(57)【要約】【課題】  車両用空調装置において低コストで任意の時間にデシカントを乾燥させる。【解決手段】車内又は車外から外気を導入する導入口及び外気を空調された低温フロー３０ｘ及び高温フロー３０ｙとして車室へ導出する車室側開路３１を有する空調室と、空調室内と車外とを連通させる独立連通路２６と、空調室内に設けられた、導入口より下流に位置するエバポレータ２３、エバポレータ２３より下流且つ導出口より上流に位置するヒータコア２４、及びエバポレータ２３の上流からヒータコア２４までの任意の位置に配置されるデシカント２２と、エバポレータ２３、ヒータコア２４並びに空調室における外気の導入及び車室への導出を制御するＥＣＵ４０とを備え、空調運転の停止時において、導出口と車室との間を閉塞し、導入口から外気の導入を行うとともに、ヒータコア２４を運転する制御を行う、車両用空調装置１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内又は車外から外気を導入する導入口及び前記外気を空調された空気流として車室へ導出する導出口を有する空調室と、
前記導入口から独立して前記空調室内と車外とを連通させる独立連通路と、
前記空調室内に設けられた、前記導入口より下流に位置するエバポレータ、前記エバポレータより下流且つ前記導出口より上流に位置するヒータコア、及び前記エバポレータの上流から前記ヒータコアまでの任意の位置に配置されるデシカントと、
前記エバポレータ、前記ヒータコア並びに前記空調室における前記外気の導入及び前記車室への導出を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、空調運転の停止時において、前記導出口と前記車室との間を閉塞し、前記導入口から前記外気の導入を行うとともに、前記ヒータコアを運転する制御を行う、
車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載される車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置は、外気を導入する空調室と、空調室内に配置された、冷媒が循環するエバポレータ及びエンジンの冷却水が循環するヒータコアとを備え、エバポレータにより除湿、冷却するとともに、ヒータコアにより加熱することで、外気を空調室内にて所定の温度に調整して、車室内に導入させるようにしている。
【０００３】
このような車両用空調装置の構成においては、ヒータコアによる暖房運転時においてもエバポレータによる除湿運転を併せて行うため、エバポレータの運転による熱損失が問題となる。そこで、エバポレータとは独立して外気の除湿を行う手段として、空調室内にデシカント（除湿剤）を設けることが行われている。
【０００４】
デシカントは一定量の水分を吸収すると飽和状態となり除湿機能を失うため、定期的に乾燥させて機能を再生する必要がある。そのような技術の例として、特許文献１においては、デシカントをヒータコアの下流に移動させてヒータコアの熱により乾燥させる構成が開示されている。また、特許文献２においては、空調室内にデシカントを乾燥させるための専用のブロワを設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４４７７３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１００９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の車両用空調装置には、以下のような課題があった。すなわち、特許文献１に記載の技術によれば、デシカントを乾燥させる際に導入された外気は、デシカントから放出された湿気を含んだままヒータコアを通じて車室内に導入されるため、車室内に乗員が滞在する場合に乾燥動作を行うことは好ましくなく、使用時間帯が限定されることとなっていた。また、特許文献２に記載の技術によれば、独立したブロワを設けることにより装置を高コスト化することとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストで任意の時間にデシカントを乾燥させることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の側面は、車内又は車外から外気を導入する導入口及び前記外気を空調された空気流として車室へ導出する導出口を有する空調室と、前記導入口から独立して前記空調室内と車外とを連通させる独立連通路と、前記空調室内に設けられた、前記導入口より下流に位置するエバポレータ、前記エバポレータより下流且つ前記導出口より上流に位置するヒータコア、及び前記エバポレータの上流から前記ヒータコアまでの任意の位置に配置されるデシカントと、前記エバポレータ、前記ヒータコア並びに前記空調室における前記外気の導入及び前記車室への導出を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、空調運転の停止時において、前記導出口と前記車室との間を閉塞し、前記導入口から前記外気の導入を行うとともに、前記ヒータコアを運転する制御を行う、車両用空調装置である。
