第２圧縮機、第２凝縮器は、小電力の補助電源でも駆動可能な小型タイプとされるため、限られたエンジンルーム内における配置上有利である。
【０００６】本発明の第２の構成において、車両の室内温度を検出する車室内温度検出手段が備えられ、上記駆動制御手段は、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出され、かつ上記車室内温度検出手段により車室内温度が所定温度以上であることが検出された時、上記第２圧縮機及び第２凝縮器を上記補助電源によって駆動させるよう構成されるとともに、上記切換え弁制御手段は、上記停止検出手段により車両用エンジンの停止状態が検出され、かつ上記車室内温度検出手段により車室内温度が所定温度以上であることが検出された時、上記切換え弁を上記第２圧縮機及び第２凝縮器と上記蒸発器との間において冷媒の循環可能に切換えるよう構成してある。本発明の第２の構成によれば、車両用エンジンの停止状態で、かつ車室内温度が所定温度以上の高温時、小電力の補助電源によって第２圧縮機、第２凝縮器が駆動されるとともに、切換え弁が第２圧縮機及び第２凝縮器と蒸発器との間において冷媒の循環が可能になるよう切換えられるため、第２圧縮機、第２凝縮器及び蒸発器の間において通常の冷凍サイクルとは別の第２冷凍サイクルが構成されることになり、通常の空調装置を利用した冷却効果の高い冷房を行うことができる。また、車室内温度高温時のみ補助電源によって第２圧縮機、第２凝縮器が駆動されるため、補助電源による電力消費を必要最小限に留めることができる。
【０００７】本発明の第３の構成において、上記補助電源は、太陽電池から構成してある。本発明の第３の構成によれば、車両用エンジン停止時、太陽電池によって通常の空調装置を利用した冷却効果の高い冷房を行うことができる。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、既存の空調装置を利用して、車両の駐車時の冷房性能をより高めて快適性を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。空調装置全体を示す全体構成図１において、空調装置は、外気或いは内気を取り入れるブロアユニット１と、ブロアユニット１によって取り入れられた空気を冷却するクーリングユニット２と、ブロアユニット１によって取り入れられた空気を加熱するヒータユニット３と、冷却或いは加熱された空気を車室内に送給する空調ダクト４とから構成される空調ユニット１０と、この空調ユニット１０を制御する制御ユニット２０と、主電源としてのバッテリ３０と、車両のルーフに取付けられる補助電源としての太陽電池４０とから構成されている。
【００１０】上記ブロアユニット１には、外気取入口１ａ、内気取入口１ｂ、内外切換えダンパ１ｃ及びブロアファン１ｄとが備えられており、内外切換えダンパ１ｃは、制御ユニット２０によって切換え制御されることによって外気或いは内気或いは外気と内気とを混合した空気を切換えて導入するとともに、ブロアファン１ｄは、制御ユニット２０によってブロアファン１ｄのモータの回転が制御されることによって導入される空気量が調整されるように構成されている。
【００１１】上記クーリングユニット２には、ブロアユニット１から送り出された空気を液化冷媒の蒸発による冷却作用によって冷却する蒸発器としてのエバポレータ２ａが備えられている。そして、このエバポレータ２ａには、以下の経路によって液化冷媒が供給されるよう構成されている。つまり、エンジンＥＮＧによって駆動される圧縮機２ｂから吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、コンデンサ２ｃ、クーリングファン２ｄとから構成される凝縮器において冷却、凝縮されて低温・高圧の冷媒ガスになり、その低温・高圧の冷媒ガスはレシーバタンク２ｅに蓄えられるとともに、その蓄えられた低温・高圧の冷媒ガスは膨張弁２ｆによって減圧・膨張されて低温・低圧の液化冷媒になり、エバポレータ２ａに供給される。そして、エバポレータ２ａでは、低温・低圧の液化冷媒の蒸発によってブロアユニット１から送り出された空気が冷却され、低温・低圧の液化冷媒は低温・低圧の冷媒ガスになり、その低温・低圧の冷媒ガスは圧縮機２ｂに戻され、所謂冷凍サイクルが構成されている。尚、圧縮器２ｂ、クーリングファン２ｄは、乗員の空調スイッチ（図示省略）の操作を受けると、制御ユニット２０によって圧縮機２ｂの電磁クラッチがオンオフ制御されて駆動されるとともに、クーリングファン２ｄのモータが制御されて駆動されるよう構成されている。
