(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１空間の空調を行う第１空調ユニットと、第２空間の空調を行う第２空調ユニットとを有する自動車用空調装置において、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された前記冷媒を膨張させる第１温度式膨張弁および第２温度式膨張弁と、
前記第１温度式膨張弁によって膨張された前記冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、
前記第１蒸発器により冷却された空気の温度を検出する温度検出器と、
前記第２温度式膨張弁によって膨張された前記冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、
前記第１蒸発器に対して空気を送風する第１送風機と、
前記第２蒸発器に対して空気を送風する第２送風機と、
前記第１送風機および前記第２送風機を駆動制御する制御手段と、
を備え、前記第１温度式膨張弁、前記第１蒸発器および前記第１送風機は、前記第１空調ユニットを構成し、
前記第２温度式膨張弁、前記第２蒸発器および前記第２送風機は、前記第２空調ユニットを構成し、
前記制御手段は、空調を行う前記第１空調ユニットの前記第１送風機を、前記空気を前記第１蒸発器で冷却すべく駆動制御する一方、空調を行わない前記第２空調ユニットの前記第２送風機を、前記冷媒を前記圧縮機に戻すべく、前記温度検出器が前記第１蒸発器で冷却された前記空気の温度が所定温度となったことを検出した時点で駆動制御することを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項２】
第１空間の空調を行う第１空調ユニットと、第２空間の空調を行う第２空調ユニットとを有する自動車用空調装置において、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の入力側での冷媒圧力を検出する圧力検出器と、
前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器によって凝縮された前記冷媒を膨張させる第１温度式膨張弁および第２温度式膨張弁と、
前記第１温度式膨張弁によって膨張された前記冷媒を蒸発させる第１蒸発器と、
前記第２温度式膨張弁によって膨張された前記冷媒を蒸発させる第２蒸発器と、
前記第１蒸発器に対して空気を送風する第１送風機と、
前記第２蒸発器に対して空気を送風する第２送風機と、
前記第１送風機および前記第２送風機を駆動制御する制御手段と、
を備え、前記第１温度式膨張弁、前記第１蒸発器および前記第１送風機は、前記第１空調ユニットを構成し、
前記第２温度式膨張弁、前記第２蒸発器および前記第２送風機は、前記第２空調ユニットを構成し、
前記制御手段は、空調を行う前記第１空調ユニットの前記第１送風機を、前記空気を前記第１蒸発器で冷却すべく駆動制御する一方、空調を行わない前記第２空調ユニットの前記第２送風機を、前記冷媒を前記圧縮機に戻すべく、前記圧力検出器が前記冷媒圧力が所定圧力となったことを検出した時点で駆動制御することを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
前記第２空調ユニットは、自動車の後席側空間に配設され、
前記制御手段は、前記第２送風機を駆動制御する際、前記第２空調ユニットを構成するフット吹出口を選択して開成することを特徴とする自動車用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１空間の空調を行う第１空調ユニットと、第２空間の空調を行う第２空調ユニットとを有する自動車用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に車内空間が広い自動車では、快適な空調状態を得るため、前席側空間と後席側空間とを個別の空調ユニットを用いて空調する自動車用空調装置が採用されている。
【０００３】
このような自動車用空調装置では、例えば、圧縮機によって冷媒を吸入圧縮し、凝縮器に供給して液化した後、膨張弁を介することで霧化した冷媒を、前席側蒸発器と後席側蒸発器とに夫々供給して蒸発させることにより、前後空間の冷房を同時を行っている。
【０００４】
ところで、自動車内の後席に乗員がいない場合には、前席側空調ユニットのみを機能させて冷房運転を行うことが経済的である。そこで、後席側蒸発器の冷媒入力側に電磁弁を設けておき、前席側空間のみを冷房するときには、この電磁弁を閉成し、後席側蒸発器に冷媒を供給しないように構成したものがある。
【０００５】
しかしながら、このように構成した自動車用空調装置では、前席側空調ユニットの稼動中に、冷媒の一部が後席側空調ユニットの配管や後席側蒸発器に流れ込み、あるいは、滞留するため、冷媒の流量が減少して冷房能力が低下してしまう。また、潤滑油を含む冷媒の圧縮機に対する戻り量が少なくなると、焼き付き等による圧縮機の寿命低下が問題となる。
