JP2010013032A - 車両用空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】暖房効率の低下を伴わず、しかも、質の高い暖房風を車室内に供給することができる暖房運転ができる。
【解決手段】空調ユニット１１は、空気導入口１６から導入した送風が流れる第１送風路１４及び第２送風路１５と、第１送風路１４に配置されたヒータコア５２と、第２送風路１５に配置されたエバポレータ４６と、ヒータコア５２とエバポレータ４６の下流に設けられた送風出口２６，２７，２８と、エバポレータ４６を通過した冷風をヒータコア５２の上流側に戻す冷風環流路３２と、エバポレータ４６を通過した冷風を冷風環流路３２に導く環流ドア３３と、エバポレータ４６を通過した冷風を冷風環流路３２を介してヒータコア５２に戻したり排気口３４より車室外に排出したりできる排気ドア３５とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷房運転と暖房運転ができる車両用空気調和システムに関する。

この種の従来の車両用空気調和システムとしては、特許文献１に開示されたものがある。この車両用空気調和システム１００は、図８に示すように、フロントユニット１０１とリアユニット１１０を有する。フロントユニット１０１にはヒートポンプ式冷房装置１２０のフロント側内部熱交換器１２１とエンジン冷却用循環装置１３０のヒータコア１３１がこの順で配置されている。フロントユニット１０１の上流端には空気導入口１０２が、フロントユニット１０１の下流端には複数の室内吹出口１０３が設けられている。リアユニット１１０には、ヒートポンプ式冷房装置１２０のリア側内部熱交換器１２２が配置されている。リアユニット１１０の上流端には空気導入口１１１が、リアユニット１１０の下流端には室内吹出口１１２と共に室外排出口１１３が設けられている。室内吹出口１１２と室外排出口１１３は排気ドア１１４によって互いの開閉割合が調整される。

ヒートポンプ式冷房装置１２０は、冷媒を圧縮するコンプレッサ１２３と、外部コンデンサ１２４と、前記したフロント側内部熱交換器１２１と、前記したリア側内部熱交換器１２２と、サブ熱交換器１２５とを有し、冷房運転ではフロント側内部熱交換器１２１及びリア側内部熱交換器１２２がエバポレータとして機能し、暖房運転ではフロント側内部熱交換器１２１及びリア側内部熱交換器１２２がコンデンサとして機能し、熱回収暖房運転ではフロント側内部熱交換器１２１がコンデンサとし、且つ、リア側内部熱交換器１２２がエバポレータとして機能するよう冷媒経路及び冷媒圧力を調整できるよう構成されている。

暖房運転では、リアユニット１１０に導入された送風は、リア側内部熱交換器１２２で加熱され、この加熱によって得られた温風が室内吹出口１１２から車室内に供給される。これによって、リア側室内が暖房される。

熱回収暖房運転では、リアユニット１１０に導入された送風は、リア側内部熱交換器１２２で冷媒と熱交換され、熱交換によって得られた冷風が室外排出口１１３から車外に排気される。

リア側内部熱交換器１２２を通過した冷媒は、送風との熱交換によって吸熱して高温となる。この高温の冷媒がコンプレッサ１２３で圧縮されると、更に高温の冷媒が吐出されるため、暖房性能の向上となる。つまり、車室外に排出する送風の熱を冷媒によって回収し、暖房性能の向上を図らんとするものである。
特開２０００−６２４４９号公報

ところで、車室内の空気を車室外に排気すると、それと同量の外気が車室内に導入される。従って、リア側内部熱交換器１２２を通過した送風の温度が外気温度より高い場合には、排気した空気温度よりも低い温度の外気が車室内に導入されるため、その分だけ暖房性能が低下するという問題がある。特に、外気温が極低温の場合には、排気する送風の温度と外気温の差が大きくなる場合があり、この場合には暖房性能が大きく低下する事態が発生することになる。

ここで、リア側内部熱交換器１２２を通過した送風の温度が外気温度より高い場合には、排気せずに車室内に導入することが考えられるが、リア側内部熱交換器１２２を通過した空気は冷風であるため、この冷風をそのまま車室内に導入すると暖房感が著しく阻害され、質の高い暖房風が車室内に供給されない。

