(57)【要約】【課題】  可燃性冷媒を用いた車両用空調装置において、リークした冷媒を送風装置によって外部に排出することができない場合があり、配風装置のドアを閉じても冷媒が内気導入口から車室内に漏れる恐れがある。【解決手段】  可燃性冷媒のリークが少量の場合には外気導入量を増加させて可燃性冷媒の濃度が燃焼範囲に至らないようにし、可燃性冷媒のリークが大量の場合には空調風吹出口１１、１２、１３及び内気導入口３を閉鎖してケーシング２内と車室内とを完全に隔絶した状態にすると共に圧縮機１９を停止させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空気通路（１）が形成されると共に、上流側に車室内空気を取り入れるための内気導入口（３）及び車室外空気を取り入れるための外気導入口（４）、下流側に車室内に空調風を吹き出すための空調風吹出口（１１、１２、１３）を有するケーシング（２）内に、内気導入口（３）及び外気導入口（４）を選択的に開閉する内外気切換装置（５）と、内気導入口（３）及び外気導入口（４）を介して内外気を導入すると共に下流側に向けて送風する送風装置（６）と、圧縮機（１９）で圧縮された可燃性冷媒を蒸発あるいは凝縮させることにより導入された内外気と熱交換を行う熱交換器（７）と、空調風吹出口（１１、１２、１３）を開閉する配風装置（１４、１５、１６）とを設けた車両用空調装置であって、
ケーシング（２）内にリークした可燃性冷媒量を検知する可燃性冷媒検知センサ（２５）を設け、可燃性冷媒のリークが少量の場合には外気導入量を増加させて可燃性冷媒の濃度が燃焼範囲に至らないようにし、可燃性冷媒のリークが大量の場合には空調風吹出口（１１、１２、１３）及び内気導入口（３）を閉鎖してケーシング（２）内と車室内とを完全に隔絶した状態にすると共に圧縮機（１９）を停止させる制御装置（２４）を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
制御装置（２４）は、駐車時又は停車時で且つ空調を行っていない場合には空調風吹出口（１１、１２、１３）及び内気導入口（３）を閉鎖してケーシング（２）内と車室内とを完全に隔絶した状態にす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】
制御装置（２４）は、可燃性冷媒のリークを検知した場合に乗員に可燃性冷媒のリークを警告すると共に、修理が終了してリセットされるまで空調を起動できないようにす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４】
リークした可燃性冷媒を車外に排出するための排気ドア（１８）を備え、制御装置（２４）は、可燃性冷媒のリークが大量の場合には排気ドア（１８）を開く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５】
熱交換器（７）の入口側の配管に、遮断弁（２２）と、冷媒を車外に排出するためのリリーフ弁（２３）とを設け、制御装置（２４）は、可燃性冷媒のリークが大量の場合には遮断弁（２２）を閉じると共にリリーフ弁（２３）を開く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６】
リークした可燃性冷媒を車外に排出するための排気ドア（１８）を設けると共に、熱交換器（７）の入口側の配管に、遮断弁（２２）と、冷媒を車外に排出するためのリリーフ弁（２３）とを設け、制御装置（２４）は、可燃性冷媒のリークが大量の場合には排気ドア（１８）を開き、さらに遮断弁（２２）を閉じると共にリリーフ弁（２３）を開く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７】
制御装置（２４）は、空調停止時に可燃性冷媒検知センサ（２５）の故障を検知した場合には空調を起動できなくし、空調中に可燃性冷媒検知センサ（２５）の故障を検知した場合には空調を停止すると共に空調風吹出口（１１、１２、１３）及び内気導入口（３）を閉鎖してケーシング（２）内と車室内とを完全に隔絶した状態にすることを特徴とする請求項１項記載の車両用空調装置。
【請求項８】
可燃性冷媒検知センサ（２５）は、接触核酸型や半導体型可燃性物質の濃度測定を行うものであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の車両用空調装置。
【請求項９】
