(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内空気を導入する内気導入口（３）から車室内へ空気を吹き出す車室内吹出口（１１、１２、１３）へと至る空気の流路をなす第１空気流路（１７）と、
車室外空気を導入する外気導入口（２）から前記車室内吹出口（１１、１２、１３）へと至る空気の流路をなす第２空気流路（１８）と、
前記両導入口（２、３）より空気下流側に設けられ、前記両導入口（２、３）側から前記車室内吹出口（１１、１２、１３）側に向けて空気を、前記両空気流路（１７、１８）に送風する送風機（７）と、
前記両空気流路（１７、１８）内に設けられ、前記両空気流路（１７、１８）内を流れる空気を冷却する冷却手段（８）とを備え、
車室内空気および車室外空気の両空気を導入し、その導入した空気を前記冷却手段（８）にて冷却した後に前記空気を混合して車室内へ吹き出す冷房運転モードにおいて、前記両空気を前記冷却手段（８）の空気上流側でも混合させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記送風機（７）は、前記冷却手段（８）の空気上流側に設けられており、
前記両導入口（２、３）と前記送風機（７）との間に形成され、前記両空気流路（１７、１８）を連通させる連通空間（２３）を有し、
車室内空気および車室外空気の両空気は、前記連通空間（２３）内にて混合された後、前記送風機（７）に吸入され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】
前記両導入口（２、３）および前記連通空間（２３）の開閉を行う開閉手段（５、６）と、
導入空気を選択する導入空気モード設定手段（４０）と、
前記冷房運転モード時に前記導入空気モード設定手段（４０）により、車室内空気および車室外空気の両空気が導入されるモードが選択されたとき、前記両導入口（２、３）および前記連通空間（２３）を開くように前記開閉手段（５、６）を制御する制御手段（３０、３１、３６）とを有することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内気導入口から車室内へと至る第１空気流路と、外気導入口から車室内へと至る第２空気流路との２つの流路を有する、いわゆる内外気２層ユニット形式の車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内外気２層ユニット形式の車両用空調装置とは、ディーゼルエンジン搭載車両や電気自動車のように、暖房用熱源の少ない車両に対して暖房能力の向上を図るために考案されたもので、具体的には、図５に示すようなものでる。
すなわち、空調ケーシング１内には仕切り板１９〜２２によって、第１内気導入口３から車室内吹出口（フェイス吹出口１２、デフロスタ吹出口１１、フット吹出口１３等）へと至る第１空気流路１７と、外気導入口２または第２内気導入口４から前記車室内吹出口へと至る第２空気流路１８との２つの空気流路が形成されている。また、両空気流路１７、１８には、送風機７、エバポレータ８およびヒータコア９が設けられており、これらの機器によって両空気流路１７、１８内の空気が送風、冷却、加熱される。なお、１０はエアミックスドアであり、１４、１５、１６はそれぞれの吹出口１１、１２、１３を開閉するドアである。
【０００３】
そして、冬季暖房運転時に、外気導入口２から導入した低湿度の外気を、第２空気流路１８を介してデフロスタ吹出口１１から窓ガラスに向けて吹き出すとともに、内気導入口３から導入した内気を、内気流路１７を介してフット吹出口１３から車室内乗員足元に向けて吹き出す吹出モードが選択可能になっている。
そして、この吹出モードが選択されると、窓ガラスへは低湿度の外気が吹き出されるので、窓ガラスの曇りが防止されるとともに、既に温められている内気が第１空気流路１７内に導入される。したがって、ヒータコア９の暖房負荷が軽減し、その結果、暖房能力が向上するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は前述の車両用空調装置において、夏期冷房運転時に上述の暖房運転時と同様に、外気および内気の両者を同時に導入することにより、全外気導入運転に比べて冷房負荷低減を図るべく、各導入口から導入した空気をそれぞれエバポレータ８にて冷却して車室内に向けて吹き出すもの試作試験したところ、特に、開状態の車室内吹出口が１つの場合（例えば、図６に示すように、フェイス吹出口１２のみが開状態の場合）に、後述する白霧現象が発生する場合があった。
【０００５】
そこで、発明者等は、引き続き試験検討したところ、以下に述べる原因によって白霧現象が発生することが明らかになった。以下、図６を用いて説明する。