【０００９】
なお、本発明は他の側面として、前記独立連通路は、前記空調室のドレンパイプであるものとしてもよい。
【００１０】
更に、本発明は他の側面として、前記独立連通路は、前記空調室内に露出する開口の面積が前記制御手段による制御時に拡大するものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のような本発明は、車両用空調装置において低コストで任意の時間にデシカントを乾燥させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の動作を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の他の構成例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の他の構成例の動作を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る車両用空調装置の構成を示す図
【図７】本発明の他の実施の形態に係る車両用空調装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１の構成を示す図である。
【００１５】
車両用空調装置１は、後述するブロワ２１により形成される空気の流れに沿って上流側から下流側へ順に配設された吸気室１０、温度調節室２０及び排気室３０から構成される空調室を備える。
【００１６】
吸気室１０は、上流に位置し、車外又は車内に連通する図示しない開口から外気を温度調節室２０へ導入する。温度調節室２０は、吸気室１０を介して車外又は車内から外気を吸引するブロワ２１、ブロワ２１の下流に位置するデシカント２２、デシカント２２の下流に位置し、冷媒が循環され、吸気室１０から導入された空気と熱交換して温度を下げることにより、排気室３０へ導入される低温フロー３０ｘを生成するエバポレータ２３、及びエンジンの冷却水が温水として循環され、エバポレータ２３を経由した空気と熱交換して温度を上げることにより、排気室３０へ導入される高温フロー３０ｙを生成するヒータコア２４を備える。
【００１７】
温度調節室２０は更に、エバポレータ２３とヒータコア２４との間に位置し、エバポレータ２３を経由してヒータコア２４へ導入される空気の流量を制御することにより低温フロー３０ｘと高温フロー３０ｙとを混合させる混合ドア２５ａ及び２５ｂを備える。なお、混合ドア２５ａ及び２５ａはサーボモータによりそれぞれ開度が調節され、混合ドア２５ａは低温フロー３０ｘからヒータコア２４を遮蔽可能に駆動し、混合ドア２５ｂはヒータコア２４によって閉塞される温度調節室２０における残りの開口部分を遮蔽可能に駆動する。
【００１８】
次に、排気室３０には、車室内の吹出し口に連通する車室側開路３１が設けられ、車室側開路３１は開閉ドア３１ａ及び３２ａにより開状態又は閉状態に調節される。
【００１９】
更に、温度調節室２０の下方には、温度調節室２０の底面であってエバポレータ２３とヒータコア２４との間に設けられた開口２６ｘを介して、車室とは隔絶して車外へ直接連通する独立連通路２６が配設されている。なお、独立連通路１６のもう一方の開口は、車体下面に設けることが好ましい。
【００２０】
次に、ＥＣＵ４０は、メモリ、ＣＰＵ等を備え車両用空調装置１の制御を行う手段であって、図示しないユーザインタフェースを介した操作者の入力及び後述する自動制御に基づいて、エバポレータ２３における冷媒及びヒータコア２４における温水の循環のＯＮ／ＯＦＦ並びに混合ドア２５ａ及び２５ｂの開度を調節するとともに、開閉ドア３２ａ及び３２ｂの開度を調節して、車室内に吹き出される、空調された空気の温度及び流量を制御する。
【００２１】
以上の構成において、吸気室１０、温度調節室２０及び排気室３０は一体として本発明の空調室に相当し、独立連通路２６は本発明の独立連通路に相当する。また、デシカント２２は本発明のデシカントに相当し、エバポレータ２３は本発明のエバポレータに相当し、ヒータコア２４は本発明のヒータコアに相当する。また、図示しない吸気室１０の開口は本発明の導入口に相当し、車室側開路３１は本発明の導出口に相当し、ＥＣＵ４０は本発明の制御手段に相当する。
【００２２】