ケーシング（２）内で可燃性冷媒の爆発が生じたとき、その風圧で排気ドア（１８）が開くようにしたことを特徴とする請求項４又は請求項６記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性冷媒を用いた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用空調装置の環境保全対策として、冷凍サイクルに二酸化炭素やプロパンガス等の自然冷媒や、オゾン破壊係数が無い地球温暖化係数の低い冷媒を用いたものが提案されている。この種の冷媒には可燃性のものがあり、車両の衝突によって冷媒が外部に漏れ出すと燃焼や爆発の危険が有るため、冷媒漏れ対策がとられている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１のものでは、車両用空調装置内に冷媒の漏れを検出するためのセンサを設け、このセンサにより検出された冷媒の濃度が許容範囲を超えたときに配風装置のドアを閉じ、内外気切換装置を外気側にすると共に送風装置を逆回転させて冷媒を外部に排出するようにしている。
【０００４】
また、下記特許文献２のものでは、可燃性冷媒がリークしたときに配風装置のドアを閉じて空調装置内と車室内とを隔絶するようにしている。
【０００５】
しかしながら、現実に車両に使用されている送風装置は、シロッコファン、ラジアルファン、ターボファン等の高静圧ファンであることが多く、特許文献１のように構成した場合、送風装置を逆回転させても冷媒ガスが排出されないものが多い。
【０００６】
また、特許文献２のものでは、配風装置のドアを閉じても、車室内空気を空調装置内に取り入れる内気導入口が完全に閉じられていない場合、冷媒のリーク量が多いと車室内に冷媒が漏洩する恐れがある。
【特許文献１】実開昭５８−５４９０４号公報
【特許文献２】特開平９−１０４２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、可燃性冷媒を用いた車両用空調装置において、リークした冷媒を送風装置によって外部に排出することができない場合があり、配風装置のドアを閉じても冷媒が内気導入口から車室内に漏れる恐れがある点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、内部に空気通路１が形成されると共に、上流側に車室内空気を取り入れるための内気導入口３及び車室外空気を取り入れるための外気導入口４、下流側に車室内に空調風を吹き出すための空調風吹出口１１、１２、１３を有するケーシング２内に、内気導入口３及び外気導入口４を選択的に開閉する内外気切換装置５と、内気導入口３及び外気導入口４を介して内外気を導入すると共に下流側に向けて送風する送風装置６と、圧縮機１９で圧縮された可燃性冷媒を蒸発あるいは凝縮させることにより導入された内外気と熱交換を行う熱交換器７と、空調風吹出口１１、１２、１３を開閉する配風装置１４、１５、１６とを設けた車両用空調装置であって、ケーシング２内にリークした可燃性冷媒量を検知する可燃性冷媒検知センサ２５を設け、可燃性冷媒のリークが少量の場合には外気導入量を増加させて可燃性冷媒の濃度が燃焼範囲に至らないようにし、可燃性冷媒のリークが大量の場合には空調風吹出口１１、１２、１３及び内気導入口３を閉鎖してケーシング２内と車室内とを完全に隔絶した状態にすると共に圧縮機１９を停止させる制御装置２４を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、冷媒のリークが少量の場合には、冷媒を外気で希釈して濃度が燃焼下限値に至らないようにするため、冷媒濃度が危険な濃度範囲に達しにくく、安全性が高い。また、冷媒のリークが大量の場合には、空調風吹出口だけでなく内気導入口も閉鎖してケーシング内と車室内とを完全に隔絶した状態にすると共に、圧縮機を停止させることで冷媒を空調装置内に閉じ込めるようにしているので、冷媒が車室内に漏れ出して爆発・燃焼するのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の一実施形態である車両用空調装置の概略構成図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２の側面図、図４は実施例の冷凍サイクルの概略構成図、図５は実施例の制御ブロック図、図６、図７は実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【００１２】
図１に示す車両用空調装置は、内部に空気通路１が形成されたケーシング２を備えており、このケーシング２の上流側には、車室内空気を取り入れるための内気導入口３と、車室外空気を取り入れるための外気導入口４とが設けられている。  ケーシング２の上流側の内部には、内気導入口３及び外気導入口４を選択的に開閉する内外気切換装置としてのインテークドア５と、内気導入口３及び外気導入口４を介して内外気を導入すると共に下流側に向けて送風する送風装置としてのブロワ６とが設けられている。