【０００６】
そこで、特開平９−１０９６５６号公報に開示された従来技術では、前席側空調ユニットのみによる冷房運転を行う際、後席側蒸発器の冷媒入力側に設けられた電磁弁を一定間隔で短時間開成させることにより、後席側蒸発器への冷媒の逆流を阻止し、圧縮機側に押し戻すようにしている。
【０００７】
また、特開２０００−２８３５７６号公報に開示された従来技術では、後席側蒸発器に対する送風を停止させることで、電磁弁を用いることなく前席側空調ユニットのみによる冷房を行うようにしている。そして、圧縮機を所定時間連続運転させた後、圧縮機を強制的に断続運転させることにより、後席側蒸発器の冷媒出力側の圧力を変動させ、後席側蒸発器の入力側に配設された温度式膨張弁を開弁させて冷媒を圧縮機に戻すようにしている。
【０００８】
しかしながら、特開平９−１０９６５６号公報に開示された従来技術では、空調回路中に電磁弁を設け、その制御を行うため、構成が複雑になってしまう不具合がある。また、特開２０００−２８３５７６号公報に開示された従来技術では、温度式膨張弁が迅速に開成される保証がないため、後席側蒸発器や配管中に冷媒が残存してしまう問題がある。さらに、圧縮機を一時的に停止状態としなければならないため、前席側空間の冷房効果も低下する不具合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたもので、構成が簡単で、しかも、冷房効果を低下させることがなく、圧縮機を劣化させることのない自動車用空調装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明では、第２送風機を停止状態とし、圧縮機によって吸入圧縮した冷媒を凝縮器に供給して凝縮させ、次いで、第１温度式膨張弁を介して第１蒸発器に供給して蒸発させることにより、第１送風機によって送風された空気を冷却して第１空間の冷房を行う。一方、停止状態にある第２送風機を適宜所定量だけ駆動させ、第２蒸発器において空気と冷媒との熱交換を行わせることにより、温度上昇した冷媒によって第２温度式膨張弁の開度が増加し、第２空調ユニット側に滞留している冷媒を圧縮機に戻すことができる。
【００１１】
この場合、第１空調ユニットによる第１空間の冷房温度を温度検出器によって検出し、所定の冷房温度となった時点で第２送風機を所定量駆動制御し、あるいは、圧縮機に戻される冷媒の圧力を検出し、所定圧力となった時点で第２送風機を所定量駆動制御することにより、第２空調ユニットを必要以上に稼動させることなく、冷媒を圧縮機に戻すことができる。
【００１２】
なお、第２空調ユニットを自動車の後席側空間に配設した場合において、第２送風機を所定量駆動制御する際、第２空調ユニットを構成するフット吹出口を選択して開成することにより、車内の冷房温度に影響を与えることなく効率的に冷房運転を継続することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車１０に搭載される本実施形態の自動車用空調装置１２を示す。
【００１４】
自動車用空調装置１２は、エンジン１４に連動して駆動される圧縮機１６と、自動車１０の前席側空間（第１空間）の空調を行う前席側空調ユニット１８（第１空間ユニット）と、後席側空間（第２空間）の空調を行う後席側空調ユニット２０（第２空間ユニット）と、自動車用空調装置１２の制御を行う空調制御部２２（制御手段）とを備える。
【００１５】
圧縮機１６の出力側には、冷媒を凝縮する凝縮器２４が接続される。また、凝縮器２４の出力側は、レシーバ２６を介して前席側空調ユニット１８および後席側空調ユニット２０に接続される。なお、凝縮器２４に併設して送風ファン２５が設けられる。
【００１６】
前席側空調ユニット１８は、吸気口２８と、デフロスタ吹出口３０、フェイス吹出口３２およびフット吹出口３４とを有する空調ダクト３６を備える。吸気口２８、デフロスタ吹出口３０、フェイス吹出口３２およびフット吹出口３４には、空気の入力方向および出力方向を選択する切換ドア３８、４０、４２、４４が夫々設けられる。
【００１７】
空調ダクト３６内には、吸気口２８側に送風ファン４６（第１送風機）を有した前席側蒸発器４８が配設される。前席側蒸発器４８（第１蒸発器）の入力側とレシーバ２６との間には温度式膨張弁５０（第１温度式膨張弁）が接続される。また、前席側蒸発器４８の出力側は、圧縮機１６の入力側に接続される。なお、温度式膨張弁５０は、前席側蒸発器４８の出力側の冷媒温度が高いと開度が増加し、冷媒温度が低いと開度が減少するように自動制御される。
【００１８】
なお、空調ダクト３６内には、前席側蒸発器４８によって冷却された空気の温度を検出する温度検出器５２が必要に応じて設けられる。また、圧縮機１６の入力側には、冷媒の圧力を検出する圧力検出器５３が必要に応じて設けられる。
【００１９】