そこで、本発明は、暖房効率の低下を伴わず、しかも、質の高い暖房風を車室内に供給することができる暖房運転ができる車両用空気調和システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、空気導入口から導入した送風がそれぞれ流れる第１送風路及び第２送風路と、第１送風路に配置され、送風を加熱するヒータコアと、第２送風路に配置され、送風を冷却するエバポレータと、ヒータコアとエバポレータの双方の下流に設けられ、流入した送風を車室内に導く送風出口と、エバポレータを通過した冷風をヒータコアの上流側に戻す冷風環流路と、エバポレータを通過した冷風を冷風環流路に導く環流選択手段と、エバポレータを通過した冷風を冷風環流路を介してヒータコアに戻したり排気口より車室外に排出したりできる排気手段とを有する空調ユニットを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の車両用空気調和システムであって、排気口は、冷風環流路の分岐によって設けられ、排気口と空気導入口は近接位置に配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の車両用空気調和システムであって、排気口と空気導入口は、同じインテークケースに設けられたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、空気導入口は、第１送風路と第２送風路にそれぞれ開口し、第２送風路に開口する導入口は、少なくとも車室内の空気を導入する第２内気導入口を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、空調ユニットには、エバポレータを通過した冷風とヒータコアを通過した温風との混合割合を調整できる混合手段が設けられていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、空調ユニットには、第１送風路に配置された第１ブロアファンと、第２送風路に配置された第２ブロアファンが設けられていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６記載の車両用空気調和システムであって、空調ユニットには、エバポレータに導く送風とヒータコアに導く送風との配風割合を調整できる配風手段が設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、暖房運転では、エバポレータの出口側冷風温度が外気温度より低い場合には、エバポレータを通過した冷風の少なくとも一部が車室外に排気されるよう排気手段を制御し、エバポレータの出口側冷風温度が外気温度より高い場合には、エバポレータを通過した冷風を冷風還流路を介してヒータコアの上流側に戻すように環流選択手段を制御する。すると、エバポレータの出口側冷風温度が外気温度より低い場合には、エバポレータを通過した冷風の少なくとも一部が車室外に排気されるが、車室外に排気した冷風より高温の外気が車室内に導入されるので、暖房効率が向上する。又、エバポレータの出口側冷風温度が外気温度より高い場合には、エバポレータを通過した冷風がヒータコアの上流側に戻されるので、エバポレータの出口側冷風よりも低温の外気が車室内に導入されることがない。その上、エバポレータを通過した冷風は、ヒータコアを通過した温風と混合等されて車室内に導入されるのではなく、再びヒータコアを通って加熱された後に車室内に導入されるため、温風として温度ムラのない質の高い暖房風を車室内に導入することができる。以上より、暖房効率の低下を伴わず、しかも、質の高い暖房風を車室内に供給することができる暖房運転が可能である。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、空気導入口の外気導入口と排気口は、共に車室外への開口に適した位置に設置する必要があるため、車両に搭載し易い配置である。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、ほぼ同じ設置条件の空気導入口の外気導入口と排気口が同一のインテークケースに設けられているため、取扱いが容易である。又、空調ユニットのコンパクト化にも寄与する。

請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、暖房モード時に、通常では外気よりも暖かい内気がエバポレータに導かれるため、省動力化、暖房性能の向上を図ることができる。

請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、混合手段によって、ヒータコアを通過した温風とエバポレータを通過した冷風の混合割合を調整することができるため、車室内への吹き出し温度を所望の温度に調整できる。

請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項５の発明の効果に加え、第１及び第２ブロアファンの各出力を調整することによって、ヒータコアからの温風量とエバポレータからの冷風量を調整できるため、車室内への吹き出し温度を調節できる。つまり、第１及び第２ブロアファンの出力調整によっても暖房性能及び冷房性能を制御できる。

