JP2000289455A

JP2000289455A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2000289455A
Application number: JP11101961A
Authority: JP
Inventors: Naoto Hayashi; 直人林; Shinichi Hara; 慎一原
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、冷凍サイクルにサブコンデンサ
を設けると共に、前記除湿ロータの再生ヒータとしてこ
のサブコンデンサを使用し、冷房運転時において導入外
気の除湿を行う。【解決手段】冷房運転時において、コンデンサと膨張
手段の間でコンデンサと直列に配されたサブコンデンサ
は、コンデンサと共に放熱作用を行うため、サブコンデ
ンサを通過する排出内気は加熱され、前記除湿ロータを
乾燥させるので、この除湿ロータの他方の側を通過する
排出外気は、除湿ロータによって除湿される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、外気と内気との
間で熱交換や湿度交換を行うことのできる車両用空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−１６５３１号公報に開示さ
れる車両用空調装置は、外気導入口からデフロスタ吹出
空気通路にかけて形成された第１の通路と、内気導入口
からフット吹出空気通路にかけて形成された第２の通路
と、内気を車室外へ排出する内気排出路とを備え、さら
に、第１送風路に外気、第２送風路に内気を導入するモ
ードの時に、内気排出路を流れる内気から吸熱し、外気
導入口から導入される外気へ放熱する全熱交換器を備
え、内気の熱を利用して、導入される外気の温度を高め
ることができるので、外気導入による熱損失を低減する
ものである。

【０００３】また、特開平６−２２１６１８号公報に開
示される減湿型空気調和装置は、導入外気と排気とを全
熱交換させる全熱交換器と、全熱交換器を通った外気中
の水分を吸湿性材料中に吸着、脱着させる減湿ロータ
と、減湿ロータを通った外気を排気と熱交換させる顕熱
交換器と、顕熱交換器を通った外気を冷却し居室に吸気
する冷却コイルと、居室からの排気を加熱し減湿ロータ
の吸湿性材料を乾燥、再生させる再生ヒータとを備え、
実用的な乾燥空気を得ると同時に、冷凍機で製造する冷
水の温度を高めて冷凍機のＣＯＰを向上させるものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−１６５３１号公報に開示される車両用空調装置は
除湿交換機能が充分でないので、冷房運転時に外気導入
を行った場合、潜熱の多い空気がエバポレータに達する
場合が発生するので、エバポレータでの冷却動力が必要
になり、省動力効果が充分に発揮されないという問題が
あった。

【０００５】また、特開平６−２２１６１８号公報に開
示された減湿型空気調和装置を車両に搭載した場合、バ
ッテリーの容量の問題から除湿ロータの乾燥再生を行う
再生ヒータの熱源を確保する必要が生じる。

【０００６】以上のことから、この発明は、冷凍サイク
ルにサブコンデンサを設けると共に、前記除湿ロータの
再生ヒータとしてこのサブコンデンサを使用し、冷房運
転時において導入外気の除湿を行う車両用空調装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、一つのモータと、該モータによって駆動される外気
導入用インペラー及び内気導入用インペラーとからなる
吸引送風手段を有し、前記外気導入用インペラー及び内
気導入用インペラーの吹出側に配され、車室内に開口す
る複数の吹出口及び該吹出口を選択的に開口するモード
ドアを有する空調ダクトと、該空調ダクト内に配され、
少なくともコンプレッサ、コンデンサ及び膨張手段と共
に冷凍サイクルを構成するエバポレータと、通過する空
気を加熱するヒータコアと、車外に開口する外気導入口
と前記外気導入用インペラーの吸入口とを連通する外気
導入ダクトと、前記空調ダクトの前記内気導入用インペ
ラーの吹出側近傍に開口する開口部と前記車外に開口す
る内気排出口とを連通する内気排出ダクトと、前記外気
導入ダクトを通過する導入外気と前記内気排出ダクトを
通過する排出内気との間で湿度の交換を行う除湿ロータ
とを具備する車両用空調装置において、前記冷凍サイク
ルのコンデンサと膨張手段の間にサブコンデンサを設
け、このサブコンデンサを、前記内気排出ダクト内にお
いて前記除湿ロータの上流側に配したことにある。

【０００８】これによって、冷房運転時において、コン
デンサと膨張手段の間でコンデンサと直列に配されたサ
ブコンデンサは、コンデンサと共に放熱作用を行うた
め、サブコンデンサを通過する排出内気は加熱され、前
記除湿ロータを乾燥させるので、この除湿ロータの他方
の側を通過する排出外気は、除湿ロータによって除湿さ
れることとなるため、導入外気の湿度を低下させること
ができる。