後席側空調ユニット２０は、吸気口５４と、ベンチレータ吹出口５６およびフット吹出口５８とを有する空調ダクト６０を備える。吸気口５４、ベンチレータ吹出口５６およびフット吹出口５８には、空気の入力方向および出力方向を選択する切換ドア６２、６４、６６が夫々設けられる。
【００２０】
空調ダクト６０内には、吸気口５４側に送風ファン６８（第２送風機）を有した後席側蒸発器７０（第２蒸発器）が設けられる。後席側蒸発器７０の入力側とレシーバ２６との間には温度式膨張弁７２（第２温度式膨張弁）が接続される。また、後席側蒸発器７０の出力側は、圧縮機１６の入力側に接続される。
【００２１】
なお、空調制御部２２には、自動車用空調装置１２の冷房運転の継続時間を計時する計時部７４が接続されるとともに、送風ファン２５、４６および６８を駆動制御するファン駆動部７６が接続される。
【００２２】
本実施形態の自動車用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。
【００２３】
先ず、前席側空調ユニット１８および後席側空調ユニット２０の両方を駆動して冷房運転を行う場合について説明する。この場合、前席側空調ユニット１８の切換ドア３８および後席側空調ユニット２０の切換ドア６２は、吸気口２８および５４から外気を導入する側に切り換えられる。また、空調制御部２２は、ファン駆動部７６を制御し、送風ファン２５、４６、６８を駆動する。
【００２４】
前記の状態において、エンジン１４の回転に連動して圧縮機１６が駆動されると、冷媒が吸入圧縮され、凝縮器２４に供給される。凝縮器２４に供給された冷媒は、送風ファン２５によって送風された外気によって冷却されて凝縮し、次いで、レシーバ２６を介して液化した冷媒が温度式膨張弁５０に供給される。温度式膨張弁５０は、前席側蒸発器４８の出力側の冷媒温度によって開度が調整されており、供給された冷媒を霧化して前席側空調ユニット１８の前席側蒸発器４８に供給する。この場合、前席側蒸発器４８において冷媒が蒸発することにより、送風ファン４６によって前席側蒸発器４８に送風された外気が冷却され、切換ドア４０、４２および４４によって選択されたデフロスタ吹出口３０、フェイス吹出口３２またはフット吹出口３４を介して前席側空間に供給され、前席側空間の冷房が行われる。なお、前席側蒸発器４８に供給された冷媒は、圧縮機１６に戻される。
【００２５】
一方、後席側空調ユニット２０においても同様に、レシーバ２６から温度式膨張弁７２に供給された冷媒が霧化されて後席側蒸発器７０に供給された後、蒸発することにより、送風ファン６８によって送風された外気が冷却され、切換ドア６４および６６によって選択されたベンチレータ吹出口５６またはフット吹出口５８を介して後席側空間に供給され、後席側空間の冷房が行われる。なお、後席側蒸発器７０に供給された冷媒も圧縮機１６に戻される。
【００２６】
次に、前席側空調ユニット１８のみを駆動して冷房運転を行う場合について説明する。この場合、後席側空調ユニット２０の切換ドア６６を開成してフット吹出口５８側に空気が導入されるように設定する一方、切換ドア６４を閉成してベンチレータ吹出口５６側を閉塞する。また、空調制御部２２は、ファン駆動部７６を制御し、送風ファン２５および４６を駆動する一方、送風ファン６８を停止状態とする。
【００２７】
前記の状態において、エンジン１４の回転に連動して圧縮機１６が駆動されると、前述した場合と同様に、前席側空調ユニット１８に冷媒が供給され、前席側空間の冷房が行われる。
【００２８】
一方、後席側空調ユニット２０を構成する送風ファン６８は、停止状態にあるため、後席側蒸発器７０に外気が供給されない。従って、後席側蒸発器７０において熱交換が行われず、温度式膨張弁７２を介して後席側蒸発器７０に供給される冷媒が蒸発せず、冷媒が温度式膨張弁７２の前後で略滞留する状態となる。
【００２９】
ところで、前記のようにして前席側空調ユニット１８のみを駆動して冷房運転を継続すると、例えば、後席側蒸発器７０と圧縮機１６との間の配管内に潤滑オイルを含む冷媒の一部が滞留し、圧縮機１６に戻る冷媒の量が減少する事態が生じる。このような事態が生じると、前席側空調ユニット１８における冷房能力が低下するだけでなく、圧縮機１６が焼き付いてしまうおそれがある。
【００３０】
本実施形態では、計時部７４が前席側空調ユニット１８の冷房運転開始からの時間を計測し、予め設定した所定時間が経過したとき、空調制御部２２がファン駆動部７６を制御し、後席側空調ユニット２０の送風ファン６８を一定期間断続的に駆動し、冷房温度に影響を与えない程度の風量を後席側蒸発器７０に供給する。例えば、前席側空調ユニット１８の冷房運転開始からの時間が２０〜６０分経過したとき、送風ファン６８を３〜３０秒間駆動し、５〜３０秒間停止させる動作を２〜５回程度繰り返す。
【００３１】
このようにして後席側空調ユニット２０を一時的に運転させることにより、後席側蒸発器７０の出力側の冷媒温度が送風ファン６８によって送風される外気によって上昇するため、その温度上昇に伴って温度式膨張弁７２の開度が増加し、後席側蒸発器７０と圧縮機１６との間に滞留していた冷媒が後席側蒸発器７０を介して圧縮機１６に戻される。この結果、前席側空調ユニット１８に供給される冷媒量が増加して冷房能力が復活するとともに、圧縮機１６の焼き付きといった事態を事前に回避することができる。