【００１２】上記ヒータユニット３には、クーリングユニット２を通過した空気を加熱するヒータコア３ａと、ヒータコア１５に送り込まれる空気の量を調整するエアミックスドア３ｂとが備えられており、エアミックスドア３ｂは、制御ユニット２０によって開閉制御されることによって冷却された空気と加熱された空気とを混合して温度調整した空気（以下、空調風と称する）を車室内に送り込むよう構成されている。
【００１３】上記空調ダクト４には、上述の空調風を乗員の頭部及び上半身に向かって空調風を吹出すためのベント吹出口４ａと、乗員の足元に向かって空調風を吹出すためのヒート吹出口４ｂと、フロントガラス等の窓ガラスに向かって空調風を吹出すためのデフロスタ吹出口４ｃとが備えられている。そして、空調ユニット１０には、上記各吹出口４ａ〜４ｃから吹出される空調風量を調整するため、ベントドア５、ヒートドア６及びデフロスタドア７が備えられており、これらの各ドア５〜７は制御ユニット２０によって開閉制御されるるよう構成されている。更に、空調ダクト４には、ヒータユニット３を介さずにクーリングユニット２で冷却された空気を直接ベント吹出口４ａに導くことが可能な冷風バイパス８が備えられるとともに、この冷風バイパス８にはバイパスドア９が備えられており、このバイパスドア９は制御ユニット２０によって開閉制御されるよう構成されている。
【００１４】また、上記クーリングユニット２における冷凍サイクルには、更に、以下に示すように第２冷凍サイクルが構成されている。まず、上記コンデンサ２ｃに対してその容量が小さく構成される第２コンデンサ１１ａと、クーリングファン２ｄに対して小電力で駆動される、具体的には太陽電池４０によって駆動される第２クーリングファン１１ｂとから構成される第２凝縮器１１と、太陽電池４０によって駆動される電動式の第２圧縮器１２とが追加されている。そして、第２凝縮器１１は、コンデンサ２ｃとレシーバタンク２ｅとの間の冷媒通路２ｇに第１接続通路１３を介して接続され、第２圧縮器１２は、エバポレータ２ａと圧縮機２ｂとの間の冷媒通路２ｇに第２接続通路１４を介して接続され、かつ第２凝縮器１１と第２圧縮機１２とは第３接続通路１５を介して接続されるよう構成されている。また、第１接続通路１３の冷媒通路２ｇに対する接続箇所には、第１切換え弁１６が配設されるとともに、第２接続通路１４の冷媒通路２ｇに対する接続箇所には、第２切換え弁１７が配設されている。以上の構成によって、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１、第１切換え弁１６、レシーバタンク２ｅ、膨張弁２ｆ、エバポレータ２ａ及び第２切換え弁１７によって通常の冷凍サイクルとは別の第２冷凍サイクルが構成されている。
【００１５】図２は、実施形態に関する制御ユニット２０の詳細を示す制御ブロック図であり、以下、制御の概要を図２に基づいて説明する。制御ユニット２０には、イグニッションスイッチの作動状態を検出するイグニッションスイッチ検出センサ１８、車室内温度検出センサ１９による検出信号が入力されるよう構成されており、そのイグニッションスイッチ検出センサ１８によりエンジン停止状態（イグニッションスイッチオフ状態）が検出された時、エンジン停止状態を検出する停止検出手段２０ａと、該停止検出手段２０ａによりエンジン停止状態が検出され、かつ上記車室内温度検出センサ１９により検出された車室内温度が所定温度α以上の時、第２クーリングファン１１ｂと、第２圧縮機１２とを太陽電池４０によって駆動制御する駆動制御手段２０ｂと、上記停止検出手段２０ａによりエンジン停止状態が検出され、かつ上記上記車室内温度検出センサ１９により検出された車室内温度が所定温度α以上の時、第１切換え弁１６と、第２切換え弁１７とをそれぞれ第１接続通路１３と冷媒通路２ｇとの連通が許容されよう切換えるとともに、第２接続通路１４が冷媒通路２ｇとの連通が許容されるよう切換える切換え弁制御手段２０ｃとが備えられている。
