(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（１）、この圧縮機（１）からの冷媒を凝縮させる凝縮器（２）、この凝縮器（２）からの冷媒を減圧する第１減圧手段（４）、およびこの第１減圧手段（４）からの冷媒を蒸発させる第１蒸発器（５）を有する第１冷凍サイクル（６）と、
前記圧縮機（１）、前記凝縮器（２）、この凝縮器（２）からの冷媒を減圧する第２減圧手段（８）、およびこの第２減圧手段（８）からの冷媒を蒸発させる第２蒸発器（９）を有する第２冷凍サイクル（１０）と、
空気流を発生する第１送風手段（１２、１３）と、
この第１送風手段（１２、１３）が発生した空気流を室内の第１空調ゾーンに導くとともに、前記第１蒸発器（５）を収納する第１空気通路（１１）と、
空気流を発生する第２送風手段（１７、１８）と、
この第２送風手段（１７、１８）が発生した空気流を室内の第２空調ゾーンに導くとともに、前記第２蒸発器（９）を収納する第２空気通路（１６）と、
前記第２空気通路（１６）内に設けられ、前記第２蒸発器（９）の温度を検出する蒸発器温度センサ（２１）とを備え、
前記第１送風手段（１２、１３）と前記第２送風手段（１７、１８）の両方を作動させるデュアルサイクルモード時には、前記蒸発器温度センサ（２１）の検出値が第１設定温度以下のときに、前記第２蒸発器（９）側への冷媒供給を停止する空調装置において、
前記第１送風手段（１２、１３）を作動させて前記第２送風手段（１７、１８）を停止させるシングルサイクルモード時にも前記第２蒸発器（９）側へ冷媒が供給されるように構成され、
前記シングルサイクルモード時には、前記蒸発器温度センサ（２１）の検出値が、前記第１設定温度よりも高い第２設定温度以下のときに、前記第２蒸発器（９）側への冷媒供給を停止することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記第２冷凍サイクル（１０）には、前記第２蒸発器（９）側への冷媒流れを制御する弁手段（７）が設けられ、前記シングルモード時にもこの弁手段（７）を開けることによって、前記シングルサイクルモード時にも前記第２蒸発器（９）側へ冷媒が供給されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
前記蒸発器温度センサ（２１）の検出値が前記第２設定温度以下のときに、前記弁手段（７）を閉じることによって前記第２蒸発器（９）側への冷媒供給を停止することを特徴とする請求項２記載の空調装置。
【請求項４】
前記蒸発器温度センサ（２１）は、前記第２蒸発器（９）から離れた空気下流側部位に設けられたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの第１蒸発器にて室内の第１空調ゾーンを空調し、前記冷凍サイクルの第２蒸発器にて室内の第２空調ゾーンを空調する空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内の第１空調ゾーンと第２空調ゾーンをそれぞれ空調する空調装置として、例えば車室内の前席側空間と後席側空間をそれぞれ空調する車両用空調装置が従来から公知である。
これを図１を用いて具体的に説明すると、冷凍サイクルとしては、冷媒を圧縮する圧縮機１、この圧縮機１からの冷媒を凝縮させる凝縮器２、この凝縮器２からの冷媒を気液分離するレシーバ３、このレシーバ３からの液冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁４、およびこの第１膨張弁４からの冷媒を蒸発させる第１蒸発器５からなる第１冷凍サイクル６と、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、冷媒配管を開閉する電磁弁７、レシーバ３からの液冷媒を減圧膨張させる第２膨張弁８、およびこの第２膨張弁８からの冷媒を蒸発させる第２蒸発器９からなる第２冷凍サイクル１０とを備える。
【０００３】
そして、上記第１蒸発器５は、空気を車室内前席側空間に導く第１空調ケース１１内に設けられ、この第１空調ケース１１内には、第１ブロワモータ１２によって駆動される第１ファンが１３が設けられており、更に第１蒸発器５の空気下流側部位に、エンジン冷却水を加熱源として空気を加熱するヒータコア１４と、このヒータコア１４を通過する風量割合を調節するエアミックスドア１５が設けられている。また、第１空調ケース１１の下流側部位には、前席側乗員の上半身に空気を吹き出すフェイス吹出口と、前席側乗員の足元に空気を吹き出すフット吹出口と、フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ吹出口（それぞれ図示しない）とが形成されている。