【０００９】また、この発明は、前記外気導入ダクトを
通過する導入外気と前記内気排出ダクトを通過する排出
内気との間で熱の交換を行う熱交換器を設けたので、導
入外気の温度を排出内気によって低下させることができ
るので、外気導入に伴う車室内温度の上昇を防止するこ
とができる。

【００１０】さらに、この発明は、前記外気導入ダクト
を開閉する第１のドアと、前記内気排出ダクトを開閉す
る第２のドアと、車室内の目標温度を設定する目標温度
設定手段と、車室内温度を検出する車室内温度検出手段
と、前記車室内温度検出手段によって検出された車室内
温度と前記目標温度設定手段との間の温度差が所定値以
上である場合、前記第１及び第２のドアを閉とし、前記
モータの回転数を最大に設定する急速冷房手段と、前記
車室内温度と前記車室内の目標温度との間の温度差が所
定値より小さい場合に、前記第１及び第２のドアを開と
し、モータの回転数を任意に設定すると共に前記除湿ロ
ータを稼動させる通常冷房手段とを具備することにあ
る。

【００１１】これによって、車室内の現実の温度（車室
内温度）と目標温度との間の温度差が所定値以上の場合
には、急速冷房を行う必要があるため、第１及び第２の
ドアを閉とし、モータ回転数を最大として急速冷房を行
い、また前記温度差が所定値以下である場合には、第１
及び第２のドアを開とし、モータ回転数を任意に設定す
ると共に除湿ロータを稼動させることができるので、適
切な冷房制御が可能となるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面により説明する。

【００１３】図１に示す車両用空調装置１は、外気導入
用インペラー２、内気導入用インペラー３及びこれらを
駆動するモータ４とからなる送風装置５を有し、この送
風装置５の吹出側には空調ダクト６が配される。

【００１４】この空調ダクト６内には、例えば電磁クラ
ッチ７を介して駆動され、冷媒を圧縮するコンプレッサ
８、このコンプレッサ８の吐出側に設けられ、高温高圧
の冷媒を凝縮させるコンデンサ９、該コンデンサ９に直
列に配されるサブコンデンサ１０及び該サブコンデンサ
１０を通過した冷媒を断熱膨張させる膨張弁１１と共に
冷凍サイクル１２を構成するエバポレータ１３が配さ
れ、さらにこのエバポレータ１３の下流側には、熱源と
してエンジン冷却水を使用し、そのエンジン冷却水の供
給量が流量調節弁１５によって調節されるヒータコア１
４が設けられる。また、空調ダクト６の最下流側には、
デフ吹出口１６、ベント吹出口１７及びフット吹出口１
８が開口し、モードドア１９ａ，１９ｂ，１９ｃによっ
て選択的に開口されるものである。

【００１５】前記外気導入用インペラー２の外気吸入口
２０と外気導入口２１の間には、上流側導入ダクト２２
ａ及び下流側導入ダクト２２ｂからなる外気排出ダクト
２２が設けられ、さらに前記送風装置５の内気導入用イ
ンペラー３の吹出側近傍の空調ダクト６に開口する内気
吹出口２２と内気排出口２３の間には、上流側排気ダク
ト２４ａと下流側排気ダクト２４ｂからなる内気排出ダ
クト２４が設けられる。

【００１６】前記外気導入ダクト２２の上流側導入ダク
ト２２ａと下流側導入ダクト２２ｂの間、また前記内気
排出ダクト２４の上流側排出ダクト２４ａと下流側排出
ダクト２４ｂとの間には、顕熱交換器２５が設けられ、
前記外気導入ダクト２２を通過する導入外気と前記内気
排出ダクト２４を通過する排出内気とが、この顕熱交換
器２５でクロスするように流れ、ここでお互いの間で熱
交換が行われるようになっているものである。尚、この
実施の形態における顕熱交換器２５は、クロスフロー型
の公知の熱交換器である。

【００１７】また、除湿ロータ２６は、吸湿性材料から
なる円筒形の吸着部２６ａと、この吸着部２６ａを回転
させるモータからなる駆動部２６ｂとによって構成さ
れ、前記モータの駆動によって、前記吸着部２６ａは、
前記外気導入ダクト２２の上流側導入ダクト２２ａと前
記内気排出ダクト２４の下流側排出ダクト２４ｂとの間
を中心として、上流側導入ダクト２２ａと下流側排出ダ
クト２４ｂを横切るように回転するものである。