すなわち、第１空気流路１７を流れていた内気と第２空気流路１８を流れてきた外気とは、フェイス吹出口１２までそれぞれ独立に送風され、エバポレータ８通過後にフェイス吹出口１２近傍で初めて合流し混合される。
【０００６】
また、夏期冷房運転時は一般に、外気の温度および相対湿度が高いので、この状態で外気がエバポレータ８で冷却されると外気の相対湿度がさらに高くなる。このため、内気と外気とがフェイス吹出口１２近傍で合流したときに、相対湿度の高い外気が、温度の低い内気により冷却されて外気中の水蒸気が結露してしまい、白霧現象が発生する。
【０００７】
つまり、温度および相対湿度の異なる内気と外気とがそれぞれ独立に冷却され、相対湿度が高くなった外気に、冷却された内気が合流したときに白霧現象が発生する。このため、エバポレータ８通過後に初めて内気と外気とが合流せざる得ない場合、例えば開状態の車室内吹出口が１つの場合に特に白霧現象が発生し易くなる。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、内外気２層ユニット形式の車両用空調装置において、換気冷房運転時の白霧現象を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
請求項１〜３に記載の発明では、車室内空気および車室外空気の両空気を導入し、その導入した空気を冷却手段（８）にて冷却した後に前記空気を混合して車室内へ吹き出す冷房運転モードにおいて、両空気を冷却手段（８）の空気上流側でも混合させることを特徴とする。
【００１０】
これにより、冷却手段（８）の空気上流側で両空気が混合されるので、冷却手段（８）通過後の両空気の温度差および相対湿度差が小さくなる。したがって、両空気が再び合流混合した際の水蒸気の結露が抑制されるので、白霧現象の発生を抑制することができる。
請求項２に記載の発明では、車室内空気および車室外空気の両空気は、連通空間（２３）内にて混合された後、送風機（７）に吸入されて車室内に向けて吹き出されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、冷房運転モード時に導入空気モード設定手段（４０）により、車室内空気および車室外空気の両空気が導入されるモードが選択されたとき、両導入口（２、３）および連通空間（２３）を開くことを特徴とする。
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。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の通風系の全体を概略的に示した構成図であり、従来の技術欄で述べた通風系と同じものである。１は空気の流路をなす空調ケーシングで、この空調ケーシング１の一端側には、外気を導入する外気導入口２、内気を導入する第１内気導入口３および第２内気導入口４形成されている。そして、この空調ケーシング１内には、外気導入口２と第２内気導入口４とを選択的に開閉する内外気切換ドア５と、第１内気導入口３を開閉する内気開閉ドア６とが設けられている。
【００１３】
また、内外気切換ドア５は、図示されていない回転軸周りに揺動することによって外気導入口８と第２内気導入口４とを開閉する、いわゆるロータリタイプのドアであり、これら各ドア５、６は、それぞれの駆動手段（具体的には図２に示すサーボモータ３０、３１）によって駆動されている。
また、両導入口２、３、４の空気下流側の空調ケーシング１内には、後述する第１流路２０および第２流路２１に空気を送風する送風機７が設けられており、この送風機７は、第１流路２０に送風する第１ファン７１と第２流路２１に送風する第２ファン７２と、両ファンを回転駆動する１つのブロワモータ７３とから構成されている。第１ファン７１は、主に、後述するフット開口部１３に向けて送風し、第２ファン７２は、主に後述するデフロスタ開口部１１またはフェイス開口部１２に向けて送風する。なお、本実施形態では、第２ファン７２側にブロワモータ７３が配置されているので、第２ファン７２の吸入抵抗が大きくなるため、第２ファン７２の外径及び内径を第１ファン７１よりも大きくしている。
【００１４】
また、空調ケーシング１内のうち両ファン７１、７２の空気下流側には、両流路２０、２１内を流れる空気を冷却するエバポレータ８が設けられている。このエバポレータ８は、空調ケーシング１内の空気の全てがこのエバポレータ８を通過するように、空調ケーシング１内に設けられており、図示されていない圧縮機の他に、図示しないコンデンサや減圧器等とともに周知の冷凍サイクルを構成する熱交換器である。
【００１５】
また、空調ケーシング１内のうちエバポレータ８の空気下流側には、エバポレータ８を通過した空気を加熱するヒータコア９が設けられている。このヒータコア９は、空調ケーシング１内の空気がこのヒータコア９をバイパスするバイパス通路（ヒータコア９の紙面裏側に位置するため、図１には図示されない）が形成されるようにして、空調ケーシング１内に設けられており、内部にエンジンの冷却水が循環し、この冷却水を熱源として空調ケーシング１内の空気を加熱するものである。