【０００４】
また、上記第２蒸発器９は、空気を上記第２空調ゾーンに導く第２空調ケース１６内に設けられ、この第２空調ケース１６内には、第２ブロワモータ１７によって駆動される第２ファン１８が設けられている。また、第２空調ケース１６の空気下流側部位には、後席側乗員の上半身に空気を吹き出す吹出口（図示しない）が形成されている。
【０００５】
また、圧縮機１には電磁クラッチ１９が接続されており、この電磁クラッチ１９に通電することによって、図示しない動力源（例えば車両エンジン）の動力が圧縮機１に伝達されて、冷凍サイクルが作動する。
また、第１空調ケース１１内のうち第１蒸発器５から少し離れた空気下流側部位に、第１蒸発器５を通過した冷風の温度を検出する第１蒸発器センサ２０を設け、第２空調ケース１６内のうち第２蒸発器９から少し離れた空気下流側部位に、第２蒸発器９を通過した冷風の温度を検出する第２蒸発器センサ２１を設けている。
【０００６】
そして、上記のような構成において、第１ファン１３と第２ファン１８の両方を作動させるデュアルサイクルモード時には、電磁弁７を開けて第２蒸発器９側にも冷媒を供給する。そして、第１蒸発器センサ２０の検出値が所定の設定温度（例えば３℃）以下となったときには、第１蒸発器５のフロストを防止するために圧縮機１を停止させ、第２蒸発器センサ２１の検出値が上記設定温度以下となったときには、第２蒸発器９のフロストを防止するために電磁弁７を閉じる。
【０００７】
また、第１ファン１３を作動させて第２ファン１８を停止させるシングルサイクルモード時には、第２蒸発器９へ冷媒を供給する必要がないため、電磁弁７を閉じて第２蒸発器９側への冷媒供給を停止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成の場合、デュアルサイクルモードからシングルサイクルモードへの切換時に、電磁弁７が閉じて作動異音が発生し、これがユーザーに違和感を与えるため、近年、シングルサイクルモード時にも電磁弁７を開けたままとして、上記モードの切換時における電磁弁７の作動異音の問題をなくしたいというニーズが大きくなってきた。
【０００９】
ところが、本発明者等の検討の結果、上記のようにシングルサイクルモード時にも電磁弁７を開けたままとした場合、以下のような問題が発生することが分かった。
すなわち、第２蒸発器センサ２１は、上記のように第２蒸発器９から少し離れた部位に設けられており、また、一般的には応答性の悪いものが用いられる。そのため、第２ファン１８が停止すると、第２蒸発器センサ２１の全面に第２蒸発器９による冷風が当たらなくなり、第２蒸発器センサ２１は第２蒸発器９の実際の温度を正確に検出することができなくなる。その結果、第２蒸発器９の温度が低下していって、第２蒸発器９の実際の温度が上記設定温度以下となっても、第２蒸発器センサ２１はこれよりも高い温度を検出し、第２蒸発器９のフロストを防止が行えないといったことも起こりうる。
【００１０】
従って、上記のようにシングルサイクルモード時にも電磁弁７を開けるようにすると、第２蒸発器９へ冷媒が流れているのに第２ファン１８は停止しているという状況となるので、第２蒸発器９の実際の温度が上記設定温度以下となっても、第２蒸発器センサ２１がこれよりも高い温度を検出し、その結果、第２蒸発器９のフロストを防止できないといった問題が発生する。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、シングルサイクルモード時にも第２蒸発器へ冷媒が供給されるようにしても、この第２蒸発器のフロストを防止できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１〜４記載の発明は、
第１送風手段（１２、１３）と第２送風手段（１７、１８）の両方を作動させるデュアルサイクルモード時には、蒸発器温度センサ（２１）の検出値が第１設定温度以下のときに、第２蒸発器（９）側への冷媒供給を停止する空調装置において、
第１送風手段（１２、１３）を作動させて第２送風手段（１７、１８）を停止させるシングルサイクルモード時にも第２蒸発器（９）側へ冷媒が供給されるように構成し、
上記シングルサイクルモード時には、蒸発器温度センサ（２１）の検出値が、上記第１設定温度よりも高い第２設定温度以下のときに、第２蒸発器（９）側への冷媒供給を停止することを特徴としている。
【００１３】
ここで、上記第１設定温度とは、第２蒸発器（９）がフロストしない程度の温度を意味する。