このような本実施の形態１の車両用空調装置１は、温度調節室２０内と車外を連通される独立連通路２６を備え、ＥＣＵ４０の制御に基づき、独立連通路２６を介してデシカント２２を乾燥させるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
以下、説明を行う。車両用空調装置１の冷房運転時は、図１に示すように、ＥＣＵ４０は、排気室３０の車室側開路３１の開閉ドア３２ａ及び３２ｂ、並びに混合ドア２５ａ及び２５ｂの開度を適宜調節して、ブロワ２１により、車外又は車内から吸気室１０を介して導入された外気フロー１０ｘをエバポレータ２３及びヒータコア２４により温度調節して、低温フロー３０ｘ及び高温フロー３０ｙの混合フローとして、車室側開路３１から車室内へ導出する。なお、暖房運転時においては、エバポレータ２３の運転を停止して、デシカント２２を通過させることにより除湿された外気フロー１０ｘを高温フロー３０ｙとして車室側開路３１から車室内へ導出する。また、外気フロー１０ｘは本発明の外気に含まれ、低温フロー３０ｘ、高温フロー３０ｙ、及び混合フローはそれぞれ本発明の空気流に含まれる。
【００２４】
次に、飽和状態になったデシカント２２を乾燥させるための再生運転は、以下のように行う。図２に示すように、ＥＣＵ４０は、排気室３０の車室側開路３１の開閉ドア３２ａ及び３２ｂを閉止して排気室３０と車室との間の空気の流通を遮断する。更に、混合ドア２５ａを全開するとともに混合ドア２５ｂを全閉し、ヒータコア２４への外気フロー１０ｘの導入量を最大化する。更に、ブロワ２１及びヒータコア２４の動作を継続する一方でエバポレータ２３の動作を停止する。なお、排気室３０は車外と連通させ、外気フロー１０ｘとして車外の空気を温度調節室２０へ導入させる。
【００２５】
これにより、温度調節室２０及び排気室３０はヒータコア２４により加熱された状態となる一方、空気の流通は、上流側を吸気室１０として、温度調節室２０及び排気室３０を介して独立連通路２６を下流として、外気と交換する流れを形成する。これにより、デシカント２２は一定温度を保つとともに低湿な雰囲気内に置かれることとなり、乾燥が促進され、除湿機能が再生される。
【００２６】
以上の構成によれば、デシカントを乾燥させる際に導入された外気はヒータコア２４を通じて独立連通路２６から車外へ排出されるため、デシカント２２から水分が移動した含んだ湿度の高い高温フロー３０ｙは乗員に達することはなく、不快感を与えることがない。したがって、走行時などの車室内に乗員が滞在する場合を含めた任意の時間に乾燥動作を行うことができ、再生動作の頻度を高めて、デシカント２２の機能を良好に保つことが可能となる。更に、外気の導入を通常運転時と同一のブロワ２１により行わせることにより、装置を低コスト化することができる。
【００２７】
なお、独立連通路２６は、外気を充分に排出することを可能とするため、開口２６ｘの面積は一定の大きさを保つことが好ましいが、温度調節室２０のドレンパイプを利用して実現するようにしてもよく、更なる低コスト化を実現することが可能となる。
【００２８】
一例として、図３に示す構成例は、ＥＣＵ４０の制御により乾燥運転時には開放され、冷房運転又は暖房運転時には図４に示すように開口２６ｘの一部を閉塞する開閉ドア２７を設けたことを特徴とする。開閉ドア２７の閉止時には、開口２６ｘの開口面積はＳ１＞Ｓ２である面積Ｓ２に縮小されることにより、空調された空気が独立連通路２６から漏出することを防ぐとともに、ドレンパイプとして、エバポレータ２３の運転により生じた水分のみを車外へ排出する。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の車両用空調装置２は、図５に示すように、空調室において、温度調節室２０を迂回して、吸気室１０と排気室３０とを直接連通させるバイパス連通路２８と、バイパス連通路２８の排気室３０側の開口２８ｘに、ＥＣＵ４０の制御により乾燥運転時には開放され、冷房運転又は暖房運転時には図中点線に示すように閉止される開閉ドア２９ａを設けたことを特徴とする。
【００３０】
このような本実施の形態２は、乾燥運転時において、実施の形態１と同様の動作に加えて、ヒータコア２４にて加熱された空気を循環フロー２８ｙとしてバイパス連通路２８を介して吸気室１０から温度調節室２０へ帰還させて、再度デシカント２２を乾燥させるようにしている。これにより、実施の形態１の効果に加えて、デシカント２２の乾燥効率を更に高めることが可能となる。
【００３１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の車両用空調装置３は、図６に示すように、温度調節室２０の内壁から車両のダッシュパネル５０を貫通して、図示しない車内のエンジンルーム内に連通させるエンジンルーム連通路６０と、エンジンルーム連通路６０の、温度調節室２０側の開口６０ｘに、ＥＣＵ４０の制御により乾燥運転時には開放され、冷房運転又は暖房運転時には図中点線に示すように閉止される開閉ドア６１を設けたことを特徴とする。