請求項７の発明によれば、請求項６の発明の効果に加え、配風手段によって、第１ブロアファンによる送風と第２ブロアファンによる送風をエバポレータ側とヒータコア側に自由に配風できるため、車室内への吹き出し温度を調整できる。つまり、配風手段の調整によって暖房性能及び冷房性能を制御できる。特に、配風手段によってエバポレータ側の第２送風路又はヒータコア側の第１送風路を完全に閉塞した状態で第１及び第２ブロアファンを同時運転させることで、冷風又は温風の最大風量を増大させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１〜図７は本発明の一実施形態を示し、図１は車両用空気調和システムの空調ユニットの概略構成図、図２は車両用空気調和システムの冷暖房用冷媒循環装置の概略構成図、図３は車両用空気調和システムの概略制御ブロック図、図４は暖房モード時における空調ユニットのインテーク側制御フローチャート、図５は空調ユニットのフル外気導入状態を示す概略構成図、図６は空調ユニットの配外気／内気導入状態を示す概略構成図、図７は空調ユニットのフル外気導入状態を示す概略構成図である。

図１及び図２において、車両用空気調和システムは、車両の車室外に配置された空調ユニット１０と、この空調ユニット１０に配置されたエバポレータ４６及びヒータコア５２をサイクル部品とする冷暖房用冷媒循環装置４０とを備えている。

空調ユニット１０は、図１に詳しく示すように、ユニットケース１１を有する。このユニットケース１１は、インテークケース１２とこれが連結される本体ケース１３とから構成されている。インテークケース１２と本体ケース１３内には、空調風を作成するための第１送風路１４と第２送風路１５がそれぞれ設けられている。インテークケース１２には、第１送風路１４と第２送風路１５に空気を導入するための空気導入口１６が設けられている。

空気導入口１６は、第１送風路１４に開口する第１内気導入口１７と、同じく第１送風路１４に開口する外気導入口１８と、第２送風路１５に開口する第２内気導入口１９とから構成されている。第１内気導入口１７及び第２内気導入口１９はそれぞれ車室内に開口し、外気導入口１８は車室外に開口している。インテークケース１２には、第１内気導入口１７から導入する内気（車室内の空気）と外気導入口から導入する外気を調整する内外気切替ドア２０が設けられている。内外気切替ドア２０は、図１にて実線位置のフル内気導入位置（図７参照）と図１にて仮想線位置のフル外気導入位置（図５参照）との間を変移し、第１内気導入口１７と外気導入口１８の開閉割合を調整できる。フル内気位置とフル外気位置の中間位置は半外気／内気導入位置（図６参照）である。

インテークケース１２の第１送風路１４と第２送風路１５には、第１ブロアファン２１と第２ブロアファン２２がそれぞれ配置されている。第１ブロアファン２１は、第１送風路１４に内気や外気を吸引する。第２ブロアファン２２は、第２送風路１５に内気を吸引する。

本体ケース１３の第１送風路１４内には、冷暖房用冷媒循環装置４０のヒータコア５２が、第２送風路１５内には冷暖房用冷媒循環装置４０のエバポレータ４６がそれぞれ配置されている。ヒータコア５２は、第１送風路１４の送風を加熱し、温風とする。エバポレータ４６は、第２送風路１５の送風を冷却し、冷風とする。冷暖房用冷媒循環装置４０の構成については、下記に詳述する。

本体ケース１３のヒータコア５２及びエバポレータ４６の直ぐ上流には、配風手段である配風ドア２３が設けられている。配風ドア２３は、第１送風路１４と第２送風路１５に導入された送風を全てヒータコア５２に送る位置と、逆に全てエバポレータ４６に送る位置との間を変移でき、ヒータコア５２への送風量とエバポレータ４６への送風量の割合を調整できる。図１にて実線の中間位置では、第１送風路１４から導入された送風はヒータコア５２に、第２送風路１５から導入された送風はエバポレータ４６にそれぞれ配風する。

本体ケース１３のヒータコア５２及びエバポレータ４６の直ぐ下流には、第１送風路１４と第２送風路１５が合流するミックス室２４が設けられていると共に混合手段であるミックスドア２５が設けられている。ミックス室２４では、ミックスドア２５の位置によってヒータコア５２からの温風とエバポレータ４６からの冷風がミックスされたり、ミックスされることなく排出されたりする。ミックスドア２５は、図１にて実線位置のフル暖房位置と、図１にて仮想線のフル冷房位置の間を変移できる。又、ミックス室２４には、送風出口であるデフ吹出口２６、ベント吹出口２７、フット吹出口２８が開口され、これら吹出口２６，２７，２８より送風が車室内に導かれる。デフ吹出口２６はデフドア２９によって、ベント吹出口２７はベントドア３０によって、フット吹出口２８はフットドア３１によって吹き出しモードに応じてそれぞれ開閉される。