【００１６】
このヒータコア９の空気上流側には、ヒータコア９を通過する風量とバイパス通路を通過する風量との風量割合を調節するエアミックスドア１０が配設されている。このエアミックスドア１０は、その駆動手段（具体的には図２に示すサーボモータ３２）によって駆動される。
また、空調ケーシング１の最下流端には、デフロスタ開口部１１、フェイス開口部１２、およびフット開口部１３が形成されており、以下、これらの開口部を総称して車室内吹出開口部とよぶ。
【００１７】
そして、デフロスタ開口部１１には、図示しないデフロスタダクトが接続されており、このデフロスタダクト内に導入された空調風は、このデフロスタダクトの下流端であるデフロスタ吹出口から、車両フロントガラスの内面に向けて吹き出される。
また、フェイス開口部１２には、図示しないセンタフェイスダクトとサイドフェイスダクトとが接続されている。このうち、センタフェイスダクト内に導入された空調風は、このセンタフェイスダクトの下流端であるセンタフェイス吹出口から、車室内乗員の上半身に向けて吹き出され、サイドフェイスダクト内に導入された空調風は、このサイドフェイスダクトの下流端であるサイドフェイス吹出口から、車両サイドガラスに向けて吹き出される。
【００１８】
また、フット開口部１３には、図示しないフットダクトが接続されており、このフットダクト内に導入された空調風は、このフットダクトの下流端であるフット吹出口から、車室内乗員の足元に向けて吹き出される。
そして、上記各開口部１１〜１３の上流側部位には、デフロスタドア１４、フェイスドア１５、およびフットドア１６が設けられている。デフロスタドア１４は、デフロスタダクトへの空気流入路を開閉するドアであり、フェイスドア１５は、センタフェイスダクトへの空気流入路を開閉するドアであり、フットドア１６は、上記フットダクトへの空気流入路を開閉するドアである。
【００１９】
なお、これらのドア１４〜１６は、それぞれの駆動手段（具体的には図２に示すそれぞれサーボモータ３３、３４、３５）によって駆動される。
また、サイドフェイスダクトへの空気流入路は、上記各ドア１４〜１６によっては開閉されない。上記サイドフェイス吹出口付近には、乗員が手動でこのサイドフェイス吹出口を開閉する図示しない吹出グリルが設けられており、サイドフェイスダクトへの空気流入路は、この吹出グリルによって開閉される。
【００２０】
また、空調ケーシング１内の空間を、第１内気導入口３から車室内吹出開口部１１、１２、１３に至る第１空気流路１７と、外気導入口２または第２内気導入口４から車室内吹出開口部１１、１２、１３に至る第２空気流路１８とに区画する仕切り板１９〜２２が、空調ケーシング１内に設けられている。
そして、両導入口２、３、４と送風機７との間には、両空気流路１７、１８を連通させる連通空間２３が形成されており、この連通空間２３の連通状態の制御は、内気開閉ドア６にて行われている（図６参照）。
【００２１】
また、上述のサーボモータ３０〜３５およびブロワモータ７３等は、図２に示すように、空調制御装置（ＥＣＵ）３６によって制御されており、この空調制御装置３６には、室内温度センサ、室外温度センサ等のセンサ群３７からの信号と、乗員が希望する室内温度を設定する温度設定手段３８からの信号と、室内への空気の吹出モードを手動で選択するための吹出モード設定手段と、導入空気を選択する導入空気モード設定手段４０からの信号とが入力している。
【００２２】
次に、本実施形態に係る空調装置の作動（空調ケーシング１内の空気流れ）を述べる。
１．内外気導入冷房運転モード
内気および外気の両空気を導入するモードが選択された状態で冷房運転がされると、図１に示すように、内気開閉ドア６および内外気切換ドア５は半開状態となっており、内気開閉ドア６が半開状態となっていることにより、第１内気導入口３から内気が導入されるとともに、第１空気流路１７と第２空気流路とが連通空間２３を介して連通状態となっている。また、内外気切換ドア５が半開状態となっていることにより、外気導入口２および第２内気導入口４の両導入口から空気が導入される。
【００２３】
また、車室内乗員の上半身に向けて集中的に冷風を吹き出すべく、フット開口部１３およびデフロスタ開口部１１は、各ドア１４、１６にとよって閉じられてる。
そして、連通空間２３が連通状態となっているので、両内気導入口３、４から導入された内気と、外気外気導入口２から導入された外気とが混合された状態で送風機７に吸入され、両空気流路１７、１８に向けて送風される。
【００２４】
その後、両空気流路１７、１８内を流れる空気は、それぞれエバポレータ８にて冷却され、フェイス開口部１２近傍で再び合流して混合され、フェイス開口部１２から車室内に向けて吹き出す。