【００１３】
ブロワ６の下流側には、空気通路１を通る空気から吸熱して冷却する熱交換器７が設けられ、この熱交換器７の下流側には、空気通路１を通る空気を暖めるヒータコア８と、冷却された空気の一部をヒータコア８に導くと共に残りの空気をヒータコア８をバイパスさせる温調装置としてのミックスドア９とが設けられている。
【００１４】
ミックスドア９の下流にはエアミックスチャンバ１０が設けられ、このエアミックスチャンバ１０に連通するように、空調風吹出口としてのデフロスタ吹出口１１、ベント吹出口１２、及びフット吹出口１３が設けられている。吹出口１１、１２、１３は、それぞれ配風装置としてのデフロスタドア１４、ベントドア１５、フットドア１６によって開閉されるようになっている。
【００１５】
また、図２、図３に示すように、熱交換器７のケーシングにおける下方の部位には、熱交換器７で凝縮した水を車外に排出すると共にリークした冷媒を車外に排出するためのドレイン孔１７と、このドレイン孔１７を開閉する排気ドア１８とが設けられている。
【００１６】
このような車両用空調装置にあっては、インテークドア５により内気導入口３又は外気導入口４が開口され、ブロワ６が駆動されると内気又は外気が取り込まれる。取り込まれた空気は熱交換器７で冷却された後、ミックスドア９によりヒータコア８を通る流路とヒータコア８を迂回する流路とに適宜の比率で分配される。
【００１７】
そして、ヒータコア８で温められた空気とヒータコア８を迂回した空気とがエアミックスチャンバ１０で混合され、空調風として吹出口１１〜１３から車室内に向けて吹き出す。
【００１８】
熱交換器７は図４に示す冷凍サイクルの一部を構成しており、このサイクルを循環する可燃性冷媒を蒸発させることにより空気を冷却する。図４において、１９は圧縮機であり、エンジンからの駆動力により駆動されて可燃性冷媒を圧縮する。圧縮機１９で圧縮された冷媒は車室外に配置された熱交換器２０で凝縮し、膨張弁２１で膨張した後、熱交換器７で蒸発して圧縮機１９に戻る。
【００１９】
また、本実施例では、熱交換器７の冷媒入口側、すなわち膨張弁２１と熱交換器７の間の配管に遮断弁２２が設けられ、圧縮機１９と熱交換器７の間の配管（エンジンルーム内）にリリーフ弁２３が設けられている。
【００２０】
図５に示すように、本実施例の制御システムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータにより構成された制御装置としての制御アンプ２４を備えている。制御アンプ２４には、ケーシング１内にリークした可燃性冷媒量を検知する可燃性冷媒検知センサ２５が接続されている。この可燃性冷媒検知センサ２５は、接触酸化型や半導体型の可燃性物質の濃度測定を行うものにより構成すれば安価であるので好ましい。
【００２１】
制御アンプ２４は、可燃性冷媒検知センサ２５の検知結果を読み込み、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、インテークドア５、ブロワ６、デフロスタドア１４、ベントドア１５、フットドア１６、排気ドア１８、遮断弁２２、及びリリーフ弁２３等を制御する。
【００２２】
次に、制御アンプ２４のＣＰＵの動作を図６に基づいて説明する。制御フローがスタートすると、まずステップＳ１０で空調装置が停止しているか否かを判定する。停止している場合は制御フローを終了する。
【００２３】
次いで、ステップＳ２０において、可燃性冷媒検知センサ２５が冷媒リーク量を検知し、その値が制御アンプ２４に送信される。
【００２４】
次いで、ステップＳ３０において、可燃性冷媒検知センサ２５の出力値から短絡又は開放であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合には可燃性冷媒検知センサ２５が故障しているとみなし、ステップＳ４０に進む。そして、空調装置を停止し、吹出口１１〜１３を閉じると共に内気導入口３を閉じ、ステップＳ１０に戻る。このようにすることで、可燃性冷媒検知センサ２５が大量の冷媒リークを検知できない場合において、冷媒が車室内に漏れるのを防ぐことができるので安全である。
【００２５】
ステップＳ３０でＮＯの場合にはステップＳ５０に進み、センサ出力値、すなわち冷媒リーク量Ｃが下限値ａより小さいか又は上限値ｂより大きいかを判定する。ステップＳ５０においてｃ＜ａの場合にはステップＳ６０に進み、空調装置の運転を継続する。
【００２６】