また、インテークケース１２と本体ケース１３には、冷風還流路３２が設けられている。冷風還流路３２は、エバポレータ４６の直ぐ下流に冷風還流入口３２ａを有し、第１送風路１４の第１ブロアファン２１の更に上流位置（ヒータコア５２より上流位置）に冷風還流出口３２ｂを有する。冷風還流入口３２ａは、還流選択手段である還流ドア３３によって開閉される。冷風還流路３２の冷風還流出口３２ｂの直ぐ上流位置には排気口３４が分岐によって設けられ、排気口３４は車室外に開口している。排気口３４は、ラム圧が作用しない位置に設定されている。冷風還流出口３２ｂと排気口３４は、排気手段である排気ドア３５によって互いの開閉割合が調整できるようになっている。排気ドア３５は、図１の実線位置では全ての還流冷風を第１送風路１４に還流し、図１の仮想線位置では全ての還流冷風を車室外に排気する。図１の実線位置と図１の仮想線位置の中間位置では、還流冷風の半分を第１送風路１４に還流し、他の半分を車室外に排気する。

また、車両用空気調和システムには、車室内の温度を検知する車室内温度検知センサ３６、外気の温度を検知する外気温検知センサ３７、エバポレータ４６の出口側冷風温度を検知するエバ出口冷風温度検知センサ３８等が設けられている。

次に、冷暖房用冷媒循環装置４０を説明する。図２に示すように、冷暖房用冷媒循環装置４０は、ヒートポンプ式冷房装置Ａと暖房循環装置Ｂとの組み合わせによって構成されている。

ヒートポンプ式冷房装置Ａは、第１の冷媒としての二酸化炭素が封入された第１循環経路４１を有し、この第１循環経路４１中に、コンプレッサ４２，コンデンサである水冷コンデンサ４３、内部熱交換器４４，膨張手段である膨張弁４５、エバポレータ４６及びアキュームレータ４７が順に設けられている。つまり、冷凍サイクルが構成されている。

コンプレッサ４２は、吸入した比較的低温低圧の第１の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出する。

水冷コンデンサ４３は、下記する第２循環経路４８中の機器収容室５５内に配置されており、コンプレッサ４２から圧送された第１の冷媒を第２の冷媒によって冷却する。すなわち、水冷コンデンサ４３において第１の冷媒と第２の冷媒との間で熱交換が行われ、第２の冷媒は第１の冷媒によって加熱される。

内部熱交換器４４は、水冷コンデンサ４３から送出された第１の冷媒とアキュームレータ４７から送出されたより冷温の第１の冷媒との間で熱交換させ、水冷コンデンサ４３から送出された第１の冷媒はさらに冷却される。

膨張弁４５は、内部熱交換器４４を通過した第１の冷媒を膨張（減圧）させて低温低圧のガスとしてエバポレータ４６へと送出する。

エバポレータ４６は、冷凍サイクルの低圧側を熱源とし、膨張弁４５から送出された第１の冷媒とエバポレータ４６を通過する送風を熱交換させて送風を冷却する。

アキュームレータ４７は、エバポレータ４６から送出された第１の冷媒を気液分離して気相状態の第１の冷媒のみを内部熱交換器４４へと送出し、液相状態の第１の冷媒を一時的に貯留する。

暖房循環装置Ｂは、第２の冷媒としての水や不凍液などの液体が封入された第２循環経路４８を有し、この第２循環経路４８中に、ポンプ４９、放熱器５０、機器収容室５５及びヒータコア５２が順に設けられている。機器収容室５５は、第２循環経路４８よりも大きな断面積を有するスペースであり、この内部に上記した水冷コンデンサ４３と共にヒータである電気ヒータ５１が収納されている。

ポンプ４９は、第２の冷媒を第２循環経路４８内に循環させるため、吸入した第２の冷媒を加圧して圧送する。ポンプ４９で圧送された液体の冷媒は、相変化することなく液相のまま第２循環経路４８内を循環し、熱交換により顕熱変化する。