本発明の構成によると、シングルサイクルモード時に、第２蒸発器（９）へ冷媒が流れているのに第２送風手段（１７、１８）が停止するという状況になり、その結果、第２蒸発器（９）の温度が低下する過程において、第２蒸発器（９）が上記第１設定温度以下にまで低下しても、蒸発器センサ（２１）の検出値がこの第１設定温度よりも高い温度を検出してしまうという状況となる。
【００１４】
しかし、本発明では、これに合わせて、蒸発器センサ（２１）が第１設定温度よりも高い第２設定温度以下となったときに第２蒸発器（９）への冷媒供給を停止させる。従って、この第２設定温度を適宜選択することにより、第２蒸発器（９）のフロストを防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態を図１〜４に基づいて説明する。
本実施形態の冷凍サイクルおよび通風系の基本的な構成は、図１を用いて説明した従来のものと同じであるため、異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態では、第２蒸発器９から圧縮機１に冷媒を戻す第２冷媒戻り配管２２が、第１蒸発器５から圧縮機１に冷媒を戻す第１冷媒戻り配管２３に対して、図２に示す形態で接続されている。すなわち、上記配管２２のうち配管２３に近い側の部分２２ａ〜２２ｃが階段状に形成されており、このうち部分２２ａは、配管２３に対して略垂直をなして天方向に延び、上記部分２２ｂは水平方向に延び、上記部分２２ｃは再び天方向に延びている。そして、上記部分２２ａの高さと部分２２ｃの高さを合計すると所定の高さ（本実施形態では１００ｍｍ）となる。
【００１６】
上記のように部分２２ａと２２ｃの高さの合計を上記所定の高さにすることによって、シングルサイクルモード時に、第１蒸発器５から圧縮機１に戻る冷媒中に含まれるオイルが、配管２２と配管２３との接続部２４にて跳ね上がっても、このオイルは部分２２ｃの最上部にまで達しないので、オイルが第２蒸発器９へ寝込んでしまうことを防止することができる。
【００１７】
また、例えばリインホースメント２５が部分２２ａの近辺に設けられていても、部分２２ａ〜２２ｃを階段状に形成することによって、このリインホースメント２５を容易に避けることができるので、冷凍サイクルの配管の取り廻し上の自由度が増す。
次に、図３を用いて本実施形態の制御系の構成を説明する。
【００１８】
上記電磁弁７、第１ブロワモータ１２、第２ブロワモータ１７、電磁クラッチ１９等のアクチュエータを制御する制御装置２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータやＡ／Ｄ変換器等を備え、図示しない車両のイグニッションスイッチが閉じたときに、図示しないバッテリから電源が供給される。
【００１９】
制御装置２６の入力端子には、第１蒸発器センサ２０、第２蒸発器センサ２１の他に、車室内の熱負荷を検出するセンサ２７（内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、水温センサ等）や、車室内の目標温度を設定する温度設定器２８、第２ファン１８の起動指示および回転数設定を行うための後席ブロワスイッチ２９からの信号がそれぞれ入力される。
【００２０】
このうち上記各センサ２０、２１、２７からの信号は、制御装置２６内の上記Ａ／Ｄ変換器にてＡ／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。
また、制御装置２６の出力端子からは、電磁弁７、第１ブロワモータ１２、第２ブロワモータ１７、電磁クラッチ１９等のアクチュエータへ制御信号が出力される。
【００２１】
なお、上記温度設定器２８は、前席側のインストルメントパネルに設けられた前席空調パネル上に配設されている。また、後席ブロワスイッチ２８は、後席側の天井部に設けられた後席空調パネル上に設けられている。
次に、上記マイクロコンピュータの制御処理について説明する。
マイクロコンピュータは、上記センサ２７の検出値および温度設定器２８による設定温度に基づいて、車室内への目標吹出温度を算出する。そして、この目標吹出温度に基づいて算出される目標ブロワ電圧となるように第１ブロワモータ１２を制御するとともに、上記目標吹出温度、第１蒸発器後センサ２０の検出値、および上記水温センサの検出値等に基づいて算出される目標エアミックスドア開度となるようにエアミックスドア１５の開度を制御する。
【００２２】