ａ≦ｃ≦ｂの場合（冷媒リーク量が小）にはステップＳ７０に進み、ランプや表示装置により乗員に警告を行う。そして、ステップＳ８０において、インテークドア５を外気導入側に移動させ、ブロワ６を駆動し、外気を導入して冷媒濃度を燃焼範囲未満になるように希釈する。また、圧縮機１９を停止させて空調を停止する。
【００２７】
ステップＳ５０においてｂ＜ｃの場合（冷媒リーク量が大）にはステップＳ９０に進み、ランプや表示装置により乗員に警告を行う。そして、ステップＳ１００において、デフロスタドア１４、ベントドア１５、フットドア１６を駆動してデフロスタ吹出口１１、ベント吹出口１２、フット吹出口１３を閉鎖し、インテークドア５を外気導入側に移動させて内気導入口３を閉鎖し、圧縮機１９を停止させて空調を停止する。
【００２８】
これによってリークした冷媒がケーシング２内に閉じこめられた状態となり、かつリーク量が更に増えることもないので、冷媒が車室内に漏れ出すのを防ぐことができ、車室内における可燃性冷媒の燃焼・爆発を防止することができる。
【００２９】
次いで、ステップＳ１１０において、遮断弁２２を閉止すると共にリリーフ弁２３を開放する。これにより、熱交換器７内の冷媒が車外に放出される。また、排気ドア１８を開き、ブロワ６を駆動する。これにより、ケーシング２内の冷媒がドレイン孔１７を介して車外に排出される。したがって、車室内だけでなく、空調装置内でも冷媒の爆発・燃焼が生じなくなるため、より安全となる。
【００３０】
なお、可燃性冷媒検知センサ２５が故障した場合には、その修理が行われてリセットされるまでは空調装置を起動できないようにすると、より安全である。
【００３１】
また、駐車時又は停車時で且つ空調が行われていない場合には、吹出口１１〜１３及び内気導入口３を閉鎖してケーシング２内と車室内とを完全に隔絶した状態にしておくと、停車時に冷媒リークが生じても車室内に冷媒が漏れるのを防ぐことができるので、より安全性である。
【００３２】
また、ケーシング２内で可燃性冷媒の爆発が生じた時に、その風圧で排気ドア１８が開くように構成すると、爆発によってケーシング２が破壊されるのを防止することができるので、安全である。
【００３３】
また、膨張弁２１が遮断弁を兼ねるようにすると、部品点数及びコストが低減するので好ましい。
【００３４】
なお、本発明は、冷媒を循環させることにより得られる熱で空調空気を加熱するヒートポンプ式の車両用空調装置にも適用可能である。図７はそのような車両用空調装置の冷凍サイクルの一例を示している。
【００３５】
冷房運転時には、圧縮機１９から吐出された冷媒は車室外の熱交換器２０で凝縮され、膨張弁２１を介してエバポレータとして機能する熱交換器７に導かれ、ここで蒸発し、これによって冷却された空気が車室内に供給される。
【００３６】
一方、暖房運転時には、圧縮機１９から吐出された冷媒は回路切換弁２４によりコンデンサとして機能する熱交換器７に導かれ、ここで凝縮し、これによって加熱された空気が車室内に供給されることになる。
【００３７】
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】実施例の冷凍サイクルの概略構成図である。
【図５】実施例の制御ブロック図である。
【図６】実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用したヒートポンプ式の車両用空調装置の冷凍サイクルの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    空気通路
２    ケーシング
３    内気導入口
４    外気導入口
５    インテークドア（内外気切換装置）
６    ブロワ（送風装置）
７    熱交換器
１１    デフロスタ吹出口（空調風吹出口）
１２    ベント吹出口（空調風吹出口）
１３    フット吹出口（空調風吹出口）
１４    デフロスタドア（配風装置）
１５    ベントドア（配風装置）
１６    フットドア（配風装置）
１７    ドレイン孔
１８    排気ドア
１９    圧縮機
２２    遮断弁
２３    リリーフ弁
２４    制御アンプ（制御装置）
２５    可燃性冷媒検知センサ
１３    車室外熱交換器
１４    膨張弁（膨張手段）
１５    第１開閉弁
１６    第２開閉弁
１７    制御アンプ（制御手段）
２３    エアバッグセンサ（加速度センサ）
Ｓ３０    衝突予測手段
【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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【図７】
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