放熱器５０は、第２の冷媒の熱を外気に放熱させるものであり、電動ファンや走行風によって外気が吹き付けられ、第２の冷媒と外気との間で熱交換が行われる。

電気ヒータ５１は、水冷コンデンサ４３の下流側に設けられ、通電することで発熱して第２の冷媒を加熱する。

ヒータコア５２は、冷凍サイクルの高圧側と電気ヒータ５１を熱源とし、第２の冷媒とヒータコア５２を通過する送風を熱交換させて送風を加熱する。

第２循環経路４８には、放熱器５０をバイパスする放熱器バイパス流路５３が設けられ、放熱器バイパス流路５３の上流側に設けられた流路切換弁５４を切り換えることで、第２の冷媒の流れを放熱器５０側又は放熱器バイパス流路５３側へと切り換えることができる。

次に、車両用空気調和システムの制御系を簡単に説明する。図３に示すように、制御部３９には、車室内温度検知センサ３６、外気温検知センサ３７、エバ出口冷風温度検知センサ３８の各検知データが入力されている。制御部３９は、コンプレッサ４２、ポンプ４９、電気ヒータ５１、第１ブロアモータ２１ａ、第２ブロアモータ２２ａの駆動を制御すると共に、流路切換弁５４の切り換えを制御する。又、制御部３９は、各種ドアモータ２０ａ，２３ａ，２５ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａ，３３ａ，３５ａの駆動を制御する。そして、暖房モードでは図４に示すフローチャートを実行する。このフローチャートの具体的内容については、下記する。

次に、車両用空気調和システムの動作を説明する。この車両用空気調和システムでは、ヒータコア５２とエバポレータ４６の内、少なくともエバポレータ４６を通過した冷風を用いて車室内温度を降下させる冷房運転と、ヒータコア５２とエバポレータ４６の内、少なくともヒータコア５２を通過した温風を用いて車室内温度を上昇させる暖房運転とを行うことができる。

冷房運転が選択されると、ヒートポンプ式冷房装置Ａのコンプレッサ４２が駆動されると共に、暖房循環装置Ｂのポンプ４９が駆動されるが、電気ヒータ５１はオンされない。又、流路切換弁５４は、通常では放熱器５０側とされる。これにより、ヒートポンプ式冷房装置Ａは、その水冷コンデンサ４３の熱が暖房循環装置Ｂのヒータコア５２と放熱器５０を介して放熱されるため、エバポレータ４６が第２送風路１５を通過する送風より吸熱し、第２送風路１５を通過する送風が冷風とされる。又、第１送風路１４を通過する送風もヒータコア５２によって温風とされ、第１送風路１４より温風を得ることができる。このように得られる冷風がそのまま、又は、ヒータコア５２を通過した温風とエアミックスされ、所望温度の冷風が車室内に導入される。

暖房運転が選択されると、暖房循環装置Ｂのポンプ４９が駆動され、ヒートポンプ式冷房装置Ａのコンプレッサ４２と電気ヒータ５１の少なくともいずれか一方が駆動される。ヒートポンプ式冷房装置Ａのコンプレッサ４２と電気ヒータ５１の駆動・非駆動条件の詳細は省略するが、以下の説明ではコンプレッサ４２が駆動されているものとして説明する。又、流路切換弁５４は、通常では放熱器バイパス流路５３側とされる。これにより、暖房循環装置Ｂは、水冷コンデンサ４３からの放熱や電気ヒータ５１の放熱によって第２の冷媒が加熱され、ヒータコア５２が第１送風路１４を通過する送風に放熱し、第１の送風路１４を通過する送風が温風とされる。又、第２送風路１５を通過する送風もエバポレータ４６によって冷風とされる。

又、暖房運転では、通常では、配風ドア２３は中間位置に、ミックスドア２５はフル暖房位置に位置され、還流ドア３３は冷風還流入口３２ａの開放位置に位置される。これにより、エバポレータ４６を通過した冷風は、全て冷風還流路３２に導かれる。

次に、暖房運転における空気導入・排気に関する動作を詳しく説明する。図４に示すように、暖房運転が選択されると（ステップＳ１）、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂを超える温度か否かチェックされる（ステップＳ２）。エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより高ければ、図７に示すように、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０がフル内気位置とされる（ステップＳ３）。

エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより低ければ、その温度差がＢ℃（例えば１０℃）以上であるか否かがチェックされる（ステップＳ２２）。温度差がＢ℃（例えば１０℃）以上であれば、図５に示すように、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０がフル外気位置とされる（ステップＳ５）。温度差がＢ℃（例えば１０℃）未満であれば、図６に示すように、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０が半内気／外気位置とされる（ステップＳ６）。