なお、冷房運転時は通常、上述の如くフェイス開口部１２のみが開口状態となっている場合が多いので、本実施形態では、フェイス開口部１２が開口している例で説明したが、その他の開口部（フット開口部１３、デフロスタ開口部１１等）のみが開口している状態でもこのモードを適用することができる。
【００２５】
２．外気導入運転モード
外気導入モードが選択されると、冷房運転時、暖房運転時を問わず、図３に示すように、内気開閉ドア６により第１内気導入口３を完全に閉じ、内外気切換ドア５により第２内気導入口４を完全に閉じる。
これにより、外気導入口２のみが開口状態となるとともに、連通空間２３が連通状態となる。したがって、外気は送風機７によって両空気流路を経て車室内吹出開口部１１、１２、１３に向けて送風される。
【００２６】
３．内気導入運転モード
内気導入モードが選択されると、冷房運転時、暖房運転時を問わず、図４に示すように、内気開閉ドア６により第１内気導入口３を開くとともに連通空間２３を閉じる。さらに、内外気切換ドア５により外気導入口２を完全に閉じるとともに第２外気導入口４を完全に開く。
【００２７】
これにより、第１内気導入口３から導入された内気は、第１空気流路１７を経て車室内吹出開口部１１、１２、１３に向けて送風され、第２外気導入口４から導入された内気は、第２空気流路１８を経て車室内吹出開口部１１、１２、１３に向けて送風される。
４．内外気導入暖房運転モード
このモードの作動は、従来の技術の欄で述べた作動と同じである。
【００２８】
なお、導入空気モード設定手段４０は、乗員が手動で選択するマニュアルタイプ、或いは室内外の気温、日射量、および乗員が希望する室内温度等を考慮して自動的にモードを選択するオートタイプのいずれでもよい。
次に、本実施形態の特徴的作動である内外気導入冷房運転モード時の効果を述べる。
【００２９】
両内気導入口３、４から導入された内気と、外気外気導入口２から導入された外気とが混合された状態でエバポレータ８に流れるので、エバポレータ８通過後の温度差および相対湿度差が小さくる。したがって、両空気が再び混合するフェイス開口部１２近傍での水蒸気の結露が抑制されるので、白霧現象の発生を抑制することができる。
【００３０】
また、導入空気モード設定手段４０にて、乗員が外気導入モードを選択した場合であっても、内外気混入モードとすることにより、冷房負荷低減を図ることができる。これにより、圧縮機の負荷が低減されるので、車両の燃費向上を図ることができる。
ところで、上述の実施形態では、送風機７の上流に形成された連通空間２３にて外気と内気とを混合させていたが、例えば、送風機７とエバポレータ８との間の仕切り板２２部位に、両空気流路を連通させる連通空間を形成し、この連通空間の開閉を行うことによって外気と内気とを混合させてもよい。
【００３１】
また、バス用空調装置のように、送風機７をエバポレータ８の空気下流側に配置して、エバポレータ８の空気上流側で外気と内気とを混合させてもよい。
また、上述の実施形態では、内気開閉ドアにより第１内気導入口３および連通空間２３の開閉を行ったが、第１内気導入口３の開閉を行う手段および連通空間２３の開閉を行う手段をそれぞれ独立に設けてもよい。
【００３２】
さらに、第１内気導入口３および外気導入口２から第１ファン７１までの空気流路長さと、第２内気導入口４および外気導入口２から第１ファン７２までの空気流路長さとを略等しくすることにより、エバポレータ８通過直前の両空気流路１７、１８を流れる空気の温度および相対湿度をより等しい状態とすることができる。これにより、両空気流路１７、１８を流れる空気の温度差および相対湿度差が小さくなるので、白霧現象の発生をより一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の通風系を示した構成図である。
【図２】本実施形態の制御系を示した構成図である。。
【図３】通風系の外気導入運転モード示した構成図である。
【図４】通風系の内気導入運転モード示した構成図である。
【図５】通風系の内外気導入暖房運転モード示した構成図である。
【図６】従来技術に係る通風系の内外気導入冷房運転モード示した構成図である。
【符号の説明】
１…空調ケーシング、２…外気導入口、３…第１内気導入口、
４…第２内気導入口、５…内外気切換ドア、６…内気開閉ドア、
７…送風機、８…エバポレータ（冷却手段）、９…ヒータコア、
１０…エアミックスドア、１１…デフロスタ開口部、
１２…フェイス開口部、１３…フット開口部１３、１４…デフロスタドア、
１５…フェイスドア、１６…フットドア、１７…第１空気流路、
１８…第２空気流路、１９〜２２…仕切り板、２３…連通空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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