【００１８】さらに、前記下流側排出ダクト２４ｂにお
いて、前記除湿ロータ２７と前記顕熱交換器２５との間
には、前記冷凍サイクル１２の一部を構成するサブコン
デンサ１０が配される。

【００１９】また、前記上流側導入ダクト２２ａには、
前記外気導入口２１若しくは前記外気導入ダクト２２を
開閉する第１のドア２７が設けられ、前記下流側排出ダ
クト２４ｂには、前記内気排出口２３若しくは前記内気
排出ダクト２４を開閉する第２のドア２８が設けられ
る。

【００２０】以上の構成の車両用空調装置１を制御する
ために、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２９が設けら
れる。このコントロールユニット２９は、少なくとも図
示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出
力ポート（Ｉ／Ｏ）等から構成されるそれ自体公知のも
ので、少なくとも車室内温度を検出する温度センサ３
０、外気温度を検出する温度センサ３１等からの検出信
号、操作パネル３２からの各種設定信号（特に、車室内
温度の目標値を設定する設定信号を含む）が入力され、
所定のプログラムで演算処理した後、制御信号を各制御
機器、例えば第１のドア２７を駆動するアクチュエータ
３３、第２のドア２８を駆動するアクチュエータ３４、
前記電磁クラッチ７、前記除湿ロータ２６の駆動部２６
ｂ、前記流量調節弁１５、及び前記モードドア１９ａ，
１９ｂ，１９ｃを駆動するアクチュエータ３４及び送風
装置５のモータ４に出力するものである。

【００２１】以下、前記コントロールユニット２９で実
行されるプログラムの一部を図２に示すフローチャート
図で説明する。ステップ１００から開始されるＡ／Ｃ制
御は、空調装置全体の制御の根幹をなすメイン制御ルー
チンから定期的に開始されるもので、ステップ１１０に
おいて温度センサ３０によって検出された車室内温度Ｔ
ｒと、操作パネル３２において設定された車室内の目標
温度Ｔset が比較され、設定温度Ｔset が車室内温度Ｔ
ｒよりも高い場合にはステップ１２０に進んで、暖房制
御が実行される。

【００２２】この暖房制御は、本願発明に特に関係しな
いが、前記コンプレッサ８の稼動を停止し、流量調節弁
１５を開くと共にその開度を調整してヒータコア１４に
供給されるエンジン冷却水の量を調節し、ヒータコア１
４での加熱量を調節して暖房を行うものであることが望
ましい。また、暖房能力が大きい場合には、コンプレッ
サ８を稼動させ、エバポレータ１３において通過する空
気を一端冷却し、その後ヒータコア１４にて加熱するよ
うにしても良いものである。さらに、第１及び第２のド
ア２７，２８を開とし、前記顕熱交換器２５にて導入外
気と排出内気との間で熱交換するようにしても良いもの
である。

【００２３】前記ステップ１１０の判定において、設定
温度Ｔset が車室内温度Ｔｒより低い場合には、冷房運
転が要求されることから、ステップ１３０に進む。この
ステップ１３０では、前記車室内温度Ｔｒと前記設定温
度Ｔset の温度差が所定値α（例えば、５℃〜１０℃）
以上である場合には、急速冷房が要求されるので、ステ
ップ１４０に進んで第１のドア２７および第２のドア２
８を閉とし、ステップ１５０に進んでコンプレッサ（Ｃ
ＯＭＰ）８を稼動（ＯＮ）させ、ステップ１６０で送風
装置（ＦＡＮ）５のモータ４を最大（ＭＡＸ）に固定
し、急速冷房を達成するものである。そして、ステップ
２１０からメイン制御ルーチンに回帰するものである。

【００２４】また、前記ステップ１３０において、前記
車室内温度Ｔｒと前記設定温度Ｔset の温度差が所定値
αより小さい場合には、通常冷房が要求されるので、ス
テップ１４０に進んで第１及び第２のドア２７，２８を
開とし、ステップ１８０でコンプレッサ（ＣＯＭＰ）８
を稼動（ＯＮ）させ、ステップ１９０で送風装置５を自
動によって制御し、ステップ２００において除湿ロータ
２６を稼動（ＯＮ）し、ステップ２１０からメイン制御
ルーチンに回帰するものである。

【００２５】これによって、前記ステップ１８０におい
てコンプレッサ８を稼動させると、コンプレッサ８によ
って圧縮された冷媒は、前記コンデンサ９及び前記サブ
コンデンサ１０にて放熱して凝縮することから、サブコ
ンデンサ１０を通過する排出内気は加熱されるので、こ
の排出内気により前記除湿ロータ２６の吸着部２６ａに
含有される水分が吸着部２６ａから除去され、前記吸着
部２６ａが再生される。