また、マイクロコンピュータは、各蒸発器センサ２０、２１の検出値に基づいて、各蒸発器５、９のフロスト防止制御を行う。具体的には、デュアルサイクルモード時には、第１蒸発器センサ２０の検出値が第１設定温度（本実施形態では３℃）以下となったときに圧縮機１を停止し、第２蒸発器センサ２１の検出値が第１設定温度以下となったときに電磁弁７を閉じる。また、シングルサイクルモード時には、第１蒸発器センサ２０の検出値が第１設定温度以下となったときに圧縮機１を停止し、第２蒸発器センサ２１の検出値が、第１設定温度よりも高い第２設定温度（本実施形態では６℃）以下となったときに電磁弁７を閉じる。
【００２３】
ここで、上記第２蒸発器９についてのフロスト防止制御は本実施形態の要部であるため、以下、図４を用いて詳細に説明する。
マイクロコンピュータは、イグニッションスイッチが閉じられて電源が供給されると、図４に示すルーチンが起動され、ステップＳ１０にて第２蒸発器センサ２１および後席ブロワスイッチ２９からの信号を読み込む。そして、次のステップＳ２０にて、後席ブロワスイッチ２９がオンとなっているか否かを判定し、デュアルサイクルモードかシングルサイクルモードかを判定する。
【００２４】
ここで、後席ブロワスイッチ２９がオンであると判定されたときには、デュアルサイクルモードであるので、ステップＳ３０にて第１設定温度α（＝３℃）に基づいてフラグｆ(TE)を算出する。逆に、後席ブロワスイッチ２０がオフであると判定されたときには、シングルサイクルモードであるので、ステップＳ４０にて第２設定温度β（＝６℃）に基づいてフラグｆ(TE)を算出する。
【００２５】
そして、次のステップＳ５０にて、上記ステップＳ３０またはステップＳ４０で算出したフラグｆ(TE)が１か否かを判定する。ここでフラグｆ(TE)＝１と判定されたときは、まだ第２蒸発器９がフロストする程度の温度まて低下していないということなので、ステップＳ６０にて電磁弁を開けたままとし、逆にフラグｆ(TE)＝０と判定されたときは、第２蒸発器９がフロストする程度まで温度が低下したということなので、ステップＳ７０にて電磁弁７を閉じて、第２蒸発器９への冷媒供給を停止する。その後、リターンする。
【００２６】
以上説明したように本実施形態によると、シングルサイクルモード時にも第２蒸発器９側へ冷媒が供給されるように構成することによって、デュアルサイクルモードからシングルサイクルモードへの切換時に電磁弁７の作動異音が発生するといった問題を無くすことができ、しかもシングルサイクルモード時には、第２蒸発器センサ２１の検出値が、第１設定温度よりも高い第２設定温度以下のときに電磁弁７を閉じるようにしたので、シングルサイクルモード時に第２蒸発器９がフロストするといった問題も解決することができる。
【００２７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、電磁弁７を設け、この電磁弁７をシングルサイクルモード時にも開けるようにしたものについて説明したが、電磁弁７自体を無くしたものについても本発明は適用できる。但し、この例の場合は、第２蒸発器センサ２１の検出値が第１または第２設定温度以下となったときに、圧縮機１を停止させたり、あるいは第２ファン１８を低回転で回すことになる。
【００２８】
また、上記実施形態では、第２蒸発器センサ２１を、第２蒸発器９から少し離れた部位に設けた例について説明したが、第２蒸発器センサ２１を第２蒸発器９のフィンに直接取り付けた場合も、デュアルサイクルモード時に比べてシングルサイクルモード時の方が第２蒸発器センサ２１の検出精度が悪くなるので、この例の場合にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施形態の冷凍サイクルおよび通風系の構成を示す概念図である。
【図２】上記実施形態の一部拡大図である。
【図３】上記実施形態の制御系のブロック図である。
【図４】上記実施形態のフロスト防止制御についてのフローチャートである。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  レシーバ
４  第１膨張弁（第１減圧手段）
５  第１蒸発器
６  第１冷凍サイクル
７  電磁弁（弁手段）
８  第２膨張弁（第２減圧手段）
９  第２蒸発器
１０  第２冷凍サイクル
１１  第１空調ケース（第１空気通路）
１２  第１ブロワモータ（第１送風手段）
１３  第１ファン（第１送風手段）
１６  第２空調ケース（第２空気通路）
１７  第２ブロワモータ（第２送風手段）
１８  第２ファン（第２送風手段）
１９  電磁クラッチ
２０  第１蒸発器センサ
２１  第２蒸発器センサ（蒸発器温度センサ）
２９  後席ブロワスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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