次に、車両用空気調和システムの始動時の外気温度が極低温（例えば−２０℃）の場合を説明する。外気温度Ｔａｍｂが−２０℃であれば車室内温度もほぼ−２０℃である。暖房運転が選択されると（図４のステップＳ１）、電気ヒータ５１が駆動して車室内温度が徐々に加熱される。車室内温度Ｔｒが−１０℃になるとコンプレッサ４２が駆動し、第２送風路１５を通過する送風がエバポレータ４６で冷却され、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐは外気温度ＴａｍｂよりＢ℃（例えば１０℃）以上も低い温度となる（図４のステップＳ４）。すると、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０が図５に示すフル外気位置とされ（図４のステップＳ５）、エバポレータ４６を通過した冷風は、冷風還流路３２を通って排気口３４より車室外に排気される。そして、外気導入口１８から−２０℃の外気が導入される。導入された外気はエバポレータ４６を通過した冷風より高温であるため、外気を加熱する場合に比べて効率の良い暖房ができる。

車室内温度が徐々に暖まってくると、エバポレータ４６を通過した冷風の温度も徐々に高くなり、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより温度差がＢ℃（例えば１０℃）未満の温度となる（図４のステップＳ４）。すると、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０が図６に示す半外気／内気位置とされ（図４のステップＳ６）、エバポレータ４６を通過した冷風は、冷風還流路３２を通って排気口３４より半分だけ排気され、後の半分はヒータコア５２の上流に還流される。第１送風路１４には外気と還流冷風のミックスされた送風が流れ込み、このミックスされた送風がヒータコア５２で加熱され、加熱された温風が車室内に導入される。

車室内温度が更に暖まってくると、エバポレータ４６を通過した冷風の温度も更に高くなり、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐは外気温度Ｔａｍｂより高温となる（図４のステップＳ２）。すると、排気ドア３５及び内外気切替ドア２０が図７に示すフル内気位置とされ（図４のステップＳ３）、エバポレータ４６を通過した冷風は、全てヒータコア５２の上流に還流される。この還流冷風がヒータコア５２で加熱され、加熱された温風が車室内に導入される。エバポレータ４６を通過した冷風は、外気よりも高温であるため、外気を加熱するよりも効率の良い暖房ができる。

また、エバポレータ４６を通過した冷風は、ヒータコア５２を通過した温風とヒータコア５２の下流で混合等されて車室内に導入されるのではなく、再びヒータコア５２を通って加熱された後に車室内に導入されるため、温風として温度ムラのない質の高い暖房風が車室内に導かれる。

上記した暖房モードでは、配風ドア２３の位置を中間位置として説明したが、配風ドア２３の位置によって第１送風路１４への送風と第２送風路１５への送風の割合を調整できる。また、ミックスドア２５の位置をフル暖房位置として説明したが、ミックスドア２５の位置によってヒータコア５２を通過した温風とエバポレータ４６を通過した冷風の混合割合を調整し、車室内への吹き出し温度を調整できる。更に、第１ブロアファン２１と第２ブロアファン２２の送風出力をそれぞれ別個に調整することによって、第１送風路１４への送風量と第２送風路１５への送風量を調整できる。

以上説明したように、この車載用空気調和システムでは、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより低い場合にはエバポレータ４６を通過した冷風の少なくとも一部が車室外に排気されるよう排気ドア３５を制御し、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより高い場合にはエバポレータ４６を通過した冷風が冷風還流路３２を介してヒータコア５２の上流側に戻されるよう還流ドア３３を制御する。従って、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより低い場合には、エバポレータ４６を通過した冷風の少なくとも一部が車室外に排気されるが、車室外に排気した冷風より高温の外気が車室内に導入されるため、暖房効率が向上する。又、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより高い場合には、エバポレータ４６を通過した冷風がヒータコア５２の上流側に戻されるため、エバポレータ４６の出口側冷風よりも低温の外気が車室内に導入されることがない。その上、エバポレータ４６を通過した冷風は、ヒータコア５２を通過した温風とヒータコア５２の下流で混合等されて車室内に導入されるのではなく、再びヒータコア５２を通って加熱された後に車室内に導入されるため、温風として温度ムラのない質の高い暖房風が車室内に導かれる。以上より、暖房効率の低下を伴わず、しかも、質の高い暖房風を車室内に供給することができる暖房運転が可能である。