【００１６】以下、図３のフローチャートに基づいて具体的制御内容について説明する。図３のステップＳ１において、イグニッションスイッチ検出センサ１８、車室内温度センサ１９による検出信号等各種検出信号が読込まれ、続く、ステップＳ２では、エンジン停止状態（イグニッションスイッチがオフ）か否か判定する。ステップＳ２でＹＥＳと判定された時、ステップＳ３に進み、車室内温度が所定温度α以上か否か判定する。ステップＳ３でＹＥＳと判定された時、つまり、エンジンが停止された状態で、かつ車室内温度が高い状態にあると判定された時は、炎天下における駐車時等車室内を冷房する必要がある状態と判定されるため、以降のステップＳ４〜Ｓ７において、車室内の冷房を行う。つまり、ステップＳ４では第１切換え弁１６を、冷媒通路２ｇと第１接続通路１３との連通が許容されるよう切換えるとともに、ステップＳ５では第２切換え弁１７を、冷媒通路２ｇと接続通路１４との連通が許容されるよう切換えられる。そして、ステップＳ６では、第２圧縮機１２を太陽電池４０によって駆動するとともに、ステップＳ７では第２クーリングファン１１ｂを太陽電池４０によって駆動する。尚、上記ステップＳ２或いはＳ３のいずれかでＮＯと判定された時は、第２冷凍サイクルによる冷房の必要性がないことから、ステップＳ８〜Ｓ１１に進み、第１切換え弁１６、第２切換え弁１７を通常の冷凍サイクルが構成されるよう、切換えるとともに、第２圧縮機１２、第２クーリングファン１１ｂの駆動を停止する。
【００１７】以上のように、本実施形態によれば、駐車時等車両用エンジン停止時は、小電力の太陽電池４０によって第２圧縮機１２、第２クーリングファン１１ｂが駆動されるとともに、第１切換え弁１６、第２切換え弁１７が、第２圧縮機１２及び第２凝縮器１１とエバポレータ２ａとの間において冷媒の循環が可能に切換えられるため、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１及びエバポレータ２ａの間において通常の冷凍サイクルとは別の第２冷凍サイクルが構成されることになり、通常の空調装置を利用した冷却効果の高い冷房を行うことができる。また、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１は、小電力の太陽電池でも駆動可能な小型タイプとされるため、限られたエンジンルーム内における配置上有利である。
【００１８】以上、本実施形態では、補助電源として太陽電池４０を使用する例を示したが、その他主電源としてのバッテリ３０よりも小容量の補助バッテリを使用するようにしてもよい。また、本実施形態では、車室内温度センサ１９により検出された車室内温度が高い時、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１による冷房を実行する例を示したが、その他、日射センサや外気温度センサ等に基づいて間接的に車室内温度を検出し、第２圧縮機１２、第２凝縮器１１による冷房を実行するようにしてもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１３７
【氏名又は名称】マツダ株式会社
【住所又は居所】広島県安芸郡府中町新地３番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月１４日（２００２．３．１４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２６７０４２（Ｐ２００３−２６７０４２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月２５日（２００３．９．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−６９５０５（Ｐ２００２−６９５０５） |
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