【００３２】
このような本実施の形態３は、乾燥運転時において、ＥＣＵ４０の制御により、ヒータコア２４を停止するともに、排気室３０と車外及び車内との連通を遮断し、更に混合ドア２５ａ及び２５ｂにより温度調節室２０と排気室３０との間を隔絶して、エンジンルームから漏出する暖気を廃熱フロー６０ｙとしてエンジンルーム連通路６０を介して温度調節室２０内へ導き、デシカント２２を乾燥させるようにしている。
【００３３】
本実施の形態３によれば、エンジンの廃熱を直接利用することにより、デシカント２２の乾燥効率を更に高めることが可能となる。なお、混合ドア２５ａを開放してヒータコア２４は運転するようにしてもよく、乾燥効率を更に高めることが可能となる。
【００３４】
このように、本発明の各実施の形態の車両用空調装置によれば、低コストで任意の時間にデシカントを乾燥させることが可能となる。
【００３５】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、本発明の空調室の一部としての温度調節室２０内において、デシカント２２は上流側のブロワ２１と下流側のエバポレータ２３の間に配置されるとしたが、本発明のデシカントは、エバポレータの上流からヒータコアまでの箇所であれば、任意の位置に配置される構成としてもよい。
【００３６】
一例として、図７に示す車両用空調装置４のデシカント２２ａのように、エバポレータ２４の下流側に配置されるものとした。この構成によれば、ヒータコア２４との距離が近接することにより、乾燥運転時におけるデシカント２２ａの乾燥効率を更に高めることができる。
【００３７】
なお、デシカント２２ａは実施の形態１〜３同様、温度調節室２０内に固定してもよいが、ＥＣＵ４０の制御により、図中点線で示すように、通常運転時には外気フロー１０ｘに直交させ、乾燥運転時にはヒータコア２４に向かって並進又は回動させて近接するよう移動させる構成としてもよい。なお、図７においては回動する例を示した。この構成によれば、乾燥時にヒータコア２４により加熱された空気により効率的にデシカント２２ａを曝すことができ、更に乾燥効率を向上させることが可能となる。
【００３８】
また、本発明は、例えば、ガソリンエンジン自動車の他、ハイブリッド自動車、列車等の、エンジンにより動作する任意の車両において実施してもよい。
【００３９】
以上のように、本発明は、車両用空調装置であって、車内又は車外から外気を導入する導入口及び前記外気を空調された空気流として車室へ導出する導出口を有する空調室と、前記導入口から独立して前記空調室内と車外とを連通させる独立連通路と、前記空調室内に設けられた、前記導入口より下流に位置するエバポレータ、前記エバポレータより下流且つ前記導出口より上流に位置するヒータコア、及び前記エバポレータの上流から前記ヒータコアまでの任意の位置に配置されるデシカントと、前記エバポレータ、前記ヒータコア並びに前記空調室における前記外気の導入及び前記車室への導出を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、空調運転の停止時において、前記導出口と前記車室との間を閉塞し、前記導入口から前記外気の導入を行うとともに、前記ヒータコアを運転する制御を行うものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４０】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のような本発明は、車両用空調装置において低コストで任意の時間にデシカントを乾燥させることが可能になるという効果を有し、例えば乗用車等への適用において有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２、３、４  車両用空調装置
１０  吸気室
１０ｘ  外気フロー
２０  温度調節室
２１  ブロワ
２２、２２ａ  デシカント
２３、２４  エバポレータ
２４  ヒータコア
２５ａ、２５ｂ  混合ドア
２６  独立連通路
２６ｘ、２８ｘ、６０ｘ  開口
２７、３１ａ、３２ａ、２９ａ、６１  開閉ドア
２８  バイパス連通路
２８ｙ  循環フロー
３０  排気室
３０ｘ  低温フロー
３０ｙ  高温フロー
３１  車室側開路
４０  ＥＣＵ
５０  ダッシュパネル
６０  エンジンルーム連通路
６０ｙ  廃熱フロー
【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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