この実施形態では、排気口３４は、冷風環流路３２の分岐によって設けられ、排気口３４と空気導入口１６は近接位置に配置されている。従って、空気導入口１６の外気導入口１８と排気口３４は、共に車室外への開口に適した位置に設置する必要があるため、車両に搭載し易い配置である。

この実施形態では、排気口３４と空気導入口１６は、同じインテークケース１２に設けられいる。ほぼ同じ設置条件の空気導入口１６の外気導入口１８と排気口３４が同一のインテークケース１２に設けられているため、取扱いが容易である。又、空調ユニット１１のコンパクト化にも寄与する。

この実施形態では、空気導入口１６は、第１送風路１４と第２送風路１５にそれぞれ開口し、第２送風路１５に開口する導入口は、車室内の空気を導入する第２内気導入口１９のみである。暖房モード時に、通常では外気よりも暖かい内気がエバポレータ４６に導かれるため、省動力化、暖房性能の向上を図ることができる。尚、第２送風路１５に開口する導入口も、第１送風路１４に開口する導入口と同様に、第２内気導入口１９と内気導入口の双方としても良い。

この実施形態では、空調ユニット１１には、エバポレータ４６を通過した冷風とヒータコア５２を通過した温風との混合割合を調整できる混合ドア２５が設けられている。従って、ミックスドア２５の位置によって、ヒータコア５２を通過した温風とエバポレータ４６を通過した冷風の混合割合を調整することができるため、車室内への吹き出し温度を所望の温度に調整できる。

この実施形態では、空調ユニット１１には、第１送風路１４に配置された第１ブロアファン２１と、第２送風路１５に配置された第２ブロアファン２２が設けられている。従って、第１ブロアファン２１及び第２ブロアファン２２の各出力を調整することによって、ヒータコア５２からの温風量とエバポレータ４６からの冷風量を調整できるため、車室内への吹き出し温度を調節できる。つまり、第１ブロアファン２１及び第２ブロアファン２２の出力調整によっても暖房性能及び冷房性能を制御でき、きめ細かな制御が可能である。

この実施形態では、空調ユニット１１には、エバポレータ４６に導く送風とヒータコア５２に導く送風との配風割合を調整できる配風ドア２３が設けられている。従って、配風ドア２３の位置によって、第１ブロアファン２１による送風と第２ブロアファン２２による送風をエバポレータ４６側とヒータコア５２側に自由に配風できるため、車室内への吹き出し温度を調整できる。つまり、配風ドア２３の調整によって暖房性能及び冷房性能を制御でき、きめ細かな制御が可能である。特に、配風ドア２３によってエバポレータ４６側の第２送風路１５又はヒータコア５２側の第１送風路１４を完全に閉塞した状態で第１ブロアファン２１及び第２ブロアファン２２を同時運転させることで、冷風又は温風の最大風量を増大させることができる。

この実施形態では、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより低く、且つ、その温度差が小さい場合（Ｂ℃未満）には、エバポレータ４６を通過した冷風の一部のみを車室外に排気し、他の冷風を車室内に導入し、エバポレータ４６の出口側冷風温度Ｔｅｖａｐが外気温度Ｔａｍｂより低く、且つ、その温度差が大きい場合（Ｂ℃以上）には、エバポレータ４６を通過した冷風の全てを車室外に排気するよう構成した。従って、外気導入から内気導入への移行時において、暖房感の違和感を極力防止ができる。

この実施形態では、排気ドア３５と連動して内外気切替ドア２０が同様に切替されるため、排気口３４から内気が車室外に排出される場合には、外気が外気導入口１８から入り込み、入り込んだ外気は常にヒータコア５２を通過して車室内に導入される。従って、外気が車両のドアの隙間等から入り込むような事態を極力回避でき、車室内を質の高い暖房空間とすることができる。

この実施形態では、冷風還流路３２は、第１ブロアファン２１よりも更に上流に冷風を戻すので、冷風還流路３２より還流された冷風と空気導入口１６より導入された送風が第１ブロアファン２１によって攪拌された後にヒータコア５２に導かれるため、ヒータコア５２には温度ムラのない冷風が導かれることになり、ヒータコア５２より温度ムラのない温風が排出される。従って、エアミックス性が向上する。