【００２６】また、ステップ１９０における送風装置
（ＦＡＮ）５の制御は、例えば、図３に示すように、各
種の環境因子、例えば車室内温度、外気温度、日射量、
設定温度等から演算された目標吹出温度Ｘｍに基づい
て、送風装置５のモータ４に供給される供給電圧Ｖｆ
を、図３に示す特性線図に基づいて演算して供給するよ
うにしたものである。

【００２７】尚、この実施の形態においては、車室内温
度と設定温度との温度差に基づいて前記第１及び第２の
ドア２７，２８、送風装置５、コンプレッサ８、除湿ロ
ータ２６を制御するようにしたが、これに湿度の因子を
加えて制御するようにしてもよいものである。また、空
気の温度、湿度からエンタルピーを演算し、このエンタ
ルピーと温度若しくはエンタルピーと湿度とが最適とな
るように制御しても良いものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、除湿ロータの除湿再生を行うヒータとして、冷凍サ
イクルの一部と構成するサブコンデンサを用いるので、
高圧ラインでの放熱量を確保できるので、コンプレッサ
動力を軽減することができるものである。この結果、コ
ンプレッサの省動力化若しくは小型化を達成することが
できるものである。

【００２９】また、導入外気の除湿効率が向上し、導入
外気の潜熱の軽減ができるため、導入外気の温調負荷を
軽減することができるものである。さらに、外気導入が
できるので、車室内の二酸化炭素濃度の上昇を抑制でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用空調装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係る空調制御の一例を示したフローチ
ャート図である。

【図３】目標吹出温度Ｘｍと送風装置に供給される電圧
Ｖｆの関係を示した特性線図である。

【符号の説明】１車両用空調装置２外気導入用インペラー３内気導入用インペラー４モータ５送風装置６空調ダクト８コンプレッサ９コンデンサ１０サブコンデンサ１１膨張弁１２冷凍サイクル１３エバポレータ１４ヒータコア２２外気導入用ダクト２２ａ上流側導入ダクト２２ｂ下流側導入ダクト２４内気排出ダクト２４ａ上流側排出ダクト２４ｂ下流側排出ダクト２５顕熱交換器２６除湿ロータ２７第１のドア２８第２のドア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つのモータと、該モータによって駆動
される外気導入用インペラー及び内気導入用インペラー
とからなる吸引送風手段を有し、前記外気導入用インペ
ラー及び内気導入用インペラーの吹出側に配され、車室
内に開口する複数の吹出口及び該吹出口を選択的に開口
するモードドアを有する空調ダクトと、該空調ダクト内
に配され、少なくともコンプレッサ、コンデンサ及び膨
張手段と共に冷凍サイクルを構成するエバポレータと、
通過する空気を加熱するヒータコアと、車外に開口する
外気導入口と前記外気導入用インペラーの吸入口とを連
通する外気導入ダクトと、前記空調ダクトの前記内気導
入用インペラーの吹出側近傍に開口する開口部と前記車
外に開口する内気排出口とを連通する内気排出ダクト
と、前記外気導入ダクトを通過する導入外気と前記内気
排出ダクトを通過する排出内気との間で湿度の交換を行
う除湿ロータとを具備する車両用空調装置において、前記冷凍サイクルのコンデンサと膨張手段の間にサブコ
ンデンサを設け、このサブコンデンサを前記内気排出ダ
クト内において前記除湿ロータの上流側に配したことを
特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記外気導入ダクトを通過する導入外気
と前記内気排出ダクトを通過する排出内気との間で熱の
交換を行う熱交換器を設けた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】前記外気導入ダクトを開閉する第１のド
アと、前記内気排出ダクトを開閉する第２のドアと、車
室内の目標温度を設定する目標温度設定手段と、車室内
温度を検出する車室内温度検出手段と、前記車室内温度
検出手段によって検出された車室内温度と前記目標温度
設定手段との間の温度差が所定値以上である場合、前記
第１及び第２のドアを閉とし、前記モータの回転数を最
大に設定する急速冷房手段と、前記車室内温度と前記車
室内の目標温度との間の温度差が所定値より小さい場合
に、前記第１及び第２のドアを開とし、モータの回転数
を任意に設定すると共に前記除湿ロータを稼動させる通
常冷房手段とを具備すること特徴とする請求項１又は２
記載の車両用空調装置。