【００３２】
なお、図２に示すように構成される後席側空調ユニット２０において、前席側空調ユニット１８のみの冷房運転を行う場合、切換ドア７８によって空調ダクト８０のフット吹出口８２を開成する一方、ベンチレータ吹出口８４を閉成し、送風ファン６８によって吸気口８６から吸入した外気を後席側蒸発器７０を介してフット吹出口８２側に送給する。このとき、送風ファン６８によって送風される外気は、後席側空間のフット側に微量だけ排出されるため、車内の冷房温度に影響を与えることはない。
【００３３】
また、図３に示すように構成される後席側空調ユニット２０においては、端部がヒンジによって枠体８８に回転可能に支持された２枚の切換ドア９０ａ、９０ｂを備えており、送風ファン６８によって送風された外気は、後席側蒸発器７０を介してフット吹出口８２およびベンチレータ吹出口８４に送給される。このとき、送風ファン６８によって切換ドア９０ａ、９０ｂに送風される空気量は微量であるため、切換ドア９０ａ、９０ｂが開成せず、従って、ベンチレータ吹出口８４を介して冷却された空気が車内に供給されることはない。なお、前席側空調ユニット１８および後席側空調ユニット２０の両方を用いた冷房運転時には、十分な量の空気が切換ドア９０ａ、９０ｂに供給されるため、切換ドア９０ａ、９０ｂが開成し、冷却空気がベンチレータ吹出口８４を介して車内に供給される。この場合、切換ドア９０ａ、９０ｂを開閉するための駆動源等が不要となる。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、前席側空調ユニット１８のみによる冷房運転を行う場合、冷房運転開始からの経過時間に従って送風ファン６８を駆動し、滞留する冷媒を圧縮機１６に戻すようにしている。
【００３５】
これに対して、図４に示すように、前席側蒸発器４８によって冷却された外気の温度を温度検出器５２によって検出し、検出した外気温度が空調設定温度Ｔ０に達したとき、送風ファン６８を短時間駆動する制御を行うようにしてもよい。この場合、後席側空調ユニット２０に対して一時的に冷媒が流れることで、前席側空調ユニット１８での冷房能力が低下して温度が若干上昇することになるが、送風ファン６８が短時間で停止されるため、再び前席側空調ユニット１８での冷房運転が効果的に継続される。
【００３６】
また、図５に示すように、前席側蒸発器４８における圧縮機１６の入力側の冷媒圧力を圧力検出器５３によって検出し、検出した圧力が設定下限圧力Ｐ０に達したとき、送風ファン６８を短時間駆動する制御を行うようにしてもよい。この場合、後席側空調ユニット２０から冷媒が圧縮機１６に供給されるため、圧縮機１６の焼き付き等を回避することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第１空調ユニットおよび第２空調ユニットを切り換えるための電磁弁等の機構が不要となり、極めて簡単な構成で最適な冷房運転を継続することができる。また、圧縮機に対する冷媒供給量を低下させることがないため、焼き付き等の発生がなく、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車用空調装置の回路構成図である。
【図２】本発明に係る自動車用空調装置における後席側空調ユニットの他の実施形態の説明図である。
【図３】本発明に係る自動車用空調装置における後席側空調ユニットのさらに他の実施形態の説明図である。
【図４】本発明に係る自動車用空調装置における後席側空調ユニットの送風ファンの冷房温度に対する駆動タイミングチャートである。
【図５】本発明に係る自動車用空調装置における後席側空調ユニットの送風ファンの冷媒圧力に対する駆動タイミングチャートである。
【符号の説明】
１０…自動車                    １２…自動車用空調装置
１４…エンジン                  １６…圧縮機
１８…前席側空調ユニット        ２０…後席側空調ユニット
２２…空調制御部                ２４…凝縮器
２５、４６、６８…送風ファン    ２６…レシーバ
４８…前席側蒸発器              ５０、７２…温度式膨張弁
５２…温度検出器                ５３…圧力検出器
７０…後席側蒸発器              ７４…計時部
７６…ファン駆動部
【図１】
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【図２】
0003581128.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003581128.tif 000005
【図５】
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