（その他）
前記実施形態では、ヒータとして電気ヒータ５１を使用しているが、燃焼ヒータなどを用いても同様の作用・効果を得ることができる。

前記実施形態では、第１の冷媒として二酸化炭素を、第２の冷媒として水や不凍液などの液体をそれぞれ使用しているが、これら以外を冷媒として使用しても良いことはもちろんである。

本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和システムの空調ユニットの概略構成図である。 本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和システムの冷暖房用冷媒循環装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態を示し、車両用空気調和システムの概略制御ブロック図である。 本発明の一実施形態を示し、暖房モード時における空調ユニットのインテーク側制御フローチャートである。 本発明の一実施形態を示し、空調ユニットのフル外気導入状態を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態を示し、空調ユニットの配外気／内気導入状態を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態を示し、空調ユニットのフル外気導入状態を示す概略構成図である。 従来例の車両用空気調和システムの概略構成図である。

符号の説明

１１ 空調ユニット
１２ インテークケース
１４ 第１送風路
１５ 第２送風路
１６ 空気導入口
１９ 第２内気導入口（空気導入口）
２１ 第１ブロアファン
２２ 第２ブロアファン
２３ 配風ドア（配風手段）
２５ ミックスドア（混合手段）
２６ デフ吹出口（送風出口）
２７ ベント吹出口（送風出口）
２８ フット吹出口（送風出口）
３２ 冷風還流路
３３ 還流ドア（還流選択手段）
３４ 排気口
３５ 排気ドア（排気手段）
４６ エバポレータ
５２ ヒータコア

Claims (7)

1. 空気導入口（１６）から導入した送風がそれぞれ流れる第１送風路（１４）及び第２送風路（１５）と、前記第１送風路（１４）に配置され、送風を加熱するヒータコア（５２）と、前記第２送風路（１５）に配置され、送風を冷却するエバポレータ（４６）と、前記ヒータコア（５２）と前記エバポレータ（４６）の双方の下流に設けられ、流入した送風を車室内に導く送風出口（２６），（２７），（２８）と、前記エバポレータ（４６）を通過した冷風を前記ヒータコア（５２）の上流側に戻す冷風環流路（３２）と、前記エバポレータ（４６）を通過した冷風を前記冷風環流路（３２）に導く環流選択手段（３３）と、前記エバポレータ（４６）を通過した冷風を冷風環流路（３２）を介して前記ヒータコア（５２）に戻したり排気口（３４）より車室外に排出したりできる排気手段（３５）とを有する空調ユニット（１１）を備えたことを特徴とする車両用空気調和システム。
2. 請求項１記載の車両用空気調和システムであって、
   前記排気口（３４）は、前記冷風環流路（３２）の分岐によって設けられ、前記排気口（３４）と前記空気導入口（１６）は近接位置に配置されていることを特徴とする車両用空気調和システム。
3. 請求項２記載の車両用空気調和システムであって、
   前記排気口（３４）と前記空気導入口（１６）は、同じインテークケース（１２）に設けられたことを特徴とする車両用空気調和システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空気導入口（１６）は、前記第１送風路（１４）と前記第２送風路（１５）にそれぞれ開口し、前記第２送風路（１５）に開口する導入口は、少なくとも車室内の空気を導入する第２内気導入口（１９）を有することを特徴とする車両用空気調和システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空調ユニット（１１）には、前記エバポレータ（４６）を通過した冷風と前記ヒータコア（５２）を通過した温風との混合割合を調整できる混合手段（２５）が設けられていることを特徴とする車両用空気調和システム。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空調ユニット（１１）には、前記第１送風路（１４）に配置された第１ブロアファン（２１）と、前記第２送風路（１５）に配置された第２ブロアファン（２２）が設けられていることを特徴とする車両用空気調和システム。
7. 請求項６記載の車両用空気調和システムであって、
   前記空調ユニット（１１）には、前記エバポレータ（４６）に導く送風と前記ヒータコア（５２）に導く送風との配風割合を調整できる配風手段（２３）が設けられていることを特徴とする車両用空気